6. Основные схемы процессов литья под давлением. Особенности формирования отливок. Давление и скорость впуска.
Схемы литья под давлением на машинах с камерами прессования: а — холодной горизонтальной; б — холодной вертикальной; в — горячей; 1 — плита крепления
подвижной части формы; 2 — выталкиватели; 3 — подвижная матрица формы; 4 — полость формы (отливка); 5 — неподвижная матрица формы; 6 — камера прессования; 7 — прессующий поршень; 8 — пресс-остаток; 9 — тигель нагревательной печи; 10 — обогреваемый мундштук.
Основные характеристики процесса:
1)При литье под давлением основными факторами, определяющими формирование отливки, являются давление в камере прессования и пресс-форме, скорости движения поршня и впуска жидкого металла в форму, параметры литниково-вентиляционной системы, температуры заливаемого металла и формы, режимы смазывания и охлаждения рабочей полости формы и камеры прессования.
2)От правильного выбора технологических режимов заполнения и подпрессовки, определяющих конструкцию пресс-формы, тип и мощность машины для литья под давлением, зависит качество отливок.
Гидродинамический режим формирования отливки
Чёткость оформления рельефа и шероховатость поверхности отливки зависят от кинетической энергии потока. В момент окончания его движения создается гидродинамическое давление на стенки пресс-формы:
Рф = pм Vф ,где pм — плотность жидкого металла; Vф — скорость потока в пресс-форме.
Процесс передачи гидростатического давления в полость пресс-формы называется подпрессовкой.
Максимальное усилие подпрессовки должно развиваться прессующим механизмом машины не в момент начала затвердевания отливки, а почти сразу после окончания заполнения пресс-формы.
Тепловой режим при литье под давлением
Обеспечивает подвижность сплава как в период заполнения формы, так и в процессе подпрессовки. Он связан с высокой интенсивностью теплового взаимодействия жидкого металла со стенками массивной пресс-формы.
Процесс охлаждения металла можно разделить на 2 периода. 1)охлаждение жидкого металла при движении его в литниковой системе и оформляющей жидкости. На этом этапе важно правильно выбрать продолжительность заполнения, чтобы предупредить образование неслитин, пористости и оксидных плен. 2)затвердевание металла после заполнения пресс-формы. На этом этапе необходимо создать условия направленного затвердевания металла отливки. Соблюдение принципов направленного затвердевания зависит от технологичности конструкции отливки, температуры заливаемого сплава и температуры пресс-формы.
При заполнении сплошным ламинарным потоком создаются условия для хорошего удаления воздуха и газов из пресс-формы, что способствует уменьшению пористости в отливках.
Заполнение сплошным турбулентным потоком жидких сплавов происходит при скоростях впуска 0.5-15 м/с и отношении площади fп поперечного сечения питателя к площади Fотл поперечного сечения отливки: fп / Fотл. < 1/4 - 1/2
Схема заполнения дисперсным потоком происходит при скоростях впуска расплава выше 25-35 м/с и отношении fп / Fотл. < 1/4 - 1/2 в случае, если расплав находится только в жидком состоянии. При ударе о стенку формы струя дробится на большое число отдельных капель, образующих смесь с воздухом и продуктами разложения смазочного материала – дисперсную систему.
Линейные размеры, площадь проекции отливки и ее масса ограничивается мощностью и размерами крепежных плит машины. Зависимость максимально допустимой площади проекции отливки вместе с литниковой системой Fпр., от мощности машины на запирание выражается формулой:
0.85Рзап. = Руд.пр.•Fпр.,
где Рзап – усилие запирания машины по паспорту; Руд.пр – удельное давление в камере прессования;0.85 - коэффициент, обеспечивающий полное закрытие формы;
Способы подвода металла к отливке. Конструкция ЛС зависит от типа машины, так как расчет всех технологических параметров проводится с конкретной привязкой к машине литья под давлением.
(см след вопрос.)
Особенности формирования отливок.
Давление и скорость впуска.
Скорость выпуска 0,35 – 150м/с определяется исходя из толщины стенки, габаритов и конфигурации отливки, а также зависит от установленного режима на рабочей машине.
При дисперсном способе заполнения скорость ≈ 150м/с, а при ламинарном – ≈ 0,5 м/с.
Т.е. чем меньше скорость, тем выше ламинарность заполнения.