Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Литье с кристаллизацией под давлением




Данный способ обеспечивает получение плотных заготовок с высоким уровнем физико-механических и эксплуатационных свойств и с небольшими припусками на механическую обработку.

Сущность способа литья с
кристаллизацией под давлением
(ЛКД) заключается в заливке ме­
талла в пресс-форму и последую­
щем его уплотнении пуансоном
гидравлического пресса в процессе
затвердевания расплава (рис. 14.7).
Пресс-форму заполняют расплавом
(посредством свободной заливки)
до определенного уровня, а затем
Рис. 14.7. Штамповка жидких сплавов в ег0 выжимают в полость формы
разъемных (а, 6) и неразъемных (в) пуансоном со скоростью 0,1—0,5
формах м/с. Заливку осуществляют при

температуре, превышающей лик­видус сплава на 20—100 °С. С помощью пуансона окончательно оформля­ются контуры отливки и производится ее уплотнение (выдержка под давле­нием) до полного затвердевания. Отливку, извлеченную из пресс-формы, подвергают (по необходимости) термической и механической обработкам. В процессе ЛКД кристаллизующийся металл может дополнительно подвер­гаться воздействию вибрации и ультразвука.

При литье сплава с кристаллизацией под давлением за счет пластичес­кой деформации происходит «залечивание» межкристаллических и сжатие газовоздушных пор, что обеспечивает получение более плотной отливки. Высокие скорости кристаллизации и механическое воздействие обеспечива­ют формирование мелкокристаллической структуры и устранение газоуса­дочной пористости. Снижение степени развития ликвационных процессов способствует более равномерному распределению неметаллических включе­ний. Все это приводит к повышению плотности и комплекса механических свойств металла отливок: увеличению прочности (в 1,5 раза), пластичности и ударной вязкости (в 2—4 раза); по свойствам такие отливки приближаются к поковкам.

Классификация процессов формирования отливки при ЛКД. В про­цессе литья с кристаллизацией под давлением реализуются следующие ос­новные схемы деформирования (рис. 14.8).

Поршневое прессование (рис.14.8, а). При прессовании под поршневым давлением пуансон перекрывает всю открытую полость матрицы и действует на формирующуюся отливку в течение всего периода ее затвер-


девания. В данном случае отлив­ка приобретает свою конфигура­цию уже в процессе свободной заливки расплава в форму.

Рис. 14.8.Схемы прессования при литье с кристаллизацией под давлением: а — поршневое прессование; б — пуансонное прессование; в — пуансонно-поршневое прессо­вание; г — прессование через литники-питатели, / — исходное положение пуансона; 2 — конечное положение пуансона

Пуансонное прессо­вание (рис. 14.8, б). Здесь час­тичное формообразование от­ливки происходит еще до кон­такта с пуансоном при заливке расплава и выдержке его в пресс-форме. Затем выступающая (ра­бочая) часть пуансона, имеющая меньшую площадь торца по сравнению с площадью зеркала расплава, внедряется в кристал­лизующийся расплав, вытесняет его, образуя в отливке внутрен­нюю полость. При этом общий уровень расплава в форме повы­шается по сравнению с первоначальным уровнем заливки за счет массы вы­тесненного пуансоном металла.

Пуансонно-поршневое прессование (рис. 14.8, в). Этот процесс включает элементы поршневого и пуансонного прессования. Отли­чительной особенностью данной схемы является то, что в процессе оконча­тельного формирования конфигурации отливки вытесняемый пуансоном расплав заполняет его собственные рабочие полости.

Прессование через питатели (рис.14.8, г). В данном случае расплав заливают в металлоприемник, из которого он выдавливается пуан­соном (через питатели) в закрытые полости пресс-формы. Таким способом можно в одной пресс-форме получать несколько отливок.

Выбор технологических параметров процесса. К главным технологи­ческим параметрам процесса ЛКД относятся следующие:

а) Давление прессования Р„. Давление обеспечивает формообразование отливки, измельчение зерен и устранение структурных дефектов (газовых и усадочных пор, раковин), повышение качества поверхности, плотности ма­териала и других физико-механических свойств.

С увеличением прочности сплава (особенно при повышенных темпера­турах) должно возрастать и давление прессования. Экспериментально уста­новлена зависимость между пределом прочности материала при комнатной температуре сгв и величиной минимального давления прессования Ри. Так, например, для сплавов с пределом прочности ств до 250 МПа минимальное дав­ление прессования Рн = 100—150 МПа, а при о, > 550 МПа Ри = 200—250 МПа.



б) Температура заливаемого расплава (Г^) превышает температуру
плавления (или ликвидуса) сплава на 20—100 °С.

в) Начальная температура пресс-формы Гпф = 150—250 °С.

г) Время выдержки расплава в пресс-форме до приложения давления (f„)
должно быть минимальным, поскольку увеличение продолжительности вы­
держки приводит к образованию твердой массивной труднодеформируемой
корки металла. Для тонкостенных отливок Гд < 5с.

д) Время выдержки расплава в пресс-форме под давлением /„. При по­
лучении фасонных отливок время выдержки под давлением (в секундах) рас­
считывается с учетом толщины стенки 8 (в мм): /„ = (0,8—1,2)6.

е) Скорость формообразования иф. В процессе литья с кристаллизацией

под давлением пресс-формы охлаждают водой или воздухом. Значение ско­рости формообразования зависит от массы и толщины стенок отливок и име­ет определенные ограничения. Например, скорость формообразования иф не

должна превышать 0,10 м/с для массивных отливок и 0,15 м/с для тонко­стенных. Это связано с опасностью возникновения внутренних напряжений в отливке из-за неравномерного охлаждения ее отдельных участков.

Материалы отливок. Способом литья с кристаллизацией под давлени­ем получают простые и сложные по конфигурации заготовки из сплавов на основе цветных металлов (алюминия, магния, меди, цинка), а также стали и чугуна. При этом могут быть использованы как литейные, так и деформи­руемые сплавы. Последние имеют широкий интервал кристаллизации и склонны в связи с этим к образованию усадочной пористости и горячих тре­щин. Большим преимуществом способа литья с кристаллизацией под давле­нием является возможность получать из деформируемых сплавов плотные отливки и заготовки. Этим способом литья получают слитки диаметром 30— 600 мм, а также отливки с толщиной стенок от 2 до 100 мм и массой от не­скольких граммов до 300 кг.

Условия работы, материалы и особенности конструкции пресс-форм. Детали пресс-форм работают в условиях воздействия больших нагру­зок и температур, а также физико-химического взаимодействия (коррозия, эрозия, изнашивание) с жидким и затвердевающим металлом. Поэтому ос­новные детали пресс-форм (матрицы, пуансоны, металлические стержни, толкатели) изготавливают из легированных теплостойких инструментальных сталей 5ХНМ, ЗХ2В8Ф, 4Х5МФС, 4Х5В2ФС. По конструктивному испол­нению матрицы пресс-форм подразделяются на неразъемные (неподвижные и подвижные) и разъемные (с горизонтальной, вертикальной и несколькими плоскостями разъема) — см. рис. 14.7.

Защитные смазки и покрытия для пресс-форм. Для защиты поверх­ности пресс-форм применяют технологические смазки: противозадирную смазку алюминол-МГ, представляющую собой суспензию на масляной осно-


ве с добавками графитола и дисперсного алюминиевого порошка, а также смазки на основе водных растворов (графитол В-2 и графитол В202) с до­бавками антифрикционного наполнителя — графита. Для защиты пресс-форм используют также краски и теплоизоляционные покрытия толщиной 0,2—1,5 мм. При нанесении технологических смазок на рабочие поверхности деталей пресс-форм последние подогревают до 120 °С и более.

Преимущества метода ЛКД: получение плотных отливок (с мелкозерни­стой структурой, отсутствием газовой и усадочной пористости) из литейных и деформируемых сплавов с широким интервалом кристаллизации; обеспе­чение небольших припусков на обработку резанием; высокая производитель­ность технологического процесса; отсутствие (в большинстве случаев) литнико­вой системы; большой процент (95%) выхода годных литых изделий.

Основными недостатками способа ЛКД являются большая трудоемкость изготовления и высокая стоимость пресс-форм литья.





Дата публикования: 2014-10-25; Прочитано: 2830 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2025 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.137 с)...