Застывая, металл сохраняет форму того сосуда, в который был залит в жидком виде. Эту особенность металла человек применял при получении изделий методом литья.
Наша страна с покон веков славилась искусными литейщиками. В Кремль стоят «Царь-пушка» массой 40 т, отлитая Андреем Чоховым в конце XVI в., и «Царь-колокол» массой 200 т, изготовленный известными литейщиками Михаилом и Иваном Моториными в первой половине XVIII в. Во многих государствах мира известны художественные изделия Каслинского чугунолитейного завода на Урале.
Одно из основных качеств литейного материала — свойство растекаться, либо жидко-текучесть. Металл либо сплав в жидком состоянии должен быть подвижным и невязким, легко заполнять любую сложную форму, скоро попадать в ее узкие извилины. Из сплава с хорошей жидкотекучестью возможно взять отливку с узкими стенками. В случае, если металл растекается медлительно, то из него тонкостенная отливка не окажется: он остановится, перед тем как заполнятся все извилины формы.
Один из лучших литейных материалов — чугун. Он владеет хорошей жидкотекучестью. У стали жидкотекучесть меньше, и приходится прибегать к разным ухищрениям, дабы вынудить сталь заполнить всю форму (см. Железо, сталь, чугун).
Самый старый метод литья — литье в песчано-глинистые формы, либо литье в почву. Но данный метод, не смотря на то, что его и вычисляют несложным, требует громадной предварительной работы.
Сперва в модельном цехе из дерева либо металла делают модель будущей отливки. Она должна быть пара большего размера, чем отливка, с учетом усадки металла при охлаждении. Модель (как и будущая форма) разъемная и складывается из двух половинок. В землеприготовительном отделении литейного цеха из различных добавок и земли готовят формовочную смесь. В случае, если у отливки должно быть внутреннее отверстие либо полость, то нужно приготовить еще одну смесь — для стержней. Назначение стержней — заполнить те места в форме, каковые в подробности соответствуют отверстиям либо полостям.
Формовочные и стержневые смеси готовят из специальных песков и связующих материалов и глин — растительных и минеральных масел, неестественной смолы, канифоли и т. д. Готовые смеси поступают к формовщикам, задача которых — изготовить литейные формы. Для этого на железную модельную плиту ставят одну половину модели разъемом вниз (см. рис.), а после этого железный ящик без дна — опоку так, дабы добрая половина модели была в него. Опоку хорошо набивают формовочной почвой и переворачивают. Сейчас половинка модели лежит в опоке разъемом вверх. На эту опоку формовщик ставит еще одну и скрепляет их штырями. После этого в верхнюю опоку устанавливают два древесных конуса (на их месте в готовой форме останутся два отверстия для заливки металла и для выхода воздуха и газов) и хорошо заполняют ее формовочной смесью.
Сейчас осталось вынуть из почвы древесную модель. Для этого опоки разъединяют и из каждой вынимают половинки модели. В почве остаются четкие отпечатки двух половин подробности (см. рис.). Их, и заблаговременно приготовленный стержень покрывают особенной краской, дабы жидкий металл не «пригорел» — не прилип к стенкам формы. В форму вставляют стержень и прорезают в почве канавку, соединяющую отверстие для заливки металла с полостью формы, — литниковый движение. Наконец, верхнюю опоку опять кладут на нижнюю, соединяют их, и форма готова. В то время, когда она мало подсохнет, в нее возможно заливать металл.
Чугун для литья приготовляют в особых печах — вагранках. В случае, если отливки металлические, то сталь для них плавят в конвертерах, мартеновских и электрических пенах. Для расплавления цветных металлов существуют собственные плавильные печи.
Жидкий металл заливают в форму из ковша, что движется на протяжении последовательности опок, а время от времени опоки на конвейере движутся мимо ковша. В то время, когда металл застывает, отливку вынимают из формы. Посредством наждачных станков, пескоструйных либо дробеструйных аппаратов отливку очищают от приставшей формовочной почвы.
Вместе с тем в далеком прошлом уже показались и удачно употребляются другие, более идеальные методы литья. Один из них литье в кокиль — железную форму (см. рис.), складывающуюся из двух половин, в одну из них перед заливкой металла вставляют стержни. После этого обе половины кокиля скрепляют между собой и заливают жидкий металл. Тут он весьма скоро затвердевает, и уже через пара мин. возможно вынимать подробность и заливать новую порцию металла. Посредством одного кокиля приобретают тысячи и сотни однообразных отливок.
Но таким методом возможно приобретать отливки лишь из металлов либо сплавов, владеющих хорошей жидкотекучестью. А для стали, к примеру, у которой жидкотекучесть меньше, используют литье под давлением (см. рис.). Жидкий металл под давлением сжатого воздуха либо поршня отлично заполняет любую сложную форму. Но обычный кокиль не выдерживает громадного давления и разрушается. Поэтому формы для этого метода литья — пресс-формы — делают из прочной стали. Автомобили для литья под давлением производят по нескольку тысяч отливок за смену.
с покон веков известен метод литья по выплавляемым моделям, сделанным не из дерева либо металла, а из легкоплавкого воскообразного (парафин, стеарин) вещества (см. рис.). Такую модель покрывают огнеупорной оболочкой и заформовывают в опоку. Тёплый металл расплавляет воск и заполняет оболочку, в точности повторяя форму модели. Наряду с этим методе модель не нужно извлекать из формы, что разрешает приобретать весьма правильные отливки. Помимо этого, данный процесс легко автоматизировать.
Время от времени, в то время, когда отливка не требует громадной точности, ее приобретают литьем в оболочковые формы (см. рис.). Их делают из смеси небольшого кварцевого песка с особенной порошкообразной смолой. Данной смесью засыпают половинки железных моделей, установленных на нагретой до 200—250°С железной плите. Под действием тепла смола расплавляется, обволакивает и скрепляет зерна песка. На модели образуется песчано-смоляная корка. После этого модели вынимают, а плиту с оболочками ставят в печь, где они совсем затвердевают. Наконец 2 полуформы оболочки соединяют между собой и заливают в полость металл.
Так же обширно распространено центробежное литье, благодаря которому делают отливки, имеющие форму тел вращения, — трубы, шестерни, зубчатые ободы и т. п. Металл заливают во вращающуюся железную форму, при вращении он прижимается к стенкам формы, и это разрешает приобретать отливки высокой точности.
Один из современных способов — электрошлаковое литье. В этом случае сперва приобретают жидкий металл способом электрошлакового переплава. Бездуговой переплав железных электродов осуществляется за счет теплоты, выделяющейся при прохождении электрического тока через расплав электропроводящего шлака. После этого жидкий металл (не соприкасаясь с воздухом) поступает в водоохлаждающий бронзовый кристаллизатор, являющийся литейной формой. Электрошлаковое литье используется по большей части для изготовления относительно несложных отливок, к примеру коленчатых валов (см. оси и Валы автомобилей).
У нас созданы литейные цехи-автоматы, где все операции — от подачи в цех металла до транспортировки готовых изделий — реализовывают автоматы (см. механизация и Автоматизация производства, Металлургия).