Литье алюминия под давлением

Литье алюминия под давлением

Литье алюминия под давлением — технологичный процесс, обеспечивающий высокое качество тонкостенных изделий различных форм и конфигураций, практически не требующий последующей механической доработки.

Можно получать отливки, имеющие внутреннюю или наружную резьбу, различные каналы и полости, толщину стенок от 0,5 до 5 миллиметров. Вес изделий может составлять от нескольких граммов, до десятков килограммов.

Если вам нужна машина для литья под давлением, обращайтесь в компанию «ИМСТЕК».

Звоните по телефонам или обращайтесь по обратной связи! Наши менеджеры ответят на все интересующие вас вопросы, помогут подобрать подходящий агрегат и пресс-формы к нему, оформить заказ по минимальной цене.

Рис.1 Машина для литья алюминия под давлением DC-420V4N

Что такое литье алюминия под давлением сегодня

Современные процессы литья под давлением алюминиевых сплавов отличаются полной автоматизацией производства, высокой производительностью и идеальной точностью линейных размеров выпускаемых изделий.

Блок ЧПУ задает необходимые режимы, параметры и способы литья:
• температурный режим плавления сырья;
• давление и скорость впрыска расплава;
• время остывания готовых изделий.

Многочисленные датчики контролируют выполнение операций.

Полностью автоматизированный процесс позволяет обходиться малым штатом сотрудников и экономить на накладных расходах

Модели литьевых машин отличаются:
1. Производительностью — этот показатель определяет, сколько деталей способна выпускать машина в час.
2. Габаритов оборудования. От размеров и массы станков зависит выбор производственных помещений.
3. Массой отливок. Это зависит от комплектации машины: мощности насосов, двигателей, размеров и типов пресс-форм.

При выборе машины нужно учитывать совокупность всех перечисленных качеств.

Для чего в алюминиевом литье используется давление

Благодаря высокой скорости впрыска под давлением от 35 до 700 МПа, возможно литье с точной детализацией изделий.

Преимущества литья под давлением:
• возможность отливки изделий с тончайшими стенками;
• соблюдение всех необходимых параметров отливок;
• отсутствие отходов;
• безупречное качество поверхностей.

Литье под давлением в пресс-формы — возможность получения серийных изделий для разных отраслей производства, машиностроения, медицинской и пищевой промышленности.

Готовые изделия не требуют механической обработки, что позволяет экономить сырье.

Литье под давлением алюминиевых сплавов. Какие сплавы лучше

В зависимости от технических и эксплуатационных требований к изделиям применяются различные марки алюминия или сплавы из нескольких компонентов:

1. АК 12 — один из самых твердых и низкоусадочных сплавов из алюминия и кремния, отличающийся высокой герметичностью. Для увеличения прочности отливок в сплав добавляется магний. Применяется для литья деталей, не подверженных высоким нагрузкам.

2. АК 12М2 — в расплавленный алюминий добавляются:
• 11-13% кремния;
• 1,8-2% меди;
• 0,6-1% железа.
Применяется для создания фасонного литья и алюминиевых слитков.

3. АК 9 — смесь из алюминия (около 90%) и кремния (около 10%) и добавок:
• 1% меди;
• 0,5% цинка;
• 0,3% никеля;

Очень прочный сплав широко применяется в самолетостроении. Подходит для изготовления деталей сложных приборов. Из-за невысокой пластичности не подходит для создания деталей механизмов, подвергающихся постоянной вибрации.

4. АК 9М2 — сбалансированный в отношении прочности и пластичности сплав из алюминия, меди и кремния. Применяется для изготовления деталей, подвергающихся высоким нагрузкам и вибрациям.

5. АК5 М2 — самый распространенный и недорогой сплав из алюминия, кремния и меди. Широко используется в пищевой промышленности для изготовления посуды. Подходит для производства различных деталей с невысокими требованиями к условиям эксплуатации.

Алюминиевое литье под давлением в примерах

Литье под давлением применяется для создания серийных изделий в пресс-формах. Методом литья изготавливаются детали электроинструментов, двигателей и кузовов автомобилей, высокоточных приборов для медицинской промышленности и пищевых производств.

Рис.2. Образцы литых под давлением изделий из алюминиевых сплавов

Технология литья под давлением заключается в следующем:
1. Алюминий расплавляется в специальной индукционной печи при температуре 660°С.
2. Расплавленная масса под давлением до 700 МПа подается в пресс-формы.
3. После остывания изделия пресс-формы открываются и изделия извлекается наружу.

Весь цикл производства может продолжаться от нескольких секунд, до десятков минут, в зависимости от габаритов изделия.

Важно правильно выбрать температурный режим плавления. Превышение допустимых температур может привести к изменению внутренне структуры металла, а недостаточный разогрев приведет к появлению недоливов.

Четыре факта о качестве изделий НТЦ БУЛАТ

Отличное качество выпускаемых изделий обусловлено:
1. Высокотехнологичной базой, представляющей производство полного цикла. Все этапы работ, от разработки проекта и создания пресс-форм, до выпуска изделий расположены в одном месте.
2. Выполнением работ в точном соответствии с рабочими чертежами, разработанными на каждое изделие. До начала работ все чертежи утверждаются Заказчиком.
3. Точным соответствием характеристик производимых изделий государственным стандартам качества ГОСТ 1583-93, ГОСТ 26645-85.
4. Производственными мощностями, рассчитанными на выпуск до тридцати тонн изделий в месяц.

Компания «ИМСТЕК» готова предложить поставку оборудования для литья алюминия лучших производителей Китая и Тайваня.

Проведем запуск и наладку приобретенных у нас машин.

Обеспечим обучение персонала и полное техническое сопровождение в течение всего срока эксплуатации.

Литье под давлением

Литьем под давлением из алюминиевых сплавов АК12(АЛ2), АК9ч(АЛ4), АК7ч(АЛ9), АК8М(АЛ32), АМг5К(АЛ13), AMrl 1(АЛ22), АМг5Мц(АЛ28), АК7Ц9(АЛ11) изготавливают сложные по конфигурации отливки l-3-ro классов точности с толщиной стенок от 1 мм и выше, литыми отверстиями диаметром до 1,2 мм, лигой наружной и внутренней резьбой с минимальным шагом 1 мм и диаметром 6 мм. Чистота поверхности таких отливок соответствует 5-8-му классам шероховатости. Изготовление таких отливок осуществляют на машинах с холодной горизонтальной или вертикальной камерами прессования, с удельным давлением прессования 30. 70 МПа. Предпочтение отдается машинам с горизонтальной камерой прессования. Литейная форма в данном случае называется пресс-формой.

Размеры и масса отливок ограничиваются возможностями машин литья под давлением: объемом камеры прессования, удельным давлением прессования р и усилием запирания F. Площадь проекции S отливки, литниковых каналов и камеры прессования на подвижную плиту пресс-формы не должна превышать значений, определяемых формулой S = 0,85Ftp.

Во избежание незаполнения форм и неслитин толщину стенок отливок из алюминиевых сплавов назначают с учетом площади их поверхности:

Оптимальные значения уклонов для наружных поверхностей составляют 45′; для внутренних 1°. Минимальный радиус закруглений 0,5. 1,0 мм. Отверстия более 2,5 мм в диаметре выполняются литьем. Отливки, получаемые литьем под давлением, как правило, подвергают механической обработке только но посадочным поверхностям. Припуск на обработку назначается с учетом габаритов отливки и составляет от 0,3 до 1,0 мм.

Для изготовления пресс-форм применяют различные материалы. Части пресс-форм, соприкасающиеся с жидким металлом, изготавливают из сталей 4Х5МФ1С, ЗХ2В8, 4Х8В2; плиты крепления и обоймы матриц — из сталей 35, 45, 50; штыри, втулки и направляющие колонки — из стали У8А.

Подвод металла к полости пресс-форм осуществляют с помощью внешних и внутренних литниковых систем (рис. 7.41, 7.42). Питатели подводят к участкам отливки, подвергающимся механической обработке. Толщину их назначают в зависимости от толщины стенки отливки в месте подвода и заданного характера заполнения пресс- формы. Эта зависимость определяется отношением толщины питателя b к толщине стенки отливки В. Достаточно спокойное (без захвата воздуха) заполнение пресс-форм имеет место, если отношение Ь/В близко к единице. Для отливок с толщиной стенок до 2 мм питатели имеют толщину 0,8 мм; при толщине стенок 3 мм толщина питателей равна 1,2 мм; при толщине стенок 4. 6 мм — 2 мм.

Рис. 7.41. Литниковые системы для литья под давлением с холодной камерой прессования:

а — горизонтальной; б — вертикальной; I — питатель; 2 — переходной канал; 3 — камера прессования; 4 — пресс-остаток; 5 — щель;

6 — промывник; 7 — вентиляционный канал; 8 — литниковый ход

Рис. 7.42. Внутренние (а-г) и внешние (д-ж) литниковые системы

Для приема первой порции расплава, обогащенного воздушными включениями, за полостью пресс-формы располагают специальные резервуары-промывники, объем которых может достигать 20. 40 % от объема отливки. Промывники соединяют с полостью литейной формы каналами, толщина которых равна толщине питателей.

Удаление воздуха и газа из полости пресс-форм осуществляют через специальные вентиляционные каналы и зазоры между стержнями (выталкивателями) и матрицей пресс-формы. Вентиляционные каналы выполняют в плоскости разъема на неподвижной части пресс-формы, а также вдоль подвижных стержней и выталкивателей. Глубина вентиляционных каналов при литье алюминиевых сплавов принимается равной 0,05. 0,15 мм, а ширина 10. 30 мм. В целях улучшения вентиляции пресс-форм полости иромывников тонкими каналами (0,2. 0,5 мм) соединяют с атмосферой.

Основными дефектами отливок, полученных литьем под давлением, являются воздушная (газовая) пористость, обусловленная захватом воздуха при больших скоростях впуска металла в полость формы, и усадочная пористость (раковины) в тепловых узлах. На образование этих дефектов большое влияние оказывают параметры технологии литья — скорость прессования, давление прессования, тепловой режим пресс-формы.

Скорость прессования определяет режим заполнения пресс- формы. Чем выше скорость прессования, тем с большей скоростью перемещается расплав по литниковым каналам, гем больше скорость впуска расплава в полость пресс-формы. Высокие скорости прессования способствуют лучшему заполнению тонких и удлиненных полостей. Вместе с тем они являются причиной захвата металлом воздуха и образования подкорковой пористости. При литье алюминиевых сплавов высокие скорости прессования применяют лишь при изготовлении сложных тонкостенных отливок.

Скорость прессования определяется по формуле

где о_Пр — скорость прессования, м/с;

ц_вп — скорость впуска, м/с;

/- суммарная площадь сечения питателей, м’;

5 — площадь поперечного сечения камеры прессования, м 2 .

Значения скорости впуска (о_вп) для алюминиевых сплавов приведены в табл. 7.15.

Скорость впуска сплава в пресс-форму (м/с) в зависимости от толщины стенки и сложности отливок

Литье металлов под давлением

Основы литья металлов под давлением

Литьё металлов под давлением — способ изготовления отливок из сплавов, при котором сплав приобретает форму отливки, быстро заполняя пресс-форму под высоким давлением от 7 до 700 МПа. Этот способ применяется для сплавов цветных металлов (на основе цинка, алюминия, меди, магния, сплав олово-свинец) из-за их низкой температуры плавления, а также для некоторых сталей. Изделия могут быть массой от десятков граммов до десятков килограммов. Литье металлов под давлением занимает одно из самых высоких мест по объемам массового производства в металлообработке.

Литьём под давлением изготавливают:

детали автомобильных двигателей (в том числе алюминиевые блоки, детали карбюраторов);

детали сантехнического оборудования;

детали бытовых приборов (пылесосы, стиральные машины, телефоны); ранее — детали печатных машинок;

детали компьютеров, мобильных телефонов и прочего аналогичного оборудования.

Литье под давлением алюминия: используется в легких и высокопрочных узлах. Картер коробки передач и т.д.

Литье под давлением магния: используется в легких и высокопрочных узлах, например: корпуса электро-борудования.

Литье под давлением цинка: используется при производстве игрушек и в деталях малых размеров, а так же в узлах с хорошим качеством поверхности, особенно где есть хромирование.

Литье под давлением латуни: используется в сантехнических изделиях, например, водопроводных кранах, смесителях.

Процесс изготовления изделий

Литейные формы (пресс-формы) обычно изготавливаются из стали. Оформляющая полость формы выбирается подобной наружной поверхности отливки, однако учитываются искажения размеров. Пресс-форма содержит также выталкиватели и подвижные металлические стержни, образующие внутренние полости изделий. Литейные машины разделяют на два вида — с горячей и холодной камерой прессования. По типу расположения вертикальные и горизонтальные. На рис. 1 дана принципиальная схема работы машин с холодной камерой прессования, расположенной у одних машин горизонтально (a), a y других — вертикально (б). При работе машины жидкий металл мерной ложкой или с помощью автоматического дозатора заливают в камеру прессования 6 и гидравлическим плунжером (прессующим поршнем 7) запрессовывают в пресс-форму. Пресс-формы изготовляют из двух половин (подвижной 3 и неподвижной 5) с вертикальной или горизонтальной плоскостью разъема. Это обеспечивает быстрое извлечение отливок с помощью толкателей 2, которые крепятся с тыльной стороны подвижной пресс-формы.

Рис.1 — Схемы литья под давлением на машинах с камерами прессования:

а — холодной горизонтальной;

б — холодной вертикальной;

1 — плита крепления подвижной части формы;

3 — подвижная матрица формы;

4 — полость формы (отливка);

5 — неподвижная матрица формы;

6 — камера прессования;

7 — прессующий поршень;

9 — тигель нагревательной передачи;

10 — обогреваемый мундштук.

Литейные машины с горячей камерой прессования

Сплавы на основе цинка, как правило, льются в машинах с горячей камерой прессования. Камера погружена в расплав. Под относительно слабым давлением сжатого воздуха или поршня расплав из камеры вытесняется в пресс-форму.

Скоростная операция. Время цикла менее 1 секунды для маленьких деталей, до 30 секунд для более крупных деталей.

Рабочее давление в диапазоне от 100-300 атм.

Обычные пресса или небольшие высокоскоростные установки.

Рис.2 — Схема литья под давлением на машинах с горячей камерой прессования:

Литейные машины с холодной камерой прессования

Такие машины используются для литья под давлением алюминиевых, магниевых, медных сплавов. Литьё в пресс-формы происходит под давлением от 35 до 700 МПа.

Инжекторный плунжер и цилиндр не опускаются в расплавленный.

Расплавленный металл разливается ковшом механически или вручную.

Более длительное время цикла. Может достигать 1 мин.

Рабочее давление 200-700 psi Al и Mg (13-47 атм.).

Рабочее давление 400-1000 psi Cu (27-68 атм.).

Рис.3 — Схема литья под давлением на машинах с холодной камерой прессования:

Основные преимущества литья под давлением

К основным преимуществам технологии литья под давлением можно отнести:

• высокую производительность;
• высокое качество поверхности (5-8 классы чистоты для алюминиевых сплавов);
• точные размеры литого изделия (3-7 классы точности);
• минимальная потребность в механической обработке изделия.

Процессы литья под давлением

Существуют следующие этапы литья под давлением:

Первый этап: раскрытие пресс-формы и смазка.
Это необходимо для того, чтобы готовая отливка легко отходила от полостей пресс-формы и металл в поршне не застывал до того, как он будет запрессован. Также образуется пленка, которая помогает стабилизировать температуру и защищает поверхность пресс-формы, что увеличивает срок службы оснастки.

Второй этап: смыкание пресс-формы.

Третий этап: заливка металла в поршень.
После смазки пресс-формы и поршня рабочий зачерпывает из печи необходимое количество металла и заливает его в горловину поршня.

Четвертый этап: запрессовка металла.
Поршень под воздействием пневматики, в которую как правило закачан азот, совершает поступательное движение и закачивает металл в камеру прессования.

Пятый этап: снятие готового изделия.

Смазочные материалы для литья под давлением

Перед началом, а также и во время работы рабочую поверхность пресс-формы покрывают смазкой линейка Petrofer Formol. Смазки для холодного пуска наносятся на холодные штампы в начале операции, то есть в тот момент, когда смешивающиеся с водой жидкие смазочные материалы еще не образуют достаточную пленку из-за низких температур матрицы. Смазка частично предохраняет форму от термического удара и, следовательно, увеличивает сроки службы формы, она способствует более легкому извлечению отливки из формы, предохраняя форму от приваривания. Смазка помогает получить также более качественную поверхность отливки. Смазки для холодного пуска используют в качестве разделительного состава при производстве отливок из свинцовых сплавов. Данные продукты практически не эмульгируются, и требуется их удаление методом скиммирования.

При литье под давлением в 90-Х годах применяли в основном жирные смазки на основе минеральных масел, которые при сгорании не дают минеральных осадков. При литье алюминиевых сплавов применяли смесь масла с графитом или смесь графита с воском и вазелином и др.

Современные водосмешиваемые и чистые масла отвечают следующим требованиям:

нанесение смазочного материала методом микро-напыления под давлением. Очень тонкий слой смазки должен обеспечивать весь предъявляемый функционал и способствовать экономичности расхода.

высокие проникающие свойства и устойчивость к температуре, отсутствие воспламенения и образования дыма. Применение продукта для различных сложностей геометрических форм.

состав смазки должен обеспечивать высокий эффект отделения металла из формы, оставлять после отделения минимальное накопление осадков.

легкое удаление отложений и очистка оборудования. Остатки на литых компонентах должны быть совместимы с процессами окраски и гальванике изделий.

высокие концентрации смешения с водой 1:50-1:200.

устойчивость к поражению микроорганизмами и стабильность эмульсии, минимальное влияние на здоровье человека и окружающую среду.

долгий срок службы смазки на форме, отсутствие стекания образования сгустков и содержания твердых веществ в составе.

равномерное охлаждение формы, коррозионная защита узлов и оснастки, улучшенное прохождение метала.

Смазку наносят тонким, ровным слоем через 1—2 заливки. Для получения качественного изделия необходимо соблюдать определенные значения удельного давления прессования.

Продукция PETROFER для литья металла под давлением

Компания PETROFER предлагает своим клиентам продукты, отвечающие всем потребностям современной промышленности.

Линейка продуктов DIE-LUBRIC – смазочные материалы для литья металлов под давлением в портфеле продуктов Petrofer. Водосмешиваемые и чистые масла подходят для смазки форм при литье под давлением изделий из алюминия, цинка, магния, меди и металлов различных сплавов. Продукты разделяются для применения в машинах как горячего литья, так и холодного литья; оптимизированы для универсального и специального применения. Имеют экономичный расход, хорошую защиту от коррозии. Состав продуктов максимально безопасен для здоровья человека и окружающей среды.

При этом стоит отметить, что могут быть улучшены следующие факторы:

Алюминиевое литье на заказ

• Главная
• Услуги
• Алюминиевое литьё

ООО «Виком-ВИЛС» обладает несколькими методами литья алюминия и цинка, которые используются на производстве.

• Литье различных корпусных деталей в кокиль из сплавов системы Al-Si и Zn весом от 600 грамм до 120 кг и габаритами 100х100х20мм до 1000х600х400мм.
• Литье в металлическую форму(кокиль) осуществляем на машинах активного гравитационного литья, и на машинах литья низкого давление. Возможно применение песчаных стержней для формирования сложных внутренних полостей.

Гравитационное литье

Кокильные машины активного гравитационного литья в автоматическом цикле наклоняют форму под заданный угол, а затем по мере заполнения расплавом с заданной скоростью возвращают в вертикальное положение.

Этим обеспечивают ламинарное заполнение формы расплавом.

Машины для гравитационной заливки

Гравитационная заливка — классическая литейная технология. Известна уже на протяжении тысячелетий, но до сих пор имеет потенциал для совершенствования. Разработка DIESSA благодаря модульной конструкции особенно ориентирована на наше предприятие, где необходима универсальность и возможность перенастройки оборудования для выполнения самых разных задач.

Для тех, кому важна гибкость и возможность применения оборудования для изготовления отливок разных категорий сложности. Переналадка осуществляется без значительных затрат времени. После монтажа дополнительных приводов полуформ и стержней базовая литейная машина становится пригодной для изготовления высоко сложного литья.

На машине «в такт» приводятся 2 разных кокиля, что вдвое увеличивает производительность без увеличения персонала и занимаемой площади.

ООО «Виком-ВИЛС» освоено кокильное литье под низким давлением с применением песчаных стержней.

Литейные стержни – это устанавливаемые в формы отъёмные формообразующие элементы, необходимые для образования полостей или отверстий требуемой конфигурации, а также иных сложных контуров, в том числе и участков наружных поверхностей. Литейные стержни фиксируют с помощью выступов, входящих в соответствующие впадины в форме и называемых стержневыми знаками. Конфигурация и размеры стержневых знаков должны обеспечивать удобство установки и устойчивое крепление стержней в форме.

Литейные стержни изготавливают с помощью стержневых ящиков, в которых производят формовку специальной стержневой смеси, основой которой является кварцевый песок с различным связующим (например, синтетической смолой или жидким стеклом). В процессе изготовления стержня внутри него металлической иглой обычно делают вентиляционный канал, служащий для лучшего удаления газов, образующихся при контакте с расплавленным металлом в процессе литья.

Стержни сложной формы могут состоять из двух и более частей, которые могут как предварительно склеиваться друг с другом, так и вставляться одна в другую в процессе сборки литейной формы.

Литье под низким давлением

Машины литья под низким давлением позволяют:

• Механизировать смыкание кокиля.
• Механизировать заполнение кокиля расплавом.
• Автоматизировать управление скоростью заполнения расплавом формы для исключения турбуленции и вторичных образований шлаков.
• Автоматизировать поддержание температуры ºС расплава в печи машины.
• Осуществлять подавливание расплава подпитки формы в процессе кристаллизационной усадки металла.
• Автоматизировать охлаждение нужных зон отливки для управления кристаллизацией.
• Обеспечить повторяемость характеристик у партий литья за счет сохранения программы управления давлением температурой ºС , моментом включения и длительностью работы контуров охлаждения и других параметров находящихся в памяти машины именно для этой отливки.

Литье под низким давлением в кокиль позволяет получить гидро — и газоплотные отливки с более высокими механическими свойствами в сравнении с песчаными разовыми формами, имеющими высокую газотворность.

Литьё под низким давлением — управляемое заполнение, направленная кристаллизация, высокая экономическая эффективность

Функциональная схема: литьё под низким давлением в кокиль (лев.), в стержневые пакеты (пр.)

Литьё под низким давлением предназначено для удовлетворения наивысших требований к качеству. В печи создаётся давление, при этом жидкий алюминий по металлопроводу попадает в кокиль. Благодаря контролируемому и прежде всего всего равномерному повышению давления полость формы заполняется медленно, а также исключается образование оксидной плёнки, возникновение холодных течений и опасности газовых включений.

Во время кристаллизации металла отливки давление в печи обеспечивает уверенную подпитку отливки металлом. Применением литейно-технических мероприятий и целевым использованием охлаждения кокиля достигается идеал — направленное застывание.

С инновационной литниковой камерой KURTZ предлагает небывалую гибкость заполнения и подпитки отливки благодаря технологии литья под низким давлением — независимо от геометрии изготавливаемых деталей и без дополнительного подвода тепла. При этом количество литников не ограничено и возможно применение множества локально действующих каналов малых сечений. Как и ранее оправдано и применение одного или нескольких металлопроводов.

Дальнейшее преимущество технологии литья под низким давлением — уменьшение количества материала на литниковую систему. Это можно продемонстрировать на примере корпуса компрессора. При литье под низким давлением можно рассчитывать на более низкие затраты на зачистку, обработку и повторный расплав возвратного материала. Кроме того, как правило, увеличивается производительность машины, т.к. обеспечивается лучшая повторяемость процесса и снижается влияние внешних факторов

Расплав на участок литья поступает с плавильного участка, оснащенного наклонными тигельными газовыми печами, а так же установкой для рафинирования и модифицирования сплава.

Технология литья под давлением алюминиевых сплавов

Введение

В современных условиях рыночной экономики высокая конкурентоспособность выпускаемой продукции может быть обеспечена в первую очередь за счет постоянного улучшения ее качества, снижения затрат на ее изготовление и совершенствования способов ее получения. Литейное производство относится к важнейшим отраслям машиностроения, являясь одновременно одной из самых трудоемких и энергоемких отраслей промышленности. Это обусловлено, в частности, большой сложностью процессов, высокой стоимости материалов, оборудования и литейной оснастки, применяемых для изготовления отливок. В связи с этим снижение затрат на изготовление отливок является актуальной задачей.

С каждым годом всё более широкое применение находят специальные способы литья, особенно те из них, которые обеспечивают получение отливок с высокими физико-механическими свойствами и минимальными припусками на механическую обработку.

Литье под давлением (ЛПД) является одним из наиболее перспективных способов получения литых заготовок. Получение отливок методом ЛПД целесообразно в том случае, если их производство носит крупносерийный или массовый характер. Это связано с высокой себестоимостью отливок, получаемых этим методом. В производстве для получения отливок из алюминиевых и медных сплавов чаще всего практикуется использование машин ЛПД с холодной горизонтальной камерой прессования.

Существенная доля временных и материальных затрат (до 50 — 70%) на ЛПД относится к изготовлению пресс-формы, а также ремонтно – восстановительным работам технологической оснастки и оборудования.

Поршневая пара (или прессующий узел) машины ЛПД, состоящий из неподвижной камеры прессования и подвижного пресс-поршня, работает в условиях жестких температурно-силовых воздействий и интенсивного динамического физико-механического взаимодействия с расплавом. В связи с этим, к материалам, из которых изготавливаются детали поршневой пары, предъявляются высокие требования по теплостойкости, сопротивлению смятию и износостойкости.

По данным ОАО «Арзамасский приборостроительный завод им. П.И. Пландина», входящем в структуру концерна ПВО «Алмаз-Антей», в ходе эксплуатации прессующего узла часто наблюдаются существенные потери усилия прессования в узле вплоть до заклинивания пресс-поршня в камере, а также повышенный износ деталей поршневой пары. В настоящее время эксплуатационная стойкость пресс-поршней не превышает 200 запрессовок, а камер прессования – 600 запрессовок по алюминию.

Предварительный анализ данной проблемы, проведенный рабочей группой кафедры «Металлургические технологии и оборудование» (МТО) Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, показал, что величина износа деталей поршневой пары во многом зависит от триботехнических характеристик материала контактирующих деталей, а такие известные методы ее решения, как оптимизация состава смазки поршневой пары и нанесение упрочняющих покрытий на основе соединений молибдена и титана, либо оказываются малоэффективными, либо требуют использования дополнительного дорогостоящего оборудования.

Информационно-аналитический обзор состояния вопроса

Литье под давлением на машинах литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования

Технология литья под давлением алюминиевых сплавов

Основные этапы технологии ЛПД на машинах с холодной горизонтальной камерой прессования представлены на рисунке 1.1.

Вначале расплавленный алюминий заливается в камеру прессования 2, расположенную горизонтально по оси машины и перпендикулярно к плоскости разъема формы, непосредственно связанную с неподвижной половиной формы 1. Заливка металла осуществляется через окно 3, имеющееся в верхней части камеры.

Далее осуществляется заполнение полости формы: посредством движения пресс-поршня 5 расплавленный алюминий через питатель 4 заполняет рабочую полость формы.

После выдержки отливок в полости формы при необходимости происходит подпрессовка, позволяющая сделать неизбежную газовую пористость в литых заготовках, получаемых методом ЛПД, минимальной.

По окончании выдержки форма раскрывается (при этом отливка обязательно должна оставаться в подвижной ее части), и отливка с пресс-остатком 7 выталкивается из подвижной полуформы 6 специальными толкателями (выталкивателями), чаще всего размещенными в плите толкателей и сбрасывается в специальную тару, либо извлекается захватами манипулятора комплекса ЛПД.

Рисунок 1.1 – Схема литья под

давлением на машинах

с холодной горизонтальной

1 – неподвижная половина пресс-формы;

2 – камера прессования; 3 – заливочное окно;

4 – питатель; 5 – пресс-поршень;

6 – подвижная половина пресс-формы;

При литье на машинах с холодной горизонтальной камерой прессования потери теплоты металлического расплава и гидравлическое сопротивление на пути его движения в полость пресс-формы меньше, чем при литье на машинах с вертикальной камерой прессования, в результате исключения одного из элементов литниковой системы – литникового хода. Это позволяет снизить температуру заливки сплава, уменьшить пористость отливки и осуществить ее эффективную подпрессовку после окончания заполнения. Возможность широкого диапазона изменения скорости прессования позволяет создавать наиболее благоприятные гидродинамические и тепловые условия формирования отливки, до минимума сокращать пористость отливок [1].