Экспертный обзор литье под давлением: процесс, материалы и оборудование

Литье под давлением — процесс литья металлов, характеризующийся использованием полости формы для подачи высокого давления на расплав. Формы обычно механически обрабатывают из высокопрочных сплавов, некоторые схожи с формовкой под давлением.

Большинство литья под давлением изготавливают из цветных металлов: цинк, медь, алюминий, магний, олово, свинец, свинцово-оловянные сплавы и их комбинации. В зависимости от типа литья требуется холоднокамерная или горячнокамерная литейная машина.

Основная тема статьи — производственный процесс литья под давлением. Для комплексного понимания представим 2 основных типа литейных машин и детальные технологические операции. После прочтения вы значительно оптимизируете производственный процесс.

1. Два типа литейных машин под давлением

Машины делятся на горячнокамерные и холоднокамерные. Разница — в выдерживаемом давлении. Типичный диапазон — 400–4000 тонн.

1.1 Горячнокамерные литейные машины

Горячнокамерное литье (иногда гусиное литье) использует ванну расплава для наполнения формы под давлением. В начале цикла поршень в оттянутом состоянии, расплав наполняет «гусиную шею».

Пневматический или гидравлический поршень давит расплав в форму. Преимущества: быстрые циклы (~15 циклов/мин), легкая автоматизация, возможность плавки металла в машине.

Недостатки: невозможность литья металлов с высокой точкой плавления, а также алюминия, так как алюминий выносит железо из расплава.

Поэтому горячнокамерные машины используют для сплавов цинка, олова, свинца. Чаще для мелких заготовок, а не крупных.

1.2 Холоднокамерные литейные машины

Холоднокамерное литье применяют для металлов, не подходящих для горячнокамерного: алюминий, магний, медь, цинковые сплавы с высоким содержанием алюминия.

Металл сначала плавится в отдельной тигле. Определенное количество расплава перемещается в ненагреваемую камеру впрыска или форсунку. Затем металл впрыскивают в форму гидравлическим или механическим давлением.

Из-за необходимости перемещения расплава главный недостаток — длинный цикл.

Холоднокамерные машины бывают вертикальные и горизонтальные. Вертикальные — обычно малые, горизонтальные — различные модели.

2. Детальные этапы производства литья под давлением

Процесс высокодавливного литья состоит из четырех этапов: подготовка формы, наполнение, впрыск и выбивание — основа для усовершенствованных процессов.

2.1 Подготовка

Необходимо распылить смазку в полость. Помимо контроля температуры формы, смазка помогает извлечение заготовки, затем форма закрывается.

2.2 Наполнение

Расплав наполняет форму под высоким давлением ~10–175 МПа. Давление удерживают до затвердевания заготовки.

2.3 Впрыск (Injection / Ejection)

Формы открывают, и заготовку (shot — может давать несколько заготовок, если в форме несколько полостей) выдавливают выдавливателями.

Высокодавливный впрыск обеспечивает очень быстрое наполнение — расплав заполняет всю форму до затвердевания любой части. Так избегают поверхностных разрывов даже в тонкостенных участках.

Большинство заготовок можно дорабатывать: сверление, полировку — то, что невозможно при обычном литье.

2.4 Выбивание (Shake out)

Процесс выбивания требует отделения отходов: впусков, каналов, засоров, заусенцев. Обычно через экструзию заготовки через специальную обточную форму. Другие методы: пилинг, шлифовка.

2.5 Контроль дефектов

Дефекты проверяют после выбивания. Наиболее частые: застой и холодное заголование (cold shut).

Это всё, что нужно знать для производства качественных изделий литьем под давлением. Оставляйте комментарии при вопросах.

Примечание: Мы не владеем правами на изображения. Если они принадлежат вам, свяжитесь с нами — мы удалим их максимально быстро.