Штамповка деталей из жидкого металла

Категория:
Групповая технология получения заготовок


Штамповка деталей из жидкого металла

Штамповка жидкого металла является прогрессивным методом получения заготовок из цветных сплавов. Этот метод сочетает преимущества литья под давлением и горячей штамповки, т. е. обеспечивает четкость контуров и малую шероховатость поверхностей, а также дает плотную «без пороков» структуру заготовки даже у деталей, имеющих значительную толщину стенок.

Большим преимуществом этого метода является возможность получения заготовок, близких по форме и размерам к готовым деталям, с минимальными припусками на механическую обработку.

Этим методом изготовляются детали типа втулок, фланцев, крышек, коробок, рамок и т. д. как круглой, так и прямоугольной формы. Могут быть изготовлены сложные детали с наружными и внутренними поднутрениями, впадинами и выступами. В этом случае в штампе применяются дополнительные разъемные элементы.

Штамповка жидкого металла по сравнению с литьем под давлением имеет преимущество, заключающееся в отсутствии газовых и усадочных раковин при одинаковой шероховатости поверхностей. Однако этот метод не дает возможности изготовлять детали с такой же точностью, как литье под давлением (особенно в направлении действия прессующего пуансона) из-за не совсем точной дозировки металла и повышенной величины облоя.

По сравнению с горячей штамповкой штамповка жидкого металла обладает рядом преимуществ, заключающихся в следующем:
1) не изготовляются специальные мерные заготовки, необходимые для процесса горячей штамповки;
2) могут применяться различные сплавы;
3) удельное давление формообразования меньше, чем для горячей штамповки, что позволяет применять прессы с меньшим усилием для изготовления деталей таких же габаритных размеров;
4) возможно изготовление деталей относительно сложной конфигурации с тонкими стенками;
5) заметно уменьшается износ штампа, что обеспечивает большую стабильность размеров и увеличивает срок его службы.

Штамповка жидкого металла может быть применена в любом производстве. Этим способом можно получить заготовки шестерен, червячных колес, различных крышек и фланцев как круглой, так и прямоугольной формы. Штамповкой жидкого металла могут быть получены детали очень сложной конфигурации из нелитейных сплавов.

Для изготовления деталей методом штамповки жидкого металла могут быть использованы фрикционные и гидравлические прессы, а также машины для литья под давлением.

Штамповка на фрикционных прессах. Особенностью штамповки жидкого металла на фрикционных прессах, которые осуществляют ударное действие без выдержки под давлением, является необходимость подстуживания залитого в штамп металла до образования на его поверхности затвердевшей корочки. За короткий промежуток времени нахождения пуансона в расплавленном, неподстуженном металле кристаллизация успевает произойти только вокруг него и вблизи стенок матрицы, а средняя часть находится в полужидком состоянии. В средней части и происходит разрыв заготовки при быстром подъеме пуансона. Время выдержки металла в штампе определяется объемом и температурой залитого металла, а также температурой самого штампа. Как правило, для штамповок массой до 1 кг требуется время выдержки 2—5 с.

На фрикционных прессах может быть осуществлена как облойная, так и безоблойная штамповка. В первом случае необходимо осуществить обрубку облоя на обрубных штампах. Во втором случае обрубка облоя не требуется, но нужна сравнительно точная дозировка металла, которая осуществляется мерными ложками.

При штамповке жидкого металла на фрикционных прессах в основном имеют место пластические деформации, а необходимые удельные давления в этом случае близки к удельным давлениям при горячей штамповке и составляют 50—100 МПа.

Штамповка на гидравлических прессах. Особенностью штамповки жидкого металла на гидравлических прессах является возможность выдержки залитого металла под поршневым давлением до полной его кристаллизации. После заливки жидкого металла в закрытый штамп давление пуансона начнет возрастать до максимума и произойдет окончательное заполнение полости штампа. Осуществляя дальнейшее давление на металл, прессующий пуансон до конца кристаллизации уплотняет металл по всему сечению заготовки. В связи с этим отпадает необходимость в предварительном подстуживании металла, наоборот, желательно после заливки металла в штамп тотчас же его прессовать, с тем чтобы создать давление на жидкий металл до начала его кристаллизации. Штамповка жидкого металла на гидравлических прессах во избежание разбрызгивания металла осуществляется в безоблойных штампах. Повышенная скорость опускания пуансона может воспрепятствовать выходу воздуха из полости штампа, поэтому целесообразно иметь минимальное расстояние (расход) между верхней и нижней матрицами, что весьма просто осуществляется на гидравлическом прессе.

Наилучшим оборудованием для штамповки жидкого металла является гидравлический пресс типа машины для литья под давлением. Заготовки на этих прессах получают в штампах с линией разъема по образующей цилиндра. Такие конструкции штампов обеспечивают получение заготовок с поднутрениями и боковыми отверстиями.

Технологические возможности процесса. Штамповка жидкого металла позволяет изготовлять толстостенные заготовки различной конфигурации без внутренних пороков. По форме и размерам заготовки приближаются к готовой детали. Конфигурация заготовок должна обеспечивать свободное извлечение прессующего пуансона, т. е. заготовка не должна иметь внутренних поднутрений. Наружные поднутрения допускаются, поскольку они могут быть выполнены в разъемных матрицах. Габаритные размеры заготовок ограничиваются только рабочим усилием имеющегося в наличии оборудования, с тем чтобы обеспечивалось минимальное удельное давление, необходимое и достаточное для формирования и уплотнения заготовки.

Качество поверхности заготовок определяется условиями охлаждения и кристаллизации. Шероховатость поверхности в большинстве случаев может быть получена в пределах Ra = = 2,5 мкм.

Обычно размер по диаметру имеет точность 12-го квалитета, по высоте—16-го квалитета. Механическая обработка заготовок, изготовленных штамповкой жидкого металла, необходима для вертикальных размеров из-за их недостаточной точности и для диаметральных размеров из-за наличия уклонов для выхода пуансона из заготовки, а затем заготовки из матрицы. В случае применения разъемных матриц наружного уклона может не быть и заготовка по наружному контуру может не обрабатываться.

Припуски на механическую обработку незначительны, составляют 0,5—1,5 мм и зависят в некоторой степени от размеров детали и от уклонов.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум