Расплав под прессом

Категория:
Развитие литейного производства


Расплав под прессом

Дальнейшим развитием метода литья под давлением является штамповка расплава под поршневым давлением, которая стала применяться в нашей стране после Великой Отечественной войны. Она заключается в следующем. Мерная порция расплава из ковша заливается в стальную форму-матрицу, после чего на зеркало расплавленного металла через пуансон передается давление, под влиянием которого металл перемещается вверх и, затвердевая, образует отливку. После подъема пуансона отливка из матрицы выталкивается плунжером.

Штамповкой расплава получают разнообразные отливки с толщиной стенок свыше 2 мм, массой от нескольких граммов до 300 кг из сплавов на цинковой, алюминиевой, магниевой и медной основах, из стали, а также из таких хрупких материалов, как оловянные бронзы и серый чугун. Обработка металла при высоких удельных давлениях обеспечивает при штамповке расплава получение заготовок с острыми и четкими гранями, большую точность и высокое качество поверхности. По своим механическим характеристикам такие заготовки не уступают кованому и прокатанному металлу, при этом они имеют одинаковые свойства в продольном и поперечном направлениях.

Технологический процесс штамповки расплава включает операции: подготовка формы к заливке, заключающаяся в нагреве матрицы и пуансона до 200-5-300° (для отливок из медных сплавов) или 150-4-200° (для алюминиевого и стального литья), а также в покрытии их рабочих поверхностей смазкой (в ее состав входит 97% машинного масла и 3% графита); свободная заливка порции расплава в форму; прессование расплава для его кристаллизации и формообразования отливки на машинах ОВП-2, универсальной четырехцилиндровой литейной машине УЛМ и другом оборудовании при удельных давлениях прессования, достигающих 3 тыс. кг/см2. Скорость прессования при этом составляет для мелких отливок 0,2-4-0,4 м/сек или 0,1 м/сек для крупных. Завершают процесс выдержка отпрессованного расплава в форме, длительность которой зависит от толщины стенок заготовки и составляет примерно около 1 сек. на каждый миллиметр ее толщины, и извлечение отливки из матрицы.

В СССР штамповкой расплава изготовляют все более широкий круг изделий. В НИИПТмаше города Краматорска освоена штамповка из жидкой стали тонкостенных (6—8 мм) крышек диаметром 110 мм и с глубиной полости 50 мм, отличающихся большой точностью. При этом механическая обработка крышек ограничивается снятием припуска 0,5-4-0,8 мм для посадочного диаметра 10 мм и нарезкой отверстия Ml6 на дне крышки. При массе детали 1,26 кг масса отливки составляет 1,465 кг.

Штамповка расплава успешно применяется при получении втулок с различной наружной и внутренней конфигурацией. Выход годного при этом достигает 95%, а коэффициент использования металла — 80%. На гидравлическом прессе модели П0638 отливали втулки из латуней ЛМцА57-3-1 и ЛМцС58-22, а также бронз марок Бр. ОФ 10-1 и Бр. АЖ 9-4 с наружными диаметрами 55-220, высотой 30 : 150 и толщиной стенок 7—35 мм. Экономический эффект от внедрения штамповки за счет снижения припусков на механическую обработку втулок составил 600—1300 руб. на 1 т отливок.

Рис. 1. Схема процесса штамповки расплава.

В самое последнее время освоена штамповка расплава при получении отливок из латуни и алюминиевых сплавов. Применяя штамповку алюминиевого расплава вместо литья в кокиль, в ГДР получили отливки поршней с мелкозернистой структурой и более высокими механическими свойствами: предел прочности при растяжении 30-32 кг/мм2 против 20-25 кг/мм2 при удельном давлении прессования 650 кг/см2; при повышении давления до 1000 кг/см2 прочность возросла до 35 кг/мм2. Процесс отличался высокими технико-экономическими показателями.

По аналогии с процессами литья под давлением, где в последние годы стали применять блочные пресс: формы, при штамповке расплава используют групповые штампы.Групповой штамп снабжается сменными вставками-вкладышами, позволяющими офогрмлять конфигурацию большой группы отливок, что обеспечивает возможность применения процесса штамповки в условиях мелкосерийного производства, снижение стоимости штампа и получаемых заготовок. При изготовлении вкладышей из стали 50 стойкость группового штампа достигает 1—5 тыс. отливок.

Автоматизация прогрессивного процесса штамповки расплава осуществляется путем расчленения технологического процесса получения фасонных заготовок на отдельные операции, производимые на карусельном многопозиционном заливочном прессе.

Рис. 2. Групповой штамп (а), вставки-вкладыши (б) и получаемые отливки (в).

В Народной Республике Болгарии предложен и внедрен в производство новый метод получения особо плотных отливок — литье с противодавлением. В основе нового открытия заложен принцип, согласно которому в литейной форме перед ее заливкой расплавом создается повышенное давление. Таким образом, расплав в течение всего процесса литья (а не только после заполнения формы) находится почти под полным давлением, что благотворно сказывается на структуре и свойствах получаемых отливок. Метод литья с противодавлением применяется при получении отливок из алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов массой 0,1-120 кг, к которым предъявляются высокие требования по плотности и механическим свойствам. Как показал производственный опыт, отлитые с противодавлением алюминиевые поршни имеют предел прочности на 52% и твердость по Бринеллю (НВ) на 30% выше, чем при литье в кокиль.

Литье с противодавлением производится на специальной установке, которая включает тигель с расплавом, соединенный с металлической формой металлопроводом, сделанным из огнеупорного материала. Форма состоит из неподвижной и подвижной половин, которые монтируются между основанием и подвижной плитой, снабженной гидравлическим цилиндром. Для герметизации литейная форма помещена в ограждающий кожух. Создание давления на зеркало расплава в тигле, а также в полости формы обеспечивается с помощью магистрали сжатого воздуха, а понижение давления в форме — магистралью выпуска воздуха в атмосферу. Прибыль предусмотрена для компенсации усадки кристаллизующегося расплава в процессе формирования отливки, что исключает пористость в массивных ее местах.

Рис. 2. Схема установки для литья с противодавлением.

Особым достоинством нового метода литья является возможность получения массивных отливок (с толщиной стенок более 25 мм) без усадочной пористости, что обусловливается сохранением давления в полости формы после «замерзания» литникового хода. Этот принцип невозможно осуществить при других методах литья в металлические формы.

Литье с противодавлением обеспечивает не только более высокие механические свойства отливок, но в значительной степени увеличивает выход годного на 1 т расплава. Даже на самых крупных отливках глухая прибыль, находящаяся под давлением газа, составляет только небольшую долю от массы прибыли, используемой при обычных способах литья.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум