5. Литье под давлением (машины с горячей и холодной камерой сжатия).

К литью под давлением относят способы литья, сущность которых заключается в том, что заполнение полости формы расплавим и затвердевание отливки происходит под действием избыточного давления воздуха или газа.

При этом способе расплавленный металл падают в металлическую пресс-форму под принудительным давлением. Это позволяет лучше заполнить форму со сложной конфигурацией. с толщиной стенки 1-3мм. Для создания давления используется машины поршневого и компрессорного действия ( с помощью воздуха ). В поршневых машинах с горячей камерой : жидкий металл из ковша заливают в тигель или ванну, которая подогревается и поддерживает температуру расплавленного металла. В ванне смонтирована камера сжатия с поршнем и соединена каналом с пресс-формой. После затвердевания в пресс-форме металла поршень отводят в исходное положение. Давление 10-100 атмосфер. Машина с горячей камерой сжатия используют для изготовления отливок с температурой плавления сплава до 450 градусов. ( цинковые, свинцовые, оловянные сплавы). В поршневых машинах с холодной камерой сжатия расплавленный металл заливают в присущий цилиндр в строго дозированном количестве, который соответствует массе отливки. В этом случае применяют машины с вертикальной и горизонтальной камерой сжатия. машины с горизонтальной камерой сжатия наиболее широко используются в промышленности, так как здесь отсутствует контакт расплавленного металла с внешней средой, позволяет развивать усилия до 2000 атмосфер и получать отливки с более высокой температурой

Приложение давления на затвердевающий расплав позволяет улучшить условия питания, усадки отливки, повысить ее качество - механические свойства и герметичность. В рассматриваемых процессах после заполнения формы давление действует на расплав, который из тигля через металлопровод поступает в затвердевающую отливку и питает ее. Благодаря этому усадочная пористость в таких отливках уменьшается, плотность и механические свойства возрастают.

Обработка металлов давлением — высокопроизводительный процесс, позволяющий получать изделия с весьма точными размерами, с хорошей чистотой поверхности, с малыми отходами металла и с более высокими механичеокими свойствами по сравнению с отливками.

Процесс пластической деформации служит основой обработки материалов давлением, а способность их пластически деформироваться имеет большое значение как пр'и изготовлении, так и при эксплуатации деталей и изделий. Деформацией называют изменение размеров и формы тела под действием приложенных сил. Различают упругую (исчезающая) и пластическую (остаточная) деформации.

Деформация протекает или под действием внешних сил, приложенных к телу, или под влиянием происходящих в самом теле физико-механических процессов (внутрифазовый наклеп).

В зависимости от температурных условий деформирования различают холодную и горячую обработку металлов давлением.Холодная обработка давлением осуществляется без нагрева или с нагревом до температур, лежащих ниже температуры рекристаллизации. Эта обработка характеризуется изменением формы зерен, которые вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла.

При холодной деформации формоизменение сопровождается изменением механических и физико-химических свойств металла. Это явление называют наклепом (упрочнением).

Наклеп вызывает увеличение твердости металла, пределов прочности и текучести и резкое снижение его пластичности.Наклеп металла устраняют термообработкой — рекристаллизационным отжигом, при котором снижается плотность дислокаций и металл восстанавливает свою пластичность и остальные начальные свойства.

Горячая обработка давлением осуществляется с предварительным нагревом металла до температур, лежащих выше температур рекристаллизации. Эта обработка характеризуется таким соотношением скоростей деформирования и рекристаллизации, при котором рекристаллизация успеет произойти во всем объеме заготовки и микроструктура после обработки давлением оказывается равноосной, без следов упрочнения.

Физическая основа обработки металлов давлением. (О.М.Д.)О.м.д. основана на пластичности металлов, т.е. свойстве пластической деформации – является физ. основой процесса о.м.д. Пластической деформацией называется способность материала необратимо изменять свою форму без разрушения под воздействием внешних сил.О.м.д можно изготовить заготовки максимально близкие по форме и размерам готовой детали – эти детали называются штамповка или поковка.Пластическая деформация может быть холодной или горячей (0,6-0,8 ) Tпл , или сверхпластическая (0,4-0,8) Tпл.Отличительной особенностью холодной деформации является значительное упрочнение – наклёп.Горячая деформация осуществляется в температурном интервале протекания рекристаллизации. Ей также как и холод-ной деформации присуще текстурирование материала и заметное упрочнение с увеличением степени деформации. Степень дефор-мации может быть допущена в строго ограниченных пределах, превышение которых сопровождается появлением трещин и других дефектов. При горячей деформации сопротивление деформации в 10 раз < , а пластичность > чем при холодной.При сверхпластической деформации сопротивление дефор-мации снижается ещё в 10 раз по сравнению с горячей. Наиболь-шее течение металла идёт в направлении наименьших напряже-нийПерспективные процессы обработки металлов давлением. Сверхпластическая деформация.

Под светхпластичностью понимают способность материала к аномальным высоким растяжениям образцов. Сверхпластичность проявляется в материалах, имеющих р-р зерен <10 мкр. Для сверхпластичного сплава характерно отсутствие упрочнения, низкие напряжения течения и высокая чувствительность изменения скорости деф-ии. Явление сверхпластичности имеет единую природу для всех неорганических материалов. Сверхпластическая формовка(СПФ) – это технологический процесс формирования листового материала под действием небольшого количества газа в температурно ск-тных условиях проявления пластичности. Достоинства СПФ :1) Возможность получения за один технологический переход заготовок изделий сложной формы не простым оборудованием.2)Отсутствует необходимость в верхнем формообрем. штампа. Применение СПФ эффективно для изделий сложной формы, больших размеров, имеющих криволинейные поверхности(обшивки корпуса самолета, рефлекторы радиатора и топливные баки).Основными материалами для СПФ формовки являются Al, Ti, нержавеющие стали. СПФ – Наиболее экономически эффективно для условий мелкосерийного производства в кол-ве от 500 до 20000 шт. в год.