Литье под невысоким давлением

Изготовление предметов сделанных из металла путем литья человечеству известно пару тысячелетий. Все данное время расплав стекал в форму под воздействием земного притяжения.

В середине двадцатого столетия был придуман и запатентован новый метод литья, суть которого состоит в подаче расплава в форму и его остывания под невысоким лишним давлением воздуха. Метод используется для производства деталей из цветных металлов, их сплавов и пластмасс.

Виды литья под давлением

Литье металлов под невысоким давлением

Литье под невысоким давлением завоевало большую популярность в цветной металлургии. Подавляющая часть деталей малых, средних и больших серий для многих промышленных сфер получают таким вариантом.

Установка для литья под невысоким давлением

Классическое литье цветных металлов и их сплавов хранит собственные позиции во время изготовления украшений, скульптур и микросерийных изделий.

Литье пластмасс под давлением

Литье из пластмасс появилось фактически сразу же после внедрения метода литья из металлов и стало активно применяться. 95 % всех деталей, приобретаемых из пластиков, делаются способом литья. Разработано и повсеместно используется несколько вариантов литья из пластмасс:

• Инжекционный. Наиболее употребляемый способ, отличается большим давлением и скоростью впрыскивания материала в форму. Используется для изделий сложной геометрии, с тонкими или толстыми стенками.
• Интрузивный. Лишнее давление невысоко, первый объем впрыскиваемого материала меньше объема формы. Материал продолжает увеличиваться в форме и заполняет ее. Используется для отливок несложной формы и с невысокой детализацией поверхности.
• Инжекционно-прессовый. Применяется для изделий с большой поверхностью. Давление на расплав, помимо усилия подачи, выполняется также и за счёт смыкания частей формы.

Литье под большим давлением

Метод используется как в черной, так и в цветной металлургии и дает возможность получать наиболее точные и гомогенные отливки. Метал под высоким напором поступает в форму со скоростью до 120 м/с. и очень быстро заполняет форму.

Литье под большим давлением

Деталям, полученным литьем под давлением металлов, практически не требуется завершальная механическая обработка. Аналогичным способом можно отливать детали фактически любой формы, с тонкими стенками, с готовыми отверстиями и даже с готовой резьбой.

Инжекционный метод от обыкновенного литья под давлением тем, что металл попадает в матрицу в виде порошка, смешанного со связующим веществом. Формы производят из очень прочных сталей. Высокая текучесть смеси позволяет заполнить очень мелкие детали рельефа форм очень сложной формы, включающих внутренние пустоты.

Инжекционное литье металлов

Первичные или говоря иначе «зеленые» отливки подвергают влиянию температуры, вызывая спекание металлического порошка и удаляя связующие вещества. В результате получают конечные, или «коричневые» отливки. Плюсом такого способа считается большая точность поверхности, делающая неиспользуемой дополнительную механическую обработку или сводящую ее до минимума. Иным преимуществом считается высочайшая физико-химическая однородность отливки, что обуславливает ее большую прочность и невысокий износ.

Технология литья под невысоким давлением

Установка для литья малого давления это не простой и глубоко автоматический производственный комплекс, с очень невысоким количеством ручных операций.

Комплекс находится в герметичной камере и в себя включает:

• тигель для расплавления шихты;
• опускаемый в тигель металлопровод;
• форму с каналами подачи расплава и системой газоотведения;
• магистрали из труб для наддува воздуха или благородного газа;
• автоматика температурного регулирования и давления.

Избыточное невысокое давление заставляет жидкий металл подниматься вверх по опущенному в расплав металлопроводу и заполнять собой все пустоты формы. По завершении заливки останки металла стекают назад в тигель и не тратятся коту под хвост на заполнение литниковой системы. После того как остынет отливки до температуры которая задана газы через системы фильтрации выпускают в атмосферу. Нахождение вредных для человеческого здоровья веществ в середине герметичного объема и их фильтрация совершенствуют условия труда и общую экологичность производства.

Главными параметрами комплекса, определяющими продуктивность и производственные возможности, считаются:

• объем работы герметичной камеры;
• площадь внутреннего сечения металлопровода;
• максимальное давление;

Характерности литья под давлением заключаются в том, что по мере расходования расплава уровень его в тигле становится невысоким, исходя из этого возрастает объем камеры и в ней уменьшается давление. Другой значительной спецификой считается возможность последовательного отвердевания отливки. Чтобы выдерживать заданную скорость подачи расплава, нужна четкая работа систем автоматизированного поддержания основных показателей.

Смазки для литья под давлением, помимо создания разделительного слоя и препятствования появлению задиров, должны также помогать прекрасному качеству поверхности, гарантировать невысокое кол-во случаев облоя и нагара и наращивать ресурс пресс-формы.

Минусы литья под невысоким давлением

К несчастью, помимо плюсов, методу малого давления свойственен и ряд определенных минусов:

Характеристики литья под невысоким давлением

• Невысокий ресурс металлопровода, контактирующего с жидким металлом. Это мешает использовать метод для тугоплавких металлов и их сплавов.
• Сложность управления скоростью потока.
• Уменьшение уровня расплава в установке по ходу заливки его в формы.
• Достижение невысоких физико-химических параметров сплава из-за долгого нахождения в тигле. Это приведет к дефектам литья под давлением.
• Общая сложность наладки и применения системы.

Участок литья под невысоким давлением

Минусы метода с избытком окупятся его хорошими качествами:

• Автоматизация заливки металла.
• Невысокая трудоемкости заливки, очень важна автоматизация работ во вредных условиях труда.
• Возможность управлять скоростью истечения расплава, оперируя наддувом воздуха или нейтрального газа. Это дает возможность увеличить заполняемость форм для отливки тонкостенных изделий.
• Увеличение качества отливок за счёт увеличения однородности изделия.
• Экономия применения металла от 30% до 3 раз. Достигается за счёт возврата жидкого расплава в тигель.

Исходя из материальных исследований, примерно по отрасли вложения в переход на метод литья под невысоким давлением возвращаются за шесть месяцев — год.

Формы для литья под давлением

Востребованы среди изготовителей железные формы, или кокили. Их производят из огнеупорного чугуна или стали, металлопровод — из титанового сплава. Кокили для мелких деталей изготавливают методом отливки или, если необходима большая точность — благодаря фрезеровке. Большое внимание следует уделить точности совпадения частей кокилей, потому как им нужно будет держать высокое давление. Литье в кокили применяют для изготовления серийных отливок. Чугунные и стальные формы могут выдержать до 300 циклов работы. Очень важно иногда проверять состояние кокилей, чтобы уменьшить риск брака либо даже повреждения оборудования вследствие разрушения формы.

Форма для литья под давлением

Используют также и единоразовые формы на основе песчано-глиняных смесей, керамические и гипсовые. Для литья деталей сложной формы, в том числе с внутренними полостями, используют классические стержневые системы. Стержни обязаны быть очень прочными, чтобы удачно сопротивляться деформациям при наполнении формы расплавом. Формовочные смеси должны в первую очередь иметь невысокую сопротивляемость прохождению газов, чтобы обеспечить оперативное их отвод и достичь невысокого уровня недостатков литья.

Электрооборудование для литья под давлением плюсы и минусы

К электрическому оборудованию для литья под невысоким давлением, в первую очередь, относятся плавильные печи, предназначающиеся для нагрева тигля. Они устанавливаются на стальных рамах и снабжены нагревательными спиралями из высокоомных сплавов, заключенными в керамические трубки. Печь также оснащена термопреобразователями и системой регулирования нагрева.

Машина для литья под давлением

Важным плюсом электрической печи перед газовыми или мазутными печами являются

• конструкционная простота;
• легкость регулировки;
• простота подсоединения к системам автоматике;
• невысокая пожароопасность.

В качестве минуса можно подчеркнуть большую если сравнивать с топливными печами стоимость ресурса в расчете на ту же массу расплавляемого металла. Разница становится заметной при больших партиях и поэтому при большой суммарной массе отливок.

Система нагнетания воздуха (или благородного газа) в большинстве случаев выполняется электрической.

Общая тенденция в изготовлении оборудования

Использование литья металлов под давлением

Преимущества метода обуславливают его большое применение на фирмах всевозможного профиля.

Много прерасно себя зарекомендовавших на рынке изготовителей рекомендуют литейные комплексы под ключ и представляют услуги по монтажу, наладке и обслуживанию оборудования, а еще по обучению персонала.

Космическая область использования литья под давлением

Литье под невысоким давлением используют в следующих ветвях:

• Космическая. Детали самолетов и космической техники.
• Автостроительная. Блоки цилиндров, корпуса и детали карбюраторов, масляных и топливных насосов, гидравлики, кондиционеров и т.п.
• Производство техники для дома. Рамы и корпуса, детали и агрегаты.
• Приборостроение. Корпуса и шасси.
• Дизайн радиаторы.
• Производство компьютерной техники и смартфонов.

Область использования метода регулярно становится шире по мере совершенствования технологии и технического перевооружения работающих предприятий.

Новые предприятия цветной металлургии в большинстве государств мира оборудуются преимущественно комплексами литья под невысоким давлением.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.