§ Особенности формирования и качества отливок

При литье под давлением основные показатели качества отливки — точность размеров, шероховатость поверхности, механические свойства, плотность, герметичность— определяются особенностями ее формирования.

1. скорость впуска расплава в пресс-форму от 0,5 до 120м/с, давлении в конце впуска до 490 МПа. Форма заполняется за десятые, сотые доли секунды, это позволяет, несмотря на высокую скорость охлаждения, изготовлять весьма тонкостенные отливки – менее 1мм. Высокая кинетическая энергия расплава и статическое давление в момент окончания заполнения формы способствуют получению чистой поверхности отливки.

2. металлическая форма – пресс-форма – практически не газопроницаема. При высоких скоростях впуска воздух, пары, газы продукты разложения смазки пресс-формы не успевают выйти и частично растворяются в расплаве. Это способствует образованию *,*, раковин и газовоздушной пористости в отливках. Газовоздушная пористость уменьшает плотность, снижает герметичность и пластические свойства. Воздух и газы, находящиеся в порах отливки, затрудняют термообработку: при нагреве газы расширяются, отливка коробится, на поверхности появляются пузыри. Для устранения пористости — специальное литье

3. Интенсивное тепловое воздействие, малое термическое сопротивление способствуют изменению структуры отливки, особенно в поверхностных слоях, повышают ее прочность.

4. Давление на расплав до момента затвердевания питателя улучшает питание усадки отливки, снижает усадочную пористость, сжимает газовоздушные включения, повышает плотность, герметичность, механические свойства.

5. Использование металлической пресс-формы с точными размерами рабочей полости и давление на расплав и затвердевающую отливку повышает точность по массе и размерам. Высокая точность размеров отливок до 8 – 13 квалитетов снижает припуски на обработку до 0,3 – 0,8 мм или исключает механообработку вообще; остается зачистка мест удаления облоя и питателей. КТМ 0,15 – 0,98. Шероховатость отливки зависит от чистоты рабочей полости и режимов литья. Обычно Rz = 20..30 мкм и даже Ra = 1,25..1,63 мкм.

§ Эффективность производства и область применения.

Эффективность зависит от того, на сколько полно используют преимущества способа и как правильно учтены недостатки и особенности процесса в условиях конкретного производства.

Опыт указывает на следующие преимущества:

1. Изготовление отливок с малой толщиной (< 1 мм) значительной площади.

2. Повышение качества отливок: высокие точность и чистота снижение механообработки, высокие механические свойства.

3. Полное исключение трудоемких операций изготовления, сборки и выбивки форм; металлическая пресс-форма используется многократно; сборка формы и извлечение отливки выполняются машиной; процесс малооперационен. Указанные обстоятельства и высокая скорость затвердевания делают процесс одним из самых производительных и создают предпосылки для полной автоматизации производства.

4. Оздоровление условий труда в виду отсутствия формовочных смесей, меньше загрязнение окружающей среды.

Недостатки:

1. Габаритные размеры и масса отливок ограничены мощностью машин (усилием запирания пресс-форм).

2. Высокая стоимость пресс-формы, сложность и трудоемкость изготовления, ограниченная стойкость, особенно при литье черных металлов и медных сплавов. Повышение стойкости пресс-форм – главная проблема.

3. Трудности выполнения отливок со сложными полостями.

4. Наличие в отливках газовоздушной и усадочной пористости.

5. Неподатливая пресс-форма способствует появлению напряжений в отливках при усадке, что также ограничивает номенклатуру сплавов отливок.

Этот процесс можно отнести к малооперационным и безотходным технологиям, т.к. облой подвергается переплавке, а отходы в стружку малы.

§ Технологические режимы литья.

Температуру пресс-формы перед заливкой назначают с учетом состава сплава, конфигурации отливки, толщины стенки и т.п.

Сплавы цинковые – 120…160°С; алюминиевые – 180…250°С; магниевые – 200…240°С; латуни – 280…320°С; стали – 200…280°С. Верхний предел – для тонких стенок. Для регулирования температурного режима работы пресс-форм, управления процессом затвердевания и охлаждения отливок в конструкциях пресс-форм предусматривают системы охлаждения или тепловой изоляции.

Температура заливки зависит от тех же параметров. Высокая – увеличивает усадку время затвердевания и охлаждения отливки, снижает стойкость пресс-форм, позволяет получить тонкую стенку. Обычно температура на 10…30°С выше ликвидуса.

Для крупных и массивных отливок температуру принимают в интервале ликвидус – солидус, т.е. производят твердо – жидким раствором. Это уменьшает опасность “приваривания” к пресс-форме, вырастает надежность работы машины.

Давление прессования зависит от толщины стенки отливки, ее размеров и конфигурации, химического состава сплава. Для уменьшения усадочной пористости делают подпрессовку мультицилиндром.

Давление в МПа.

Толщина стенки отливки, мм	Конфигурация отливки	Sn + Pb	Zn	Mg	Al	Латунь
до 3	Простая	30	45	50	35	60
	Сложная	35	45	55	45	70
	Очень сложная	45	50	60	50	80
до 6	Простая	45	55	70	60	90
	Сложная	50	60	80	65	100

Смазывание пресс-форм предназначено для защиты рабочей поверхности от химического, механического и теплового воздействия струи расплава, предотвращения приваривания, лучшего извлечения стержней, вставок и отливки. Смазочные материалы обладают смазывающими, противозадирными свойствами, защитными, противопожарными, взрывобезопасными и т. п.

Для алюминиевых сплавов применяют Графитол-Э и Прессол-Э (водоэмульсионные) – хорошие смазоразделительные свойства, противозадирность мала. Противозадирная смазка – Алюминол МГ на масляной основе с наполнителями (графит, алюминиевый порошок).

Для магниевых сплавов – смеси трансформаторного масла, керосина, графита.

Для медных сплавов – Графитолы и Прессолы.

Для стальных – смазки на основе дисульфида молибдена.