 |
ЛД заключается принудительным заполнением формы расплавом под избыточным давлением.
|
|
|
|
Металлические формы для ЛД, называемые пресс-формами, имеют более сложную конструкцию и изготавливаются более тщательно, чем кокили. Формы и стержни для литья под давлением делают стальными. Применение песчаных стержней исключено, т.к. струя металла под давлением может их разрушить.
Преимущества ЛД:
1. Высокая для литья производительность (до 1000 отливок/час).
2.Наиболее высокие точность размеров (IT 8…13) и качество поверхности отливок (Rz 10…40 мкм).
3. Наименьшая толщина стенок отливок (от 0,4 мм для сплавов на основе цинка).
Недостатки способа:
1. Газовая пористость отливок (из-за быстрого заполнения формы и затрудненного выхода газов), что ведет к снижению плотности, механических свойств и ограничивает возможности упрочнения сплавов термообработкой.
2.Прочность повышают путем армирования отливок – установки в пресс-форму стальных упрочняющих элементов, которые остаются в отливке.
3. Габаритные размеры отливок ограничиваются усилием запирания пресс-формы (до 12,5МН).
4.С увеличением температуры заливки резко снижается стойкость пресс-форм, которые выдерживают: 150…300 тыс. запрессовок при литье сплавов алюминия; 50…80 тыс. – магния; 5…10 тыс. - меди
ЛД широко применяется в серийном и массовом производстве тонкостенных отливок из цветных сплавов. В машиностроении способ применяют для изготовления широкой номенклатуры корпусных отливок, в том числе в автомобилестроении – для блоков цилиндров, картеров, а также крышек генераторов и других армированных отливок.
Для решения проблем газонасыщенности отливок применяют вакуумирование пресс-формы, регулирование состава газов в ней.
Для осуществления процесса необходимо применение специальных машин, которые могут быть:
|
|
|
1. с горячей камерой прессования;
2.с холодной камерой прессования;
3. с вертикальной камерой прессования;
4. с горизонтальной камерой прессования.
Принципиальная схема получения отливки на машине для ЛД с холодной горизонтальной камерой прессования поршневого типа приведена на рис. 2.16.
Рис.2.16. Схема литья под давлением: 1 - стержень, 2 - неподвижная половина пресс-формы: 3 - рабочая полость; 4 – ковш; 5 – расплав; 6 - камера прессования; 7 – поршень; 8 - подвижная половина пресс-формы; 9 – выталкиватель
Технология литья под давлением обычно включает следующие операции:
1. Подогрев пресс-формы до 120…300°С для снижения температурного перепада и повышения разгаростойкости;
2.Смазка - опрыскивание полости пресс-формы разделительным составом;
3.Соединение половин пресс-формы 2 и 8, установка стержня 1.
4.Заливка расплава 5 в окно камеры прессования 6 и подача металла под давлением поршня 7 в полость пресс-формы 3 (запрессовка).
5.Кристаллизация и охлаждение металла до заданной температуры.
6.Извлечение стержня из отливки, раскрытие пресс-формы, извлечение отливки из формы с помощью выталкивателей 9.
Центробежное литьё (ЦЛ).
ЦЛ – это литье, осуществляемое при заливке расплава в металлическую вращающуюся форму. При ЦЛ заливка и кристаллизация расплава происходит в поле действия центробежных сил, что благоприятно сказывается на строении и свойствах отливок.
Достоинства ЦЛ:
1.Высокое качество металла отливки из-за плотной структуры, отсутствия неметаллических включений и пористости.
2.Способ характеризуется наиболее высоким технологическим выходом годного из-за отсутствия затрат металла на литниковую систему.
3.Отсутствие стержней для оформления центральных отверстий ведет к существенной экономии.
На рис. 2.17, в приведена схема использования центробежных сил для повышения плотности отливок – центрифугование. Дефекты в этом случае располагаются в стояке 7, а качество самих отливок повышается.
|
|
|
Недостатки:
1. Этим способом трудно получать отливки из сплавов, склонных к ликвации, которая, в данном случае, инициируется центробежными силами.
2.Получаемые центральные отверстия имеют невысокую точность размеров и качество поверхности, что вызывает необходимость снятия больших припусков при последующей обработке резанием.
Для центробежного литья применяют специальные формы - центробежные изложницы, изготавливаемые обычно из чугуна с внутренней огнеупорной облицовкой.
Процесс осуществляется на специальных машинах с горизонтальной (рис. 2.17, а), вертикальной (рис. 2.17, б) или наклонной осью вращения.
Рис.2.17. Схемы центробежного литья:
а - с горизонтальной осью вращения; б - с вертикальной осью вращения; в - центрифугирование; 1 – заливочный желоб; 2 – ковш; 3 – отливка; 4 – изложница; 5 - дефектный слой; 6 - полуформы; 7 - стояк; 8 - питатели; 9 – форма; d – диаметр дефектного слоя.
Технология ЦЛ включает следующие операции (рис..17):
1.Покрытие внутренней поверхности изложницы 4 огнеупорным составом для снижения термохимического взаимодействия с расплавом;
2.Установка крышки, препятствующей вытеканию металла из формы или позволяющей усложнить конфигурацию отливки.
3.Приведение изложницы во вращение.
4.Заливка расплава из ковша 2 по желобу 1 во вращающуюся форму.
5.Охлаждение отливки до заданной температуры. При этом происходит направленная кристаллизация расплава - от наружной поверхности отливки к внутренней. Более тугоплавкие составляющие литейного сплава, закристаллизовавшиеся первыми (как более тяжелые), центробежными силами смещаются к периферии, а менее тяжелые (в том числе шлаковые включения и газы) - к внутренней свободной поверхности. За счет этого происходит очистка
металла;
6. Снятие крышки и извлечение отливки 3 из формы.
На машинах с вертикальной осью вращения (рис. 2.17, б) металл из ковша заливают в изложницу сверху. Центробежными силами расплав прижимается к боковой цилиндрической стенке, образуя жидкий кольцевой слой. Форма вращается до полного затвердевания и охлаждения металла, после чего ее останавливают и извлекают отливку.
|
|
|
При вертикальной оси вращения отливки имеют параболическую внутреннюю поверхность. Толщина верхней части отливки меньше, чем нижней, т.к. под действием силы гравитации металл стекает вниз. Таким способом получают отливки небольшой высоты (короткие втулки, кольца, венцы червячных зубчатых колес и др.). Получать отливки без центрального отверстия (рис. 2.17, б) нежелательно, т.к. центральная их часть всегда будет иметь дефекты строения 5 – пористость и неметаллические включения.
Для производства труб применяют труболитейные машины с наклонной осью вращения. Ось вращения изложницы имеет наклон (~5°), что наряду с наличием подвижного желоба, позволяет получать трубы длиной до 10 м.
|
|
|
