Изготовление отливок литьем под давлением
Литье под давлением является разновидностью изготовления отливок в металлических формах. Отливка формируется под действием внешних сил значительно превышающих гравитационные силы.
Преимущество способа изготовления отливок:
высокая точность (припуски на механическую обработку не превышают 0.8 мм);
высокая качество отливок; шероховатость поверхности отливок Ra = 0.63 ...1.25 мкм;
экономия металла (возможность получения тонкостенного литья);
высокая производительность (литье под давлением позволяет автоматизировать технологический процесс от операции заливки расплава в прессформу машины и, кончая обрезкой литников и заусенцев, что повышает эффективность производства и качество отливок;
улучшение санитарно - гигиенические условия труда в литейном цехе;
экономия металла (коэффициент использования металла КИМ = О.92 ...0.95).
Недостатки способа:
ограничение по массе и по типу сплава; дороговизна способа литья (высокая стоимость); возможность появления трещин.
Область применения: в приборостроении, в автостроении изготавливают литые детали из алюминиевых, магниевых, цинковых сплавов. Изготовление отливок из стали, чугуна и других тугоплавких сплавов не получили широкого применения. Литьем под давлением изготавливают: блок цилиндров автомобиля "Москвич", из магниевых сплавов изготавливают диски колес спортивных автомобилей, детали мотора автомобиля "Запорожец", детали из цинковых сплавов автомобилей и товаров народного потребления (детали дверных замков, детали типа ручек, решеток радиатора, корпусов фар).
Сущность литья под давлением заключается в том, что расплавленный металл заливается в камеру прессования специальной литейной машины, а затем под давлением на него действием поршня, перемещающегося в этой камере, через литниковую систему заполняет полость металлической пресс-формы, затвердевает под избыточным давлением и образуют отливку. Особенностью процесса изготовления отливок является то, что расплав поступает в полость пресс-формы под давлением от 0.5 до 350 МПа, которая перед заливкой нагревается от 420 до 510 К. Расплав поступает в полость пресс-формы со скоростью от 0.5 до 60 м/с.
В зависимости от устройства камеры прессования различают процессы литья на машинах с холодной и горячей камерами прессования. Камера прессования на машинах литья давлением может быть расположена горизонтально или вертикально.
Схема технологического процесса изготовления отливок на машине с горизонтальной холодной камерой прессования приведена на рис.7.
I II III
Рис.3.8. Литье под давлением с горизонтальной камерой прессования:
I – положение перед заливкой; II – во время заливки; III – после заливки; 1 – прессующий поршень; 2 – жидкий металл; 3- камера прессования; 4 - подвижная полуформа; 5 - неподвижная полуформа; 6 – выталкиватель; 7 – отливка вместе с литником
Пресс-форма для литья под давлением, состоящая из подвижной и неподвижной частей, закрепляется соответственно на подвижной и неподвижной плитах машины болтами.
Основные технологические параметры: температура металла; давление, с которым жидкий металл поступает в полость металлической пресс-формы; температура пресс-формы.
Литьем под давлением изготавливают преимущественно цветное литье.
В заключение отметим, в настоящее время расширяется применение высокопрочного чугуна и алюминиевых сплавов (силуминов) в автомобилестроении (перевод коленчатых валов грузовых автомобилей со стальных штамповок на отливки из перлитных высокопрочных чугунов с повышенной прочностью, в том числе с дополнительным упрочнением (упрочнением методами ППД) переходов от щек к шейкам валов; (перевод нагруженных шестерен передач и трансмиссий со стальных штамповок на высокопрочный чугун;
При изготовлении легковых автомобилей предполагается использовать алюминиево-магниевые сплавы для изготовления блока цилиндров взамен серого чугуна; для изготовления головки блока использовать алюминий с керамическими вставками взамен литого алюминия. Для изготовления картера коробки передач предполагается заменить алюминиевые сплавы магниевыми.