5. Литье под давлением. Сущность технологического процесса. Область применения, преимущества и недостатки. Требования к отливкам.

Недостатки:

Газовая пористость (в зависимости от заполнения формы);

При ламинарном потоке толщина стенок более 1 мм.

Дорогая оснастка, высокая трудоемкость, (требуется Т/О)

Преимущества:

Отливки, полученные литьём под давлением, отличаются чистотой поверхности и точностью, соответствующей 4 классу. Допуски на размеры находятся в пределах от ±0,075 до ±0,18 мм. Литьё под давлением экономически целесообразно для крупносерийного и массового производства точных отливок из легкоплавких сплавов. Трудоёмкость изготовления отливок литьём под давлением в литейных цехах снижается в 10-12 раз, трудоёмкость механической обработки снижается в 5-8 раз.

(ТП) Процесс:

Литьё под давлением металлов, способ получения отливок из сплавов цветных металлов в пресс-формах, которые сплав заполняет с большой скоростью под высоким давлением, приобретая очертания отливки. Считается, что оптимальная продолжительность заполнения форм при литье под давлением 0.2 с, а скорость потока металла в литнике не должна превышать 150 м/с. Исходя из этого, поперечное сечение литника рассчитывают по формуле f = V/ t•c,

V – объем отливки; t – время заполнения; с – скорость потока.

При такой скорости поступления металла в форму он сильно фонтанирует, ударяется о стенки формы и в течение 0.003-0.004 с закупоривает вентиляционные каналы. Только часть (10-30%) газа-воздух и пар от смазывающего материала-удаляются из полости формы, образуется воздушно-металлическая эмульсия, которая затем затвердевает. Вследствие этого полученные отливки имеют специфический дефект - газовую пористость, низкие плотность и пластические свойства. Их нельзя подвергать термической обработке, тат как при нагреве поверхность вспучивается вследствие расширения газа в порах.

Процесс литья под давлением осуществляется в три этапа:

I – заполнение сплавом с большой скоростью полости формы;

Следствие – отливки, полученные под давлением, имеют специфический, присущий только этому способу дефект – газовую пористость.

II – гидравлический удар;

В момент окончания заполнения полости формы движущийся с большой скоростью сплав мгновенно останавливается. Энергия движения потока преобразуется в энергию давления, которое мгновенно повышается. Происходит гидравлический удар, действующий в течение весьма короткого времени. Гидравлический удар выполняет полезную и в тоже время вредную работу. Полезное его действие заключается в том, что он способствует четкому оформлению конфигурации отливки, «чеканит» ее. Вредное действие гидравлического удара заключается в том, что под действием его подвижная часть пресс-формы всегда немного отходит от неподвижной. Между полуформами образуется зазор. Отливки имеют облой по разъему пресс-форм, который необходимо затем удалять.

III – затвердевание отливки с большой интенсивностью.

Тонкие щелевые питатели затвердевают раньше отливки. Питание ее из камеры прессования, которая могла бы служить прибылью, прекращается. Газовые включения в объеме отливки находятся под давлением, расширяют отливку изнутри и дополнительно к гидравлическому удару способствует хорошему воспроизведению конфигурации полости пресс-формы. Таким образом газовая пористость повышает точность отливок, ухудшая свойства металла

Требования к отливкам:

Отливки должны быть тонкостенные. Минимальная толщина стенок 0.6-0.8 мм. Для увеличения прочности отливки выполняют с ребрами жесткости.

Сплавы должны обладать узким интервалом кристаллизации, повышенной жидкотекучестью, не взаимодействовать с металлом пресс-форм и камер прессования сохранять прочность при высоких температурах при снятии со стержней и выталкивании из пресс-форм. Хорошими свойствами обладают сплавы: из алюминиевых- АК12; из магниевых- Мл5, Мл6; из медных – ЛС59-1, ЛК80, ЛК80-3л и др.

Отл выполненные таким способом применяются в автомобилестроении (в частности в моторостоении).