20. Штамповка в открытых и закрытых штампах.
Штамповка в открытых штампах.
Р
ис_4
Облой – технологически необходимый дополнительный объем материала исходной заготовки, предназначенный для того, чтобы в конечный момент процесса штамповки обеспечить полное заполнение рабочей полости штампа.
Приблизительно 85% всех поковок, изготавливаемых ГОШ, штампуется в открытых штампах.
Затраты материала, идущего в облой, зависят от сложности формы поковки, ее массы и структуры технологического процесса. В среднем, затраты на облой колеблются от 10%-25% от массы поковки. Неправильное название облоя – заусенец.
Штамповка в закрытых штампах (безоблойная).
Рис_5
Заусенец – часть материала поковки, вытекающая в зазор между матрицей и пуансоном. (0,3…0,5 мм)
Несмотря на очевидные преимущества безоблойной штамповки ее удельный вес не превышает 10%.
В закрытых штампах штампуются только круглые в плане (осесимметричные) поковки.
Т.к. штамповка в закрытых штампах, чаще всего, выполняется на кривошипных горячештамповочных прессах с жесткой кинематической связью, то для успешного выполнения штамповки необходимо:
1). Погрешность объема исходной заготовки не должна превышать ±1,5%.
2). Возможное изменение температуры поковки не должно превышать 15°…20° С.
3). Исходная заготовка должна устанавливаться в штампе строго по его оси.
21. Литье с кристаллизацией под давлением.
В специальной литературе этот способ литья неправильно называют «жидкая штамповка».
При этом способе литья применяют металлические формы, не имеющие литниковой системы, а давление на отливку и жидкий расплав в процессе ее кристаллизации передается рабочей деталью литейной формы до полного затвердевания.
Рис_6
Прикладываемое к пуансону давление зависит от типа сплава , размеров и формы отливки. Такое давление колеблется от 50 до 500 МПа.
Назначение давления:
1). Улучшает заполняемость пресс-формы => можно проливать тонкие ребра и т.п.
2). Способствует увеличению скорости охлаждения. Это приводит к образованию мелкозернистой структуры => можно проливать более точные детали.
3). Давление, прикладываемое к расплаву в момент кристаллизации, способствует разрушению крупных кристаллов и подавлению (завариванию в горячем состоянии) таких дефектов, как усадочные раковины и мелкие трещины. В результате структура отливки получается мелкозернистой, плотной, с min количеством дефектов.
Зависимость механических свойств отливок (σв, l, ρ), времени затвердевания (t), размера микрозерен (d) и линейной усадки (ξ) от давления прессования.
Р
При этом способе литья применяются, в первую очередь, цветные сплавы. В отличие от литья под давлением, где давление создается в камере прессования, в этом способе литья давление передается непосредственно на поверхность отливки, что более эффективно воздействует на ее структуру. Этот способ литья выполняется на универсальных гидравлических прессах со скоростью V = 0,01…0,05 м/сек.
Выдержка расплава без давления после заливки составляет 15…20 сек., а выдержка отливки под давлением до полного затвердевания зависит от ее массы, формы, типа сплавов и составляет от 30 до 150 сек. Наличие в пресс-формах только одной поверхности разъема позволяет получать отливки более простой формы, чем при литье под давлением.
Влияние давления прессования на прочность отливок из Al – сплавов.
Р
Из характера кривых видно, что для Al – сплавов существует диапазон наиболее эффективного давления, когда прочность отливок пропорциональна давлению от 50 до 150 МПа.
Влияние способа литья на механические свойства отливок.
-
Свойства
Кокиль
ЛКД
100 МПа
200 МПа
σв, МПа
180
225
265
l, % - вязкость
0,5
1,3
1,5
σ100300 - жаропрочность
50
65
80
Отсутствие литниковой системы в этом способе литья позволяет в некоторых случаях осуществить заполнение литейной формы расплавом, который находится в двух фазном состоянии (50% жидк. + 50% крист.) Это снижает температуру заливки, и тем самым уменьшается усадка и повышается точность размеров отливок. Расплав в таком состоянии практически не содержит в себе газов = > в отливке нет пористости и трещин.
На диаметральные размеры припуск 0,7…1 мм, допуск Δ = ±(0,5…0,7) мм.
Область применения:
Литье с кристаллизацией под давлением интенсивно развивается. Его в первую очередь применяют для изготовления отливок из цветных сплавов массой от нескольких грамм до 10…15 кг (иногда до 50 кг).
Отливки, в основном, круглые в плане (осесимметричные). По сравнению с литьем под давлением более простой формы, редко – корпусные.
Припуски на механическую обработку, как при литье под давлением (3…5 класс точности отливок). Линейные уклоны не превышают (1°…3°) .
Показатели, достигаемые при изготовлении этим способом:
КВГ = 95…95%
КВТ = 80…90%
КИМ = 0,97*0,85=0,83.