18. Схемы прессования при литье с кристаллизацией под давлением. Основные критерии процесса.

Главный признак, лежащий в основе классификации схем (вариантов) литья с кристаллизацией под давлением, является характер воздействия давления на затвердевающий расплав, определяющий условия формирования отливки. В зависимости от конфигурации отливки и условий ее формообразования, а следовательно, и от конфигурации прессующей части пуансона, поршня различают следующие схемы процесса литья: (см вопрос 17, рисунок)

Сущность способа литья с кристаллизацией под давлением состоит в заливке металла в пресс-форму и последующего его уплотнения пуансоном гидравлического пресса в процессе затвердевания расплава

Основные критерии процесса

В качестве основных критериев для характеристики каждой схемы процесса можно принять характер воздействия пуансона на образовавшуюся до приложения давления корку и отношение объема незатвердевшего металла V_н.м. вытесненного пуансоном во время окончательного формообразования отливки, ко всему объему отливки V_от.. Это соотношение названо коэффициентом формообразования отливки К_ф = V_н.м./ V_от. В зависимости от схемы процесса К_ф может изменяться от 0 до 1. Для первой схемы К_ф=0, так как основная масса расплава во время окончательного формообразования не перемещается. К_ф = 1 – равномерность свойств.

• Кристаллизация под поршневым давлением

На металл (рис. 1, а) , залитый в неразъемную или разъемную матрицу давит поршень (>3000 кгс/см²). При кристаллизации под поршневым давлением металл не перетекает, а под давлением уплотняется. Это мешает выделению газов в период затвердевания. Кристаллизация проходит быстро, так как нет зазора между отливкой и формой. Давление выбирают в зависимости от: 1- свойств сплава; 2-размера фасонной отливки; 3- продолжительности пребывания сплава в изложнице до приложения давления. Для сплава с широким интервалом кристаллизации давление должно быть увеличено примерно вдвое. До заливки матрица и пуансон нагреваются до 180^оС, а во время работы поддерживается температура 400^оС.

• Пуансонное прессование

Пресс-форма для пуансонного прессования. Слева) в конце прессования; справа) после подъема пуансона в исходное положение. 1-верхняя плита; 2-пуансон; 3-зажим 4-пружины; 5-н.плита; 6-матрица; 8-штифты; 9-рейка; 10-втулка съема

В этом случае давление используется не только для уплотнения металла, но и для заполнения формы. Выдавливание металла (перетекание) увеличивает число центров кристаллизации, и этим еще больше измельчает структуру отливки. Для этой схемы процесса К_ф = 0.1 – 0.7

• Пуансонно-поршневое прессование

Формообразование отливки частично происходит во время заливки расплава в матрицу(рис. 1,в) и выдержке в ней до соприкосновения с пуансоном и заканчивается после вытеснения части расплава в полость, оформляющую преимущественно пуансоном и расположенную выше уровня заливки.

Особенность пуансонно-поршневого прессования состоит в том, что вытесненный пуансоном расплав не соприкасается со стенками матрицы, а заполняет рабочие полости в пуансоне.

Для этой схемы К_ф = 0.1 – 0.5

• Выдавливание расплава в закрытые полости

Расплав заливают в специальный металлоприемник (рис. 1, г) из которого прессующий пуансон вытесняет его в рабочие полости пресс-формы, расположенные выше или ниже уровня заливки. При определенном соотношении площадей сечений питателя и отливки затвердевание последней может происходить без давления.

Для этой схемы процесса Кф = 1

Эту схему применяют крайне редко

Группы отливок

а) отливки для поршневого прессования (без внутренних полостей и отверстий);

б) отливки для поршневого и пуансонного прессования (отливки с внутренними полостями и отверстиями); в) отливки для пуансонного прессования