![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
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!