Производство литья под давлением

Литье под давлением – это весьма распространенный технологический процесс изготовления из металлов и их сплавов различных деталей машин и оборудования. Заключается он в том, что в камеру специализированного прессовального аппарата заливается расплавленный металл. После этого под давлением перемещающегося в этой камере поршня через так называемые литниковые каналы он выдавливается в полость металлической пресс-формы, заполняет ее, и после этого, затвердевая под воздействием избыточного давления, образует необходимую по форме отливку.

После того как металл полностью затвердеет и охладится до определенной температуры, сначала из отливки вынимаются имеющиеся в ней технологические стержни. Далее производится раскалывание пресс-формы, и из нее отливка удаляется специальными толкателями. На следующем технологическом этапе зачищаются заусенцы и от отливки отделяют литники.

Смысл производства литья под давлением заключается в том, что заполнение формы расплавом производится не «самотеком», а под влиянием таких внешних сил, которые по своим номинальным значениям превосходят силу гравитации. Еще одной отличительной особенностью является то, что затвердевание отливки происходит под избыточным давлением.

Именно эти две особенности технологического процесса литья под давлением дают возможность использовать его для получения отливок самого высокого качества. Они отличаются высокой точностью своих геометрических размеров и малой шероховатостью поверхности. Благодаря тому, что расплав заполняет пресс-форму под высоким давлением, этот процесс идет достаточно быстро. На практике технологию литья металлов под давлением часто используют для того, чтобы получать отливки, имеющие тонкие стенки, сложную конфигурацию и очень чистую поверхность.

Отливки, полученные способом производства литья под давлением, отличаются еще и тем, что метал, из которого они состоят, обладает улучшенными механическими свойствами, усадочные эффекты при этом методе изготовления минимальны, а структура металла существенно измельчена. Так происходит главным образом потому, что на расплав воздействует довольно серьезное внешнее давление, а остывает он с повышенной скоростью.

Как правило, методом литья под давлением изготавливают детали из медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов, несколько реже – из стали и чугуна. В подавляющем большинстве случаев они имеют развитую поверхность весьма сложной конфигурации, а масса таких отливок может составлять от нескольких граммов до десятков килограммов.

Интенсивность теплообмена при литье под давлением существенно выше, чем, к примеру, при литье в кокиль, поскольку поверхность пресс-формы, которая заполняется расплавленным металлом, покрыта имеющим малое термическое сопротивление тонким слоем смазочного материала. Это термическое сопротивление может регулироваться в довольно незначительных пределах. Кроме того, изменять температуру расплава перед заливкой или температуру пресс-формы тоже можно только в весьма ограниченных рамках. Если повысить температуру пресс-формы, то длительность процесса получения готовой отливки увеличивается, поскольку остывать она будет дольше. Это также увеличивает опасность поломки готового изделия при его выталкивании из пресс-формы. Необходимо также отметить, что повышение температуры, как расплава, так и пресс-формы серьезно ухудшают процедуру удаления газа из расплава и способствуют увеличению пористости отливки.

В то же самое время продолжительность заполнения пресс-формы расплавленным металлом можно в достаточно значительных пределах регулировать изменением прилагаемого давления. Это позволяет изменять то количество теплоты, которое отводится формой от расплава за время ее заполнения.