Изготовление отливок литьем под давление

Сущность литья под давлением заклю­чается в изготовлении отливок в металли­ческих формах (пресс-формах) заполнени­ем расплавом под действием внешних сил, превосходящих силы гравитации. Затвер­девание отливки протекает под избыточ­ным давлением. После охлаждения отлив­ку извлекают из пресс-формы. Значительное давление на расплав (100 МПа и более) обеспечивает высокую скорость движения потока рас­плава в пресс-форме (0,5 ... 120 м/с). Форма заполняется за десятые и сотые доли секунды, что позволяет получать отливки с толщиной стенки менее 1 мм.

Высокая скорость впуска расплава в полость пресс-формы не позволяет возду­ху и продуктам разложения смазочного материала полностью удалиться из полос­ти пресс-формы. Они попадают в расплав, что приводит к образованию газовоздуш­ной пористости и снижению плотности и герметичности отливок и пластических свойств сплава. Высокая кинетическая энергия дви­жущего расплава и статическое давление на него в момент окончания заполнения полости пресс-формы способствуют полу­чению поверхностного слоя отливки с весьма малой шероховатостью. Высокая интенсивность теплового взаимодействия между расплавом, отлив­кой и пресс-формой способствует изменению структуры в поверхностных слоях отливки, повышению ее прочности и т.д. Давление, прикладываемое к расплаву при заполнении полости пресс-формы, позволяет регулировать продолжительность заполнения и изменять количество теплоты, отводимой от расплава за время ее заполнения.

Для изготовления отливок литьем под давлением применяются специальные ма­шины литья под давлением с холодной (горизонтальной или вертикальной) и го­рячей камерами прессования.

На машинах с горизонтальной холодной камерой прессования (рис. 5) порцию расплавленного металла заливают в камеру прессования 4, которую плун­жером 5 под давлением 40 ... 100 МПа по­дают в полость пресс-формы, состоящей из неподвижной 3 и подвижной 1 полуформ.

Внутреннюю полость в от­ливке получают стержнем 2. После за­твердевания отливки пресс-форма раскры­вается, стержень 2 извлекает­ся и отливка выталкивателями 6 удаля­ется из рабочей полости пресс-формы Перед заливкой пресс-форму нагревают до температуры 120 ... 320 "С. После удале­ния отливки рабочую поверхность пресс-формы обдувают воздухом и смазывают специальными материалами для предупреждения приваривания отливки к пресс-форме. Воздух и газы удаляют через кана­лы глубиной 0,05 ... 0,15 мм и шириной 15 мм, расположенные в плоскости разъе­ма пресс-формы, или вакуумированием рабочей полости перед заливкой расплавленного металла.

Изготовление отливок под регулируемым давлением

При литье под низким давлением (рис. 6) в обогреваемую камеру 1 по­мешают тигель 2 с расплавленным метал­лом, а на верхнюю часть камеры устанав­ливают литейную форму 5.

Полость фор­мы сообщается с тиглем с помощью металлопровода 3. Под действием сжатого воздуха или газа, поступающего в камеру из пневмосмесителя 4 под давлением 0,01 ... 0,08 МПа, расплав при температу­ре на 100 ... 150 "С выше температуры ликвидуса из тигля поднимается по металлопроводу со скоростью 1,5 ... 1,6 м/с и заполняет полость формы. После запол­нения формы и необходимой выдержки для затвердевания отливки давление в ка­мере сбрасывается, форма раскрывается и отливка извлекается.

Отливки под низким давлением полу­чают в кокилях, песчаных и оболочковых формах и формах для литья по выплав­ляемым моделям. Этот способ литья зна­чительно сокращает расход металла на литники, улучшает заполняемость форм, повышает плотность и герметичность от­ливки. Литьем под низким давлением из­готовляют тонкостенные отливки корпус­ного типа из алюминиевых, магниевых, медных сплавов и реже из стали массой от нескольких десятков граммов до 50 кг.

При литье вакуумным всасыванием водоохлаждаемая литейная форма заполняется расплавленным ме­таллом из раздаточной печи за счет раз­режения, создаваемого в ней вакуумным насосом. Литейная форма при заполнении ее металлом опирается на керамический поплавок. Во время непродолжительной выдержки формируется отливка. Затем полость формы соединяется с атмосферой, и незатвердевший металл сливается в раз­даточную печь.