Чтобы сделать качественную отливку, недостаточно просто расплавить металл, перелить его в подготовленную заранее форму и дать остыть. Так получится изделие малой прочности, с неровными поверхностями. Чтобы этого избежать, применяется литье под давлением. Технология основана на использовании промышленного оборудования, которое создает рабочую среду для изготовления качественных отливок.
Виды литья под давлением
Литье под нагрузками — эффективный способ изготовления металлических деталей сложной формы. Расплавленным металлом заполняют специальную камеру, которая предназначена для сжатия материала. Когда давление поднимается, расплавленная смесь с высокой скоростью заполняет металлическую форму. Камера сжатия может поддерживать температуру плавления материала до 450 градусов. Выделяется три вида технологического процесса зависимо от скорости заполнения металлической конструкции:
- Низкая скорость — до 2,5 м/с. Технология применяется для изготовления деталей с толстыми стенками.
- Средняя скорость — до 15 м/с. Металл заполняет форму турбулентными движениями. Центр отливки заполняется пузырьками воздуха, которые удаляются под воздействием больших нагрузок.
- Высокая скорость — больше 30 м/с. Расплавленный материал подаётся на такой скорости, что распыляется по поверхности машины. Это захватывает большое количество воздуха, который ухудшает прочность отливки. Чтобы вывести воздух, нагнетаются высокие нагрузки — около 500МПа.
Литье под нагрузкой осуществляется машинами с горячими и холодными камерами.
Сферы применения
Технологический процесс отливки под нагрузками позволяет получать отливки с высоким показателем прочности. Благодаря воздействию высокого давления из изделия выходят пузырьки воздуха, что положительно сказывается на механических свойствах материала. Применение данной технологии:
- изготовление карбюраторов для автомобилей;
- создание сантехнических деталей;
- изготовление частей для бытовых приборов.
Литье под нагрузками применяется при изготовлении деталей для компьютеров, различной электроники.
Преимущества и недостатки метода
Любой технологический процесс имеет как сильные, так и слабые стороны. Преимущества литья под давлением:
- Изменение свойств отливки. Увеличиваются параметры прочности, твердости материала.
- Возможность использовать формы для литья несколько раз подряд.
- Улучшается качество поверхности изделия.
- Высокая точность соблюдения установленных размеров отливок.
- Возможность создания тонкостенных изделий (менее 1 мм).
- Нет дополнительных процессов сборки, разборки, выбивки готовых деталей из форм.
- Современное оборудование позволяет регулировать скорость поступления расплавленного металла.
Недостатки процесса:
- Конструкции для заливки быстро изнашиваются, если часто работать с высокими температурами.
- Крайне сложно изготавливать изделия с отверстиями, выемками, полостями.
- При охлаждении изделия получают внутреннее напряжение.
- Нельзя создавать крупногабаритные заготовки, поскольку оборудование ограничено по мощности.
Работая с машинами для литья под давлением, нельзя забывать, что по этой технологии материал набирается воздушных вкраплений. Это ухудшает его прочность, способствует быстрому разрушению. Избавиться от пузырьков воздуха можно увеличивая нагрузки. Однако для этого нужно мощное оборудование.
Технология литья под низким давлением
Ещё один способ литья подразумевает использование низкого давления. Эта технология обладает определёнными преимуществами:
- Возможность изготавливать изделия больших размеров, с тонкими стенками.
- Меньше материала расходуется на литниковую систему.
- Низкое давление не воздействует разрушительно на стенки пресс-формы, рабочие элементы оборудования.
- Высокая скорость подачи расплавленного металла позволяет изготавливать крупногабаритные полые детали.
Чаще всего технология литья под низкими нагрузками применяется в черной металлургии.
Оборудование
Когда выполняется технологический процесс, применяется два вида машин для литья под давлением:
- С горячей камерой. Используются для создания отливок из металлов, которые плавятся от температуры до 450 градусов по Цельсию. Конструкция устроена так, что во время рабочего хода поршня, через который передаётся давление, расплавленный металл сам заполнят пресс-форму. Когда она заполняется до краёв, срабатывает датчик, передающий сигнал на поршень. Он начинает движение вниз. После кристаллизации материала форма раскрывается автоматически. Подвижные механизмы выталкивают отливку наружу. Оборудование работает при сложных условиях. Из-за этого часто выходят из строя разные детали станка.
- Машины с холодными камерами. Нагнетают небольшое давление (до 100 МПа). Мастер должен залить расплавленный материал в камеру, которая предназначена для прессования. Далее под воздействием нагрузок будущее изделие направляется к пресс-форме. Металл кристаллизуется. После этого подвижные элементы открывают конструкцию для застывания. Из заготовки удаляется стержень, после которого остаётся свободная полость. Пресс выталкивает изделие наружу.
Машины с холодными камерами не позволяют получать тонкостенные детали из-за быстро охлаждения материала.
Технический процесс
Литье металлов под давлением имеет несколько этапов, которые должны следовать строго друг за другом. Если технология будет нарушена, результат не будет соответствовать норме. Этапы проведения работ:
- Изготавливается форма для создания отливок.
- Она закрепляется на машине.
- Металл расплавляется и подаётся в камеру для прессования.
- Под воздействием возрастающих нагрузок, он на высокой скорости переливается в пресс-форму.
- Далее материал кристаллизуется, одновременно на него начинает воздействовать рабочий поршень.
- Когда изделие будет готово, удерживающая конструкция автоматически открывается. Подвижные элементы выдавливают детали из машины.
Автоматизированное оборудование требует от мастера контроля за подвижными элементами, проверки заготовок. Изготовление конструкций для создания отливок сложной формы требует точного составления чертежа, использования высокопрочных сплавов, металлов. Они должны выдерживать нагрузку, превышающую 500 МПа.
Литье под давлением — технология, позволяющая изготавливать металлические изделия с тонкими стенками. Применяется в разных отраслях промышленности. Важно знать основные этапы технологического процесса, учитывать используемый материал, возможность оборудования. Высокие нагрузки могут вывести машину из строя, испортить структуру металла.
