Материаловед

Литьем под давлением получают отливки в металлических формах (пресс-формах), при этом заливку металла в форму и формирование отливки осуществляют под давлением (до 300 МПа).

Литье под давлением является одним из высокопроизводительных способов изготовления отливок, обеспечивающим высокое качество поверхности. Литьем под давлением обычно изготавливают отливки из цинковых, магниевых и медных сплавов. Масса отливок колеблется от нескольких граммов до нескольких десятков килограмм. Этот метод применяется для массового производства тонкостенных отливок из цветных сплавов сравнительно простой конфигурации.

Машины для литья под давлением имеют или горячую, или холодную камеры прессования.

На машинах с горячей камерой прессования (рис. 5.1) камера прессования 2 расположена в обогреваемом тигле 1 с расплавленным металлом. При верхнем положении плунжера 3 металл через отверстие 4 заполняет камеру прессования. При движении плунжера вниз отверстие перекрывается, сплав под давлением 10…30 МПа заполняет полость пресс-формы 5. После затвердевания отливки плунжер возвращается в исходное положение, остатки расплавленного металла сливаются в камеру прессования, а отливка удаляется из пресс-формы выталкивателями 6. Получают отливки из цинковых и магниевых сплавов массой от нескольких граммов до 25 кг.

Холодную камеру заполняют вручную. Машины с холодной камерой прессования способны развивать несколько более высокое давление на жидкий металл.

Литье под давлением в машине с горячей камерой прессования: 1 — чугунный тигель; 2 — отверстие, через которое металл поступает в прессовый стакан; 3 — прессующий поршень; 4 — цилиндр прессования; 5 — прессовый стакан; 6 — металлопровод; 7 — пресс-форма; 8 — мундштук

Расплавленный металл заливается в камеру прессования специальной машины (рис. 5.2), а затем под действием прессующего поршня, перемещающегося в этой камере, через литниковые каналы заполняет с высокой скоростью полость формы. Затвердевание металла происходит под высоким давлением. По окончании затвердевания сначала извлекаются стержни 3, затем форма раскрывается и толкатель 4 удаляет отливку из пресс-формы. Скорость подачи жидкого металла в пресс-форму составляет примерно 0,5 м/с, а конечное давление на металл может составить от 40 до 100 МПа. Форма заполняется за десятые доли секунды, а особо тонкостенные отливки – за сотые. Это позволяет, несмотря на высокую скорость охлаждения металла в форме, изготавливать отливки с очень тонкими стенками. Такие машины применяют для изготовления отливок из медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов массой до 45 кг.

Литье под давлением в машине с холодной камерой прессования: а—заливка металла; б — удаление стержня; в — разъем пресс-формы; г — выталкивание отливки; 1 — камера прессования; 2 — прессующий поршень; 3 — металлический стержень; 4 — толкатель

К числу недостатков литья под давлением можно отнести: высокую стоимость пресс-форм, трудность получения отливок со сложными поверхностями, опасность возникновения трещин на отливках, появление в отливках воздушно-газовой пористости.

Одной из разновидностей рассматриваемой технологии является литье под низким давлением (рис. 5.3). Тигель с металлом 5 герметически закрыт крышкой 2, в которую вмонтирован металлопровод 4. Металлопровод погружен в металл, почти до дна тигля. Песчаную форму устанавливают на крышке и соединяют с металлопроводом.

Воздух или инертный газ закачивается под давлением до       0,1 МПа в полость тигля и давит на зеркало жидкого металла. Под действием избыточного давления металл поступает в форму со скоростью, регулируемой давлением. По окончании заполнения формы и затвердевания отливки полость камеры соединяют с атмосферой и незатвердевший металл из металлопровода стекает в тигель.

Литьем под низким давлением изготавливают отливки из алюминиевых и магниевых сплавов, реже – из медных сплавов при серийном и массовом производстве.

Одним из существенных преимуществ метода является возможность регулировать скорость потока заполнения формы, что важно для улучшения качества тонкостенных крупногабаритных отливок.

Литье под низким давлением: 1 — песчаная форма; 2 — крышка; 3 — вентиль, регулирующий поступление газа в тигель; 4 — металл; 5 — тигель с жидким металлом

Познакомьтесь с современным способом моделирования процесса литья под давлением, посмотрев видео «Литье под давлением».

Посмотрите учебный видеофильм «Литье под давлением и в кокиль»

Удачного просмотра!