Литье под давлением в литейных цехах

Категория:
Развитие литейного производства


Литье под давлением в литейных цехах

Можно ли в литейных цехах получать готовые к сборке детали машин? На этот вопрос литейщики дают положительный ответ, имея в виду литье под давлением. Этот способ литья является одним из наиболее прогрессивных, так как позволяет получать очень сложные по конфигурации и точные по размерам отливки с минимальной толщиной стенок, достигающей 0,5 мм, с литыми отверстиями малого диаметра в 1—2 мм, а также литой резьбой из алюминиевых, магниевых, медных и цинковых сплавов. Масса получаемых алюминиевых отливок достигает 65, а цинковых — 90 кг. Вследствие этого литье под давлением получило широкое распространение в авнапри-боростроении, в автомобильной, электротехнической и других отраслях промышленности.

Литье под давлением было предложено в середине XIX века и впервые использовано изобретателем печатного станка-линотипа англичанином Ленстоном при отливке типографских шрифтов. В 1877 г. немецкий инженер Дузенберг получил патент на поршневую машину для литья под давлением, а первая пневматическая машина для этого метода литья была сконструирована в 1907 г. голландцем Ван-Вагнером.

В настоящее время процесс литья производится на специальных высокомеханизированных и автоматизированных машинах, которые делятся на два основных типа: с холодной и горячей камерой сжатия расплава.

В машинах первого типа тигель с расплавом устанавливается отдельно, а в машинах второго типа встраивается в систему ее механизмов. В литейных цехах наибольшее применение нашли машины с горизонтальной холодной камерой сжатия, усилие запирания формы на которых достигает 2500 т. В нашей стране подобные машины выпускаются под марками 512Г, 515М, 516М2, 517М и др. Подача расплава в камеру прессования таких машин производится автоматически с помощью электромагнитных, вакуумных и других заливочно-дозирующих устройств. Машины с горячей камерой прессования применяются главным образом при получении отливок из цинковых и свинцово-оловянистых сплавов, имеющих низкую (до 500°) температуру плавления.

Качество получаемых отливок и экономичность литья под давлением зависит от применяемых литейных форм, которые в этом случае принято называть пресс-формами. В качестве материала пресс-форм применяют специальные стали, содержащие вольфрам, молибден, хром и другие легирующие элементы. Стойкость пресс-форм зависит от вида используемого сплава, а также от технологических режимов литья. При благоприятных условиях стойкость достигает 5 тыс. заливок при получении мелких чугунных и стальных отливок, 5—15 тыс. заливок при литье из медных сплавов, 100—250 тыс. — из магниевых и алюминиевых и 500 тыс. заливок при получении отливок из легкоплавких оловянно-свинцовых сплавов. Для повышения долговечности пресс-формы подвергают азотированию, цианированию, хромированию, фосфатированию, покрывают изоляционными материалами, снабжают системой водоохлаждения. Ценное свойство металлических пресс-форм — выдерживать большое (5—7 тыс. кг/см2) давление струи расплава — способствует интенсивному теплообмену между отливкой и формой. Это помогает получать сложнейшие тонкостенные отливки, обеспечивает надежное питание отливки и измельчает ее структуру.

Технология литья под давлением отличается малой (10-200 сек.) длительностью производственного цикла и простотой выполняемых операций. Залитая с помощью мерного устройства в камеру прессования порция расплава мгновенно запрессовывается пуансоном в полость пресс-формы, состоящей из двух частей. Опускание плунжера открывает доступ расплаву в литник, а затем в полость пресс-формы. После кратковременной выдержки для кристаллизации расплава и затвердевания отливки пресс-форма автоматически раскрывается, а полученная отливка выталкивается специальным устройством и переносится в контейнер. При этом из камеры сжатия выдается пресс-остаток сплава. После очистки пресс-формы от грата, ее смазки и запирания цикл литья повторяется. Чтобы обеспечить заданные параметры литья, машины снабжаются контрольной аппаратурой: приборами для определения скорости впуска расплава в пресс-форму, термопарами и термометрами сопротивления для определения температуры нагрева пресс-форм и др.

Рис. 1. Схема литья под давлением на машине с вертикальной камерой сжатия:
а) — заливка расплава в камеру прессования; 6) — запрессовка расплава в пресс-форму; в) — раскрытие пресс-формы и извлечение из нее отливки.

Простота и малооперационность литья под давлением открывают широкие перспективы для полной автоматизации производственных процессов. На рис. 2 показана схема автоматизированного участка с двумя машинами литья под давлением и механическим роботом, программное управление которым осуществляет небольшая электронно-вычислительная машина.

Робот попеременно извлекает отливки из пресс-форм машин, передает их в бак с водой для охлаждения, на обрезной пресс для отрезки литников, а затем в специальное приспособление для контроля отливок по внешнему контуру.

Предложенные в последние годы контрольные приспособления с оптической системой и ЭВМ позволяют полностью отказаться от ручных операций контроля размеров отливок сложной конфигурации. В память машины закладываются данные о требуемых размерах отливки. В процессе измерения (его точность достигает ±0,005 мм) ЭВМ выдает результаты сравнения размеров получаемой отливки с заданными по чертежу. При этом обеспечивается высокая скорость измерений и снижается трудоемкость контроля отливок.

Рис. 2. Участок литья под давлением, обслуживаемый роботом.

Наша страна прочно удерживает приоритет в области литья под давлением чугуна и стали. В последнее десятилетие этот процесс был освоен и внедрен на ряде предприятий автомобильной промышленности. Используя в качестве материала пресс-форм сплавы на основе молибдена, литейщики получили чугунные и стальные отливки, по точности размеров практически не отличающиеся от отливок, производимых методом литья под давлением из алюминиевых, магниевых и медных сплавов. Как показал проведенный анализ, свойства отливаемых под давлением стальных и чугунных деталей идентичны свойствам поковок. Отмеченные преимущества литья под давлением дают основание полагать, что в ближайшие два-три года новый процесс будет широко использоваться в различных отраслях промышленности.

При получении Ответственных отливок, к которым предъявляются повышенные требования по плотности металла, литейщики ведут процессы литья под давлением с применением вакуума и кислорода. При первом методе пресс-форму помещают в герметизированную камеру, в которой перед запрессовкой расплава создается разрежение путем автоматического подключения к вакуум-аккумулятору. Как показал производственный опыт, вакуумирование дает возможность получать плотные, без воздушной и газовой пористости отливки при пониженном удельном давлении прессования, что способствует повышению размерной точности отливок и производительности машин.

Сущность второго способа литья под давлением заключается в том, что пресс-форма перед запрессовкой расплава заполняется кислородом. Запрессовываемый в пресс-форму алюминиевый расплав вступает в реакцию с кислородом, образуя в отливках мелкие включения окислов. Этот процесс сопровождается расходом кислорода, благодаря чему в полости пресс-формы (по мере ее заполнения расплавом) снижается противодавление, что улучшает ее заполняемость. Опыт внедрения процесса на Заволжском моторном заводе при отливке корпуса гидротрансформатора трансмиссии легкового автомобиля показал, что кислородный метод литья повышает плотность отливок за счет уменьшения количества инородных включений и газоусадочной пористости. Наличие в металле окислов не снижает механические свойства отливок, так как суммарное их содержание в металле составляет десятые или сотые доли процента и присутствуют они в виде равномерно распределенных включений мелкодисперсной фазы.

Выпуск отливок методом литья под давлением за последние годы достиг 14—15% общего объема их производства в нашей стране. Расширение их производства сопровождается улучшением ряда качественных параметров, повышением уровня автоматизации технологических процессов. К числу больших достижений последних лет следует отнести организацию в промышленном масштабе выпуска литых алюминиевых блоков цилиндров автомобиля, конфигурация которых является более сложной по сравнению с зарубежными.

XXIV съезд КПСС разработал конкретные мероприятия, направленные на дальнейшее развитие этого прогрессивного метода литья. За годы девятой пятилетки выпуск машин для литья под давлением возрастет в 1,5 раза.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум