Литье вакуумным всасыванием

Литье (заливка) вакуумным всасыванием заключается в заполнении формы металлом за счет создаваемого в ней вакуума. При данном способе литья полость формы заполняется за счет перепада давлений от атмосферного (над зеркалом расплава) до пониженного —10—80 кПа (в полости формы).

На практике реализуются две основные схемы процесса литья вакуум­ным всасыванием (ЛВВ):

а) размещение литейной формы в герметичной камере и соединение ее с
металлопроводом, погруженньм в тигель с расплавом. В данном случае можно
использовать формы, полученные любыми известными способами: металличе­
ские, песчаные, керамические оболочковые, гипсовые, графитовые и др.;

б) герметизация полости формы, сообщающейся посредством металло­
провода с расплавом. Эта схема широко используется при литье в водоохла-
ждаемую металлическую форму — кристаллизатор. При этом получают как
полые, так и сплошные заготовки и слитки. При наличии герметичного ко­
жуха могут быть использованы и перечисленные в пункте «а» формы.

На рис. 14.6 рассматривается пример реализации варианта «б». Охлаж­даемая водой металлическая форма (кристаллизатор) погружается своим «носиком» (металлопроводом) в расплав, находящийся в тигле раздаточной печи. В полости формы, соединенной с вакуумным насосом, создается раз-

режение. Расплав всасывается в полость формы с последующей его кристаллизацией. После за­твердевания отливки форму поднимают для из­влечения из расплава «носика» кристаллизатора. Рабочую полость формы соединяют с атмосфе­рой, открыв специальный кран. В результате пуска атмосферного воздуха в полость кристал­лизатора отливка выпадает из него в приемный короб. Таким способом часто получают втулки, вкладыши, подшипники скольжения из цветных сплавов (латуней, бронз), чугуна и стали.

Высокая заполняемость форм расплавом при ЛВВ позволяет получать тонкостенные от­ливки толщиной 1 мм и менее. В связи с вакуу-мированием форм фактор их газопроницаемости теряет актуальность: можно использовать фор­мы, обеспечивающие высокое качество поверх­ности отливки, вне зависимости от их газопро­ницаемости.

При литье в среде низкого вакуума сущест­венно уменьшается газонасыщение и окисление заполняющего форму расплава. Литье вакуумным всасыванием способствует формированию мелкозернистой структуры, а также повышению герметичности и комплекса механических свойств отливок, особен­но тонкостенных (с толщиной стенки до 0,5 мм). Например, при литье с разреже­нием до 60 кПа алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ9 их предел прочности повыша­ется на 20—70%, а относительное удлинение — на 100% и более. Опыт показал, что использование литья вакуумным всасыванием взамен кокильного приводит к существенному повышению качества поверхности тонкостенных отливок (кры­шек, крыльчаток), снижению расхода металла на литниковую систему и росту (в 1,2 раза) производительности труда за счет сокращения продолжительности тех­нологического цикла литья. Производительность машин ЛВВ зависит от числа кристаллизаторов: на машинах с одним кристаллизатором она составляет 100—120 отливок в час, а со сдвоенным кристаллизатором — 170—180.

Преимущества способа заливки вакуумным всасыванием: высокая плот­ность отливок; отсутствие газовых и усадочных пор, а также литниковой системы и прибылей; хорошее качество поверхности; повышенные механи­ческие свойства отливок; достаточная производительность.

Недостатки ЛВВ (в случае использования форм-кристаллизаторов): применимость его для получения отливок лишь простой формы; волнистость внутренних поверхностей отливок (например, втулок) и, как следствие, не­обходимость обеспечения припусков на механическую обработку.