Производство заготовок литьем. Специальные виды литья. Технологические процессы производства литых заготовок, страница 7

В настоящее время литьем под давлением в основном производят заготовки из цветных металлов. Рекомендуемые температуры заливки и нагрева пресс-форм, а также давление прессования различных металлов приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Температура заливки расплава (t_зал),  нагрева пресс-форм (t_пр ) и давление (р) прессования

Сплавы	tзал ,°С	tпр,°С	р, Мпа, при толщине стенок отливки, мм, не более
			3	6
Цинковые	420...550	200	44...49	54... 59
Алюминиевые	550...650	250	34...49	59...64
Магниевые	600... 700	280	49...59	69...78
Медные	900...950	350	59...78	88...98

Пресс-форма включает в себя неподвижную 1, подвижную 2 части формы, стержни 3, выталкиватели 4, литниковые каналы 5, а также устройства для подачи расплава под давлением (рис. 7.4). Рабочие поверхности полуформ 1, 2 и стержня 3 формируют полость, заполняемую жидким металлом. При этом после затвердевания металла и отвода подвижной 2 части пресс-формы литая заготовка должна остаться в подкидной полуформе 2, из которой она выбрасывается выталкивателями 4. Рассмотренные положения соблюдаются при всех разновидностях пресс-форм, имеющих холодную (рис. 7.4, а, г) и горячую (рис. 7.4, а - в) вертикальные (рис. 7.4, г) камеры прессования. Машины с холодной камерой прессования используют для производства заготовок из алюминия, магния, меди и их сплавов, а с горячей камерой прессования - из более легкоплавких сплавов (цинка, свинца, олова и их сплавов).   

При производстве заготовок на машинах с холодной горизонтальной камерой прессования расплав по стрелке 6 (рис. 7.4, а) заливают в прессовый стакан 7, который располагается ниже литникового канала 5, что исключает несвоевременное попадание расплава в рабочую полость пресс-формы. Затем плунжером 8 расплав 9 под давлением до 98 МПа подают в рабочую полость пресс-формы (рис. 7.4, б). При таком давлении скорость движения расплава доходит до 120 м/с, что обеспечивает заполнение рабочей полости пресс-формы за 0,01...0,6 с.

г)                                              Д)

Рис. 7.4. Схемы процессора производства отливок литьем под давлением: а - подача расплавленного металла в камеру прессования; б - впрыск расплавленного металла в полость пресс-формы; в - удаление отливки из полости пресс-формы; а-в - пресс-форма с холодной системой подачи расплава на машине с горизонтальной камерой прессования; г - пресс-форма с холодной системой подачи расплава на машине с вертикальной камерой прессования; д - пресс-форма с горячей системой подачи расплава

При такой скорости движения расплава металла происходит гидравлический удар металла, в результате чего поверхностный слой толщиной 0,02-0,2 мм получается плотным. Большая скорость движения металла обусловливает закупорку вентиляционных каналов за 0,003-0,004 с. В результате только 10-30% газа (воздух и испарения от смазывающего материала) удаляется из полости пресс-формы. Образовавшаяся воздушно-металлическая эмульсия затвердевает, обусловливая появление специфического дефекта - газовой пористости, низкой плотности, пониженных механических и пластических свойств металла отливки. В результате из таких заготовок нельзя изготавливать детали для работы в тяжелых условиях, их нельзя подвергать термической обработке, так как газ в поверхностном слое при нагреве, расширяясь, прорвет его.

В связи с ударным характером впрыска металла полуформы несколько расходятся, что определяет появление заусенцев по линии разъема.

Способ литья высокомеханизирован, обеспечивает 100-3000 заготовок в час с припусками 0,1-0,5 мм и трудоемкостью механической обработки 5-10% (от общей трудоемкости).

Способ позволяет получать заготовки, армированные разными металлами, обеспечивая повышение прочности, срока службы, лучшую электропроводность и другие свойства.

Осваивается стальное и чугунное литье под давлением.

Для устранения газовой и усадочной пористости в отливках используют вакуумирование полости пресс-форм, применяют толстые питатели. В этом случае металл в питателе затвердеет позже, чем металл в полости пресс-формы, что позволяет при давлении на него подавать в полость дополнительную порцию металла, устраняя усадочную пористость. Но этот метод приводит к уменьшению К_им. Применяют негазотворные смазывающие материалы для пресс-формы и камеры прессования.

Сравнение показателей производства заготовок колец синхронизатора литьем под давлением и штамповкой показывает, что масса заготовки составляет 1,42 и 3,25 кг (при массе детали 1,20 кг), К_вг = 0,84 и 0,37, К_им = 0,77 и 0,25.

Способ позволяет получать цилиндрические и конические зубчатые колеса из цветных сплавов с модулем более 0,5.

Точность получаемых заготовок находится в пределах 10-12 квалитета, R_z = 20 - 40 мкм, возможно получение стенок толщиной 0,6...0,8 мм, отверстий диаметром до 1 мм. В связи с этим механической обработке подвергаются только места контакта сопрягаемых деталей. Способ позволяет многократно использовать пресс-формы, полностью исключить формовочные и стержневые смеси, трудоемкие операции формовки, сборки и выбивки форм.

Наиболее целесообразно использовать способ в массовом производстве.

К недостаткам способа можно отнести высокую стоимость пресс-форм, низкую стойкость пресс-форм (при литье медных сплавов - 5-20 тыс.); высокую стоимость тонны отливок: алюминиевые сплавы - 1000-1400 руб., латуни - 1000-1600 руб. (цены 1988 г.). В отливках образуется газовая пористость, что делает заготовки пониженной прочности, пластичности; неподатливая механическая форма способствует появлению напряжений в отливках при их охлаждении. С ростом числа отливок увеличивается величина R_аповерхности заготовки. По линии разъема формы образуются заусенцы.

7.5. ЦЕНТРОБЕЖНОЕ ЛИТЬЕ