v Сущность процесса заключается в заливке расплавленного металла в камеру сжатия машины и последующем выталкивании его через литниковую систему в полость металлической формы, которая заполняется под давлением. Заполнение полости происходит при высокой скорости впуска металла, которая обеспечивает высокую кинетическую энергию, поступающего в форму металла.
Скорость выпуска при литье под давлением в зависимости от типа отливки и сплава может быть в пределах от 0,5 до 120 м/с. Различают три способа литья под давлением.
v Виды.
Ø Литье с низкими скоростями впуска (0,5-2,5 м/с), обеспечивающее заполнение формы сплошным ламинарным потоком. Применяют этот способ для изготовления толстостенных отливок из алюминиевых сплавов и латуней.
Ø Литье со средними скоростями впуска (2-15 м/с), обеспечивающее турбулентное движение расплавленного металла, при котором в результате срыв струй захватываются в поток металла пузырьки воздуха, оттесняемые затвердевающим сплавом к середине отливки. Это создает воздушную пористость, которую удалить почти невозможно, но можно уменьшить под действием высокого давления. Изготовляют при этом отливки средней сложности.
Ø Литье с высокими скоростями впуска (более 30 м/с), обеспечивает заполнение только в режиме турбулентного течения истока расплава, но и со значительным его распылением, результатом которого является еще больший объем захваченного в полость отливки воздуха, для уменьшения воздушной пористости и в этом случае создают высокое давление [до 500МПа(н/мм2)] Этот способ применяют для тонкостенных отливок сложной конфигурации.
v Требования к литейным сплавам для литья под давлением.
|
|
Ø Достаточная прочность при высоких температурах, чтобы отливка не ломалась при выталкивании.
Ø Минимальная усадка.
Ø Высокая жидкотекучесть при небольшом перегреве.
Ø Небольшой интервал кристаллизации.
Этим требованиям удовлетворяют сплавы на основе цинка, алюминия, магния и меди.
v При литье под давлением получают высокое качество отливок. Достижимая точность: 9-11 квалитет по размерам, получаемым в одной части литейной формы и 11-12 квалитет по размерам, получаемым в двух частях формы. Точность зависит от точности изготовления формы, обычно форму изготовляют на 1-2 квалитета точнее детали. Выше указана экономически достижимая в производстве точность.
v Шероховатость поверхности отливки зависит от шероховатости поверхности рабочей поверхности формы, продолжительности ее эксплуатации и материала отливки. Обычно рабочую поверхность формы полируют (при этом достигают параметр Ra=0,16 мкм). При литье до 500 отливок получают шероховатость поверхности Ra=1,25-0,63 мкм - для отливок из цинковых сплавов. Ra =2,5-1,25 мкм - для отливок из алюминиевых сплавов и Ra =2,5- Rz мкм - для медных сплавов, а при изготовлении 10000 отливок соответственно получают Ra =2,5-1,25 мкм, Ra =2.5 - Rz =20 мкм, Rz = 160-80 мкм.
v При питье под давлением механические свойства неравномерны по толщине отливки и отличаются в лучшую сторону по сравнению с этими свойствами отливок полученных другим способом. При быстром охлаждении у отливок образуется литейная корочка с мелкозернистой структурой, толщина которой не более 1-1-1,5мм. Поэтому тонкостенные отливки имеют мелкозернистую структуру, повышенную прочность (на 20-30%).
|
|
v Важным показателем качества является пористость, вскрываемая при механической обработке и являющаяся причиной брака. Так как пористость всегда имеет место при литье сложных тонкостенных деталей, то необходимо применять конструктивные меры для предупреждения вскрытия пор. В этом случае для уменьшения влияния воздушной пористости на качество необходимо устранять механическую обработку отливок, предусматривать отливку отверстий. А при необходимости механообработки назначать припуск не более 0,5 мм.
v Преимущества.
Ø Автоматизация трудоемкой операции заливки формы.
Ø Возможность регулирования скорости потока расплава в полости формы изменением давления в камере установки.
Ø Улучшение питания отливки.
Ø Снижение расхода металла на литниковую систему.
v Недостатки.
Ø Невысокая стойкость части металлопровода, погруженной в расплав, что затрудняет использование способа литья для сплавов с высокой температурой плавления.
Ø Сложность системы регулирования скорости потока расплава в форме, вызванная динамическими процессами, происходящими в установке при заполнении ее камеры воздухом, нестабильностью утечек воздуха через уплотнения, понижением уровня расплава в установке по мере изготовления отливок.
Ø Возможность ухудшения качества сплава при длительной выдержке в тигле установки.
Ø Сложность эксплуатации и наладки установок.
Литье под давлением
v Сущность процесса заключается в получении отливок путем заливки расплавленного металла в металлическую форму (пресс-форму) под принудительным внешним давлением от 30 до 100Мпа. Конечное давление на расплав может достигать 490Мпа. Давление снимается после полного затвердевания отливки в пресс-форме. 
|
|
v Материалы и оснастка.
Ø Пресс-форма.
Ø Смазка (машинное масло).
Ø Прессующая машина.
v Основные технологические операции.
Ø Очистка пресс-формы.
Ø Нагрев пресс-формы до 120…220°С и покрытие поверхности смазкой.
Ø Сборка пресс-формы.
Ø Залив расплавленного металла в камеру прессования и запрессовка расплава под давлением в полость пресс-формы.
Ø Охлаждение и затвердевание отливки под внешним давлением.
Ø После затвердевание отливки внешнее давление снимается и извлекается отливка.
v Область применения. Используется для изготовления отливок цветных металлов сложной конфигурации с тонкими стенками массой до 45кг. Применяется в машиностроении.
v Преимущества.
Ø Получают сложные тонкостенные отливки.
Ø Низкая шероховатость поверхности, следовательно, снижается механическая обработка отливок на 90-95%.
Ø Высокая точность геометрических размеров.
Ø Мелкозернистая структура.
Ø Улучшенные санитарно-гигиенические условия.
v Недостатки.
Ø Высокая стоимость пресс-формы, сложность ее изготовления.
Ø Наличие газовоздушной пористости.
Ø Ограничение номенклатуры получения отливок по размерам и массе.