8.3. Литье под низким давлением
При этом способе распрлавленный металл заливают в рабочую полость литейной формы снизу под давлением сжатого воздуха или инертного газа. Давление – в пределах 0,1–0,8 ати.
Способ применяется при производстве тонкостенных сложных отливок из цветных сплавов на основе алюминия, магния (редко) и меди (бронзы, латуни). Возможно использование песчаных или металлических стержней. Материал формы – металлическая (в основном), редко – керамическая.
Способ предложен в СССР в 1938 г. академиком АА.Бочваром, но значительное развитие получил лишь в 70–80-е годы прошлого века. В настоящее время способ применяется в России, Англии, Австрии, США, Германии.
Примеры отливок: корпуса водопроводных кранов из латуни, головки и блоки цилиндров автомобилей, корпус коробки передач, детали лодочных моторов, детали электродвигателей.
Принципиальная схема способа представлена на рис. 8.4. Заливаемый сплав, находящийся в герметически закрытом металлическом тигле (сталь, чугун) расплавляется электронагревателями и поступает в рабочую полость металлиской формы по металлопроводу под давлением инертного газа (аргон) или воздуха. После заполнения рабочей полости делается выдержка для затвердевания и охлаждения отливки, после чего давление газа сбрасывается. Жидкий металл из металло провода и частично из литниковой системы возвращается в тигель. Форма раскрывается и отливка извлекается из формы с помощью толкателей.
Другие варианты этой технологии: литье под регулируемым давлением, с противодавлением, под электромагнитным давлением.
Главная идея способа – плавное заполненение металлом рабочей полости формы, исключение брызг и неспаев.
Достоинства способа: возможность получения крупногабаритных (до 1250 мм) сложных тонкостенных отливок (до 1,5 мм) из легких сплавов; экономия металла на литниковой системе (выход годного 80–98%); повышенные механические свойства металла (плотность, прочность) и качества поверхности; практическое исключение неметаллических включений (газ, шлак); повышенная точность отливок (250 0,2 мм), возможность полной автоматизации процесса.
Недостатки: проблематичность литья черных сплавов; сложность и высокая стоимость технологического оборудования, обогащение алюминиевых сплавов железом за счет растворения стального металлопровода; низкая стойкость металлопровода; повышенные требования к прочности тигля; низкая производительность (использование только однопозиционных машин, длительность технологического цикла) –10–15 заливок в час.
8.4. Литье вакуумным всасыванием
Схема технологического процесса представлена на рис 8.5. Водоохлаждаемая металлическая фрма 3 торцевой открытой поверхностью прижимается к керамическому поплавку 4 и погружается на небольшую глубину в жидкий расплавленный металл 5. Через патрубок 2 в форме создается разряжение и металл заполняет рабочую полость формы и затвердевает, образуя отливку 4. После этого вакуумный насос отключают, а отливку извлекают из формы специальными толкателями. Затвердевание металла в форме начинается от рабочей поверхности формы: чем больше время выдержки, тем больше толщина стенки отливки. В результате способ позволяет получить пустотелые отливки заданной толщины.
Наибольшее применение данный способ литья получил для производства несложных заготовок из медных сплавов (втулки, кольца, гайки, мелкие зубчатые колеса и др.) для ремонтных целей.
Имеются и другие схемы данного способа, что позволяет получать сложные тонкостенные отливки в любых формах.
Достоинства способа: возможность получения тонкостенных отливок (до 1 мм); повышенные физико-механические свойства металла (снижение газовой пористости и шлаковых раковин, более благоприятная структура); отсутствие литейных стержней.
Недостатки: проблематичность литья черных сплавов; ограниченная номенклатура отливок и их высота (до 1000 мм); низкая производительность (10–15 циклов в час).