Изготовление отливок литьем под давлением

Сущность состоит в том, что жидким металлом принудительно под давлением заполняют металлическую пресс-форму. Давление поддерживают до полной кристаллизации. Оно обеспечивает быстрое и хорошее заполнение формы, высокую точность и малую шероховатость поверхности. Принудительное питание исключает образование усадочных раковин и пористости. Ускоренная кристаллизация металла под давлением образует мелкозернистую структуру. Благодаря давлению снижается газовая пористость металла. Отливки, полученные этим методом, как правило, не имеют припусков на механическую обработку. Высокая стоимость пресс-форм сложной конфигурации обусловливает применение литья под давлением только в крупносерийном производстве.

Литье под давлением осуществляют на поршневых машинах высокой производительности, дающих 200…400 отливок в час. Поршневые машины выпускают с горячей или холодной камерой сжатия, расположенной горизонтально или вертикально. Машины с горячей камерой сжатия (камера находится непосредственно в расплаве), применяют для получения отливок из сплавов с низкой температурой плавления на основе цинка, олова и свинца. Машины с холодной камерой сжатия (камера вынесена за пределы расплава), используют для получения отливок из более тугоплавких цветных сплавов на основе меди, алюминия и магния.

На машинах с вертикальной холодной камерой сжатия (рис. а) расплав заливают в камеру сжатия 1. Верхний поршень 2, опускаясь, давит на расплав и на нижний поршень 4, который при движении вниз открывает литниковый канал 5. Металл заполняет полость 3 пресс-формы, состоящей из двух половин. Давление верхнего поршня поддерживают до полной кристаллизации отливки, после чего пресс-форму раскрывают и отливку вместе с литником выталкивают из формы толкателями. Нижний поршень выталкивает наружу избыток металла, и его отправляют в переплав.

На рис. б схема машины с горизонтальной холодной камерой сжатия. Все операции выполняются в той же последовательности.

На рис. в схема работы поршневой машины с горячей камерой сжатия 2. Чугунный тигель 3 с жидким металлом все время подогревают. Перед заливкой пресс-форму закрывают. При верхнем положении поршня 1 через отверстие 4 сплав заполняет камеру сжатия 2 и канал 5. При движении вниз поршень впрессовывает жидкий металл в полость формы 6. После затвердевания металла давление снимают, поршень движется вверх, форму раскрывают и отливку выталкивают толкателями. Машины с горячей камерой сжатия более производительны, расходуют меньше жидкого металла, однако их нельзя применять для сплавов с температурой плавления более 500 °С из-за быстрого износа поршня. В машинах с холодной камерой сжатия поршень контактирует с расплавом короткий промежуток времени и поэтому мало изнашивается. Здесь можно значительно повысить давление, что гарантирует высокую плотность и прочность отливок. В машинах с горячей камерой сжатия давление достигает 20 МПа, то в машинах с холодной камерой сжатия давление может достигать 100…300 МПа.

Изготовление отливок центробежным литьем

Сущность способа в том, что жидкий металл заливают во вращающуюся литейную форму. Она вращается в течение всего времени кристаллизации металла. Металл центробежной силой прижимается к стенкам формы, что обеспечивает получение плотных, прочных отливок, так как газы и шлак меньшей плотности в результате сепарации вытесняются во внутренние полости, и их удаляют мех. обработкой.

Ось вращения формы может быть горизонтальной, вертикальной и наклонной. Если диаметр отливки меньше ее длины (трубы, гильзы, втулки), то ось вращения формы размещают горизонтально (рис. а). Если диаметр отливки больше, чем высота (колеса, шкивы, шестерни), то ось вращения располагают вертикально (рис. б). Внутренняя полость отливки получается без стержней, а толщина стенки определяется количеством заливаемого металла. Этот способ используют при изготовлении отливок, имеющих форму тела вращения. Использование высокопроизводительных центробежных установок намного повышает производительность труда, а отсутствие литниковой системы экономит металл. Центробежное литье применяют в серийном и единичном производстве отливок из различных сплавов. Этим способом отливают трубы, втулки, гильзы двигателей, заготовки для поршневых колец, шестерни, шкивы, орудийные стволы, а также получают двухслойные (биметаллические) отливки, поочередно заливая форму различными сплавами.