Литье цветных металлов под давлением

Литье под давлением

Литье под давлением – это высокопроизводительный автоматизированный технологический процесс создания тонкостенных деталей из цветных металлов, стали и пластмасс.

С высокой скоростью жидкий расплав заполняет пресс форму. и далее в результате под давлением получаются отливки заданной формы.

Эта статья подробно описывает технологию, оборудование и изделия, которые можно получить при помощи метода.

Описание технологических операций

Процесс литья под давлением осуществляется в стальных пресс-формах. Расплавленный материал подаётся в пресс-форму и кристаллизуется там под воздействием высокого давления.

Пресс-форма это технологическая литейная оснастка, сконструированная из подвижной и неподвижной стальных частей. Подвижная половина передвигается по направляющим цилиндрам, неподвижная закреплена на стационарной плите.

Перед заливкой подвижная часть плотно прижимается к неподвижной гидроцилиндром и фиксируется в этом положении специальными замками. После застывания заготовки, подвижная часть оборудования отъезжает, а отливку выталкивают механические толкатели.

Специальный состав обеспечивает беспрепятственное отделение отливок после литья, защищает сталь от негативного воздействия высоких температур.

Литье под давлением выполняется в автоматизированном режиме в промышленных установках. Главными узлом этого оборудования выступает камера для прессования, она бывает холодной или горячей.

Холодная камера – это горизонтальный цилиндр, с поршнем внутри и воронкой, предназначенной для заливания расплава. После заливки металла, поршень движется внутри цилиндра, нагнетая расплав в пресс-форму.

После заполнения формы повышается усилие на поршень для создания достаточной величины давления для кристаллизации металла.

Горячая камера для прессования представляет собой ванну с расплавом, которая расположена в подогреваемом чугунном тигле. Поступательное движение поршня выталкивает расплав из тигля. Металл поднимается по каналу и поступает в пресс-форму. В конструкции канала предусмотрен подогреваемый мундштук. Этот элемент нужен, чтобы жидкий металл не затвердевал внутри.

После застывания детали, остатки расплава из канала сливаются обратно в чугунную ванну. Оборудование этого типа применяется для изделий из сплавов цинка и магния.

Температура нагрева расплава

Нагрев материала для литья под давлением осуществляется исходя из марки сплава и геометрических параметров детали. Если расплав перегрет, при заполнении пресс-формы брызги попадают в отверстия для вентиляции и закупоривают их. Это приводит к ухудшению газоотвода и, как следствие, к возникновению пор в отливке.

Высокая температура жидкого металла приводит к увеличению времени затвердевания изделия, как следствие нужно больше времени на весь технологический процесс.

Увеличивается износ оборудования из-за длительного соприкосновения с перегретым расплавом.

При литье под давлением расплав спрессовывают при минимальной температуре. Цветные металлы нагревают всего на 10–300ºС выше температуры, при которой сплав полностью твердеет. При небольших толщинах элементов отливки сплав нужно нагревать сильнее. Для литья больших изделий простой конфигурации сплав нагревают чуть выше температуры плавления.

Для деталей, к которым предъявляются высокие требования по прочности, металл заливают в твердо жидком состоянии. За счет этого обеспечиваются следующие преимущества:

• предотвратить появление усадочных дефектов в отливке;
• снизить тепловое воздействие на оборудование;
• снизить время охлаждения изделия;
• уменьшить опасность приваривания пресс-формы и отливки.

Металл с включениями твёрдой фазы можно прессовать только в установках, с холодной камерой. При использовании оборудования с горячей камерой есть риск застывания расплава в подводящем канале.

Пример литья под давлением деталей из алюминия – процент твёрдых частиц в расплаве, когда пресс-форма беспрепятственно заполняется, а качество отливки остаётся на высоком уровне, составляет от 40 до 60%.

Скорость подачи расплава в пресс-форму

Поршень спрессовывает металл в пресс-форму с определённой скоростью. Значение выбирается в зависимости от характеристик сплава и геометрических параметров отливки.

Если изделие простое с толстыми стенками высокая скорость прессования не нужна. Если деталь имеет сложную геометрию и тонкие элементы скорость запрессовки должна быть высокой.

Это требуется, чтобы расплав успел заполнить все узкие полости до затвердевания.

Слишком большая скорость подачи расплавленного материала становится причиной следующего явления: струя разделятся на мелкие капли, образуя смесь расплава и воздуха. Если количество каналов для отвода газов недостаточно или они забиты металлом, пузырьки воздуха останутся в отливке. Это приведёт к образованию пор в металле, чтобы исключить такие дефекты пресс-форму помещают в вакуум.

От скорости движения расплава зависит качество отливок и долговечность оборудования. Если скорость литья под давлением слишком высокая, то защитную смазку с соприкасающихся с жидким металлом поверхностей может смыть. Из-за этого отливка приварится к пресс-форме, и при выталкивании ее может повредить или сломать.

Слишком медленная подача, снизит качество детали. Металл будет застывать прямо во время заполнения формы до того, как усилие будет увеличено. Скорость поступления расплава в пресс-форму при литье под давлением обычно выбирается в диапазоне от 10 до 50 м/с. Небольшую скорость используют для литья деталей из стали, медных сплавов, высокая скорость требуется для сплавов олова и цинка.

Давление на расплав при застывании

В момент, когда расплав полностью заполняет пресс-форму, усилие на поршень многократно увеличивается. Воздействие давлением не прекращается до тех пор, пока металл полностью не затвердеет.

В результате возрастает плотность и механические характеристики отливки, в ней не образуются усадочные дефекты.

Чем выше требования к прочности детали, тем больше должно быть усилие прессования. Алюминиевые сплавы прессуют давлением от 40 до 200 МПа. Для сплавов на основе магния используют от 40 до 180 МПа. Цинковые сплавы повергают давлению от 10 до 50 МПа. Для обеспечения высокого качества при увеличении толщины стенки нужно повышать давление при кристаллизации.

Температура подогрева пресс-формы

Перед подачей жидкого сплава литейное оборудование нужно нагреть до определённой температуры, которая подбирается для каждого сплава в зависимости от толщины стенок изделия. Температура предварительного подогрева пресс-формы:

• для литья цинка до 120–1600 ºС;
• магния 200–2400 ºС;
• алюминия 180–2500 ºС;
• стали 200–2800 ºС;
• латуни 280–3200 ºС.

Если отливка тонкостенная – пресс-форму нагревают до температуры ближе к большим значениям указанных выше интервалов. Для толстостенных деталей – ближе к нижнему значению. Это нужно чтобы в тонкостенных отливках расплав не затвердел в процессе заполнения формы. В технологии заливки больших деталей напротив необходимо увеличить скорость застывания.

Преимущества и недостатки литья под давлением

Отливки, выполненные на установках для литья под давлением – это детали, с низкой шероховатостью, высокой точностью исполнения, которым не нужна механическая обработка или она минимальна. После литься детали поступают на отрезные прессы, где с них удаляются литники и промывники.

Состоящий из небольшого количества операций процесс может быть полностью автоматизирован. Из-за простоты операций, быстрого затвердевания металла и автоматического извлечения изделий этот процесс является высокопроизводительным.

Недостаток технологии – это сложность и высокая стоимость технологической оснастки. Экономически не рационально использовать литье под давлением в средне серийном и мелкосерийном производстве. Способ не подходит для литья тугоплавких металлов, которые плавятся при температуре выше, чем сталь.

Эту технологию не применяют для изготовления больших отливок, так как преимущества метода пропадают из-за неравномерного затвердевания, а из-за высокой цены габаритного высокоточного оборудования использование этого способа экономически нецелесообразно.

Применение

Литье под давлением изготавливают тонкостенные детали со сложной геометрией. Этой технологией делают изделия из меди, алюминия, цинка, магниевых сплавов, сталей и пластика. Эта технология позволяет выполнять геометрически сложные отливки с толщиной элементов до 1 мм.

Литье под давлением применяют в следующих отраслях промышленности:

• приборостроение;
• автомобилестроение;
• самолётостроение;
• станкостроение;
• изготовление элементов смесителей.
• производство бытовой техники;

Литье под давлением широко используют для производства изделий из полиэтилена, полипропилена и других синтетических материалов. Из-за большой стоимости применяемой оснастки эта технология экономически обоснована только в массовом или крупносерийном производстве.

Сегодня ни одно машиностроительное предприятие, массово изготавливающее детали бытовой техники, приборы, двигатели внутреннего сгорания и другие высокотехнологичные механизмы, не может обойтись без установок для литья под давлением.

Технологические особенности и преимущества цветного литья под давлением

07.10.2015

На основе сплавов из легких цветных металлов, таких, как бериллий, алюминий, титан, а также сплавов на основе цинка, производится широкий спектр деталей и компонентов, без которых немыслима современная промышленность.

Большинство изделий из цветных металлов изготавливается методом литья под давлением с применением пресс-форм.

Эта технология применяется при изготовлении 50% отливок из алюминиевых сплавов, более 95% отливок из цинковых сплавов, а также при литье из магния и латуни. 

Для выполнения данных работ используются машины для литья горячего и холодного прессования. 

Принцип работы машины с камерами горячего прессования

Устройство машины для литья с камерой горячего прессования предполагает наличие чугунного котла, зачастую объединенного с камерой прессования. При открытом поршне расплавленный металл вливается в цилиндр и металлопровод. Когда поршень закрывается, металл подается по мундштуку в пресс-форму. 

Машины для литья цветных металлов с горячими камерами применяются в случае, если температура плавления сплава не превышает от 300° С (олово, свинец и цинк). 

Литье сплавов из тугоплавких металлов (цинк, алюминий, магний и медь) осуществляется с помощью машин, оснащенных камерами холодного прессования.

Принцип работы машины с камерами холодного прессования

Сначала в цилиндр машины вливают жидкий металл из расчета, чтобы он заполнил емкость пресс-формы, затем поршень под действием гидравлики передвигается влево и отправляет жидкий металл в пресс-форму. 

Прессовочные камеры машин для литья могут располагаться как горизонтально, так и вертикально. 

Машины с горячими камерами рассчитаны на 100-200 ударов в час, с холодной камерой на 50—180 ударов в час.

Характеристики и требования к изготовлению пресс-форм

Пресс-формы изготавливаются из легированных сталей, в зависимости от сложности заготовок имеют простую, либо сложную структуру. 

Формы для сложного литья имеют корпус и дополнительные съемные вставки, что значительно упрощает их производство и восстановление в случае возникновения трещин, разрушения. Благодаря литым вставкам уменьшается себестоимость изготовления форм, а также увеличивается их термоустойчивость. 

Порог ударопрочности пресс-форм для сплавов цинка колеблется в пределах 150—250 тыс. ударов, алюминия – около 50 000 ударов, магния – 60—80 тыс. ударов и меди – от 2 до 10 тыс. ударов.

Необходимая температура расплавленного металла на момент заливки в пресс-формы также варьируется: 

• для цинка – от 400 до 450° С; 
• для алюминия – 660–750° С, 
• для магния – 700–780° С, 
• для латуни – 950–1020° С. 

Для обеспечения высокого качества и плотности структуры отливки, а также термоустойчивости пресс-форм, температура заливки до должна быть минимальной из возможных. Для получения сложных тонкостенных отливок выдерживается максимальная температура плавления. 

Наиболее целесообразно использовать данный метод литья для изготовления тонкостенных (толщиной 0,5-1 мм) изделий с равномерной по всем сечениям толщиной стенок. 

Температурный режим пресс-камер зависит от особенностей заготовки. 

Для тонкостенных отливок температура должна быть умеренно высокой, чтобы не привести утере ими прочности. В свою очередь, недостаточно высокая температура приводит к недоливам и образованию пор. 

При литье из сплавов из цинка температура плавления находится в диапазоне 180—250° С, при литье из алюминия – от 120 до 280° С, а литье из меди – от 300 до 400° С. 

Перед литьем смазывается покрытием на основе минеральных масел, что предотвращает ее от разрушения при тепловом воздействии, а также позволяет избежать приваривания отливки, образования на ее поверхности дефектов. Плотность отливки связана с удельным давлением при прессовании. 

При литье сплавов из цинка этот показатель составляет до 35 Мн/м2 (350 кГ/см2), алюминия – до 60 Мн/м2 (600 кГ/см2), латуни – 100 Мн/м2 (1000 кГ/см2).

Преимущества литья под давлением

Сильной стороной литья из цветных металлов под давлением является возможность получать тонкостенные отливки любого уровня сложности, с точным соблюдением заданных размеров и конфигураций, с идеально гладкой поверхностью, либо минимальными погрешностями. Как правило, механическая обработка отливок не требуется, либо проводится в незначительных объемах, с припуском, не превышающим 0,3-0,5 мм для того, чтобы не нарушить наиболее прочную литейную корку отливки. 

Данный способ литья является на сегодняшний день наиболее производительным.

Однако при массовом производстве цветных отливок под давлением существует риск того, что при наполнении пресс-форм расплавленным металлом в последнем образуются полости, заполняемые воздухом, что приводит к образованию характерной пористой структуры отливок. Эта проблема решается путем герметизации пресс-форм с помощью специальных вакуумных камер.

Не указан форум для отзывов.

1. Литьё металлов #Литье металлов_иннов_технология

Литьём под давлением изготавливают: 

• детали автомобильных двигателей (в том числе алюминиевые блоки, детали карбюраторов);
• детали сантехнического оборудования;
• детали бытовых приборов (пылесосы, стиральные машины, телефоны);
• детали приборов
• детали кораблей
• детали самолетов
• детали для аэрокосмической промышленности
• детали автомобилей
• корпуса электродвигателей
• детали для энергетической промышленной
• деталей для централизованного отопления квартир и домов

Также литьё под давлением используется при производстве компьютеров, смартфонов и прочей электроники.

Практически любую деталь из алюминия можно отлить на машинах литья под давлением. Поскольку при литье под давлением можно получить детали с высокими допусками по пористости и плотности изделия.

2.2 Используемые материалы #Литье металлов_иннов_материалы

Способ литья под давлением 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.Важнейшее свойство металла, который предполагается использовать для литья, – его текучесть.

Сплав в расплавленном виде должен максимально легко перетекать из одного тигля в другой, заполняя при этом его мельчайшие выемки. Чем выше текучесть, тем тоньше стенки можно сделать у готового изделия. С металлом, который растекается плохо, намного сложнее.

В обычных условиях он успевает схватиться значительно раньше, чем заполнит все промежутки формы. Именно с этой сложностью промышленники сталкиваются, когда выполняют литье сплавов металлов.

Наиболее востребованными в промышленности являются металлы, имеющие низкую температуру плавления, так как их производство менее затратное. Чем ниже температура плавления материала, тем легче производится его отливка.

2.3 Описание технологического процесса #Литье металлов_иннов_процессы

Современное литейное производство кроме традиционной технологии заливки жидкого металла в песчаные формы применяют и другие высокотехнологичные, производительные способы литья:

• вакуумный;
• центробежный;
• под давлением;
• центробежный;
• оболочковый;
• многократный;
• ртутный;
• по выплавляемым моделям;
• электрошлаковый.

Чаще всего сегодня в промышленных масштабах используются следующие технологии производства:

• в металлические формы (коколь);
• статическое литье;
• отливка под давлением;
• в оболочковые формы;
• в выплавляемые модели.

Отливка под давлением

• Первый этап, это 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, это смыкание пресс-формы. Усилие смыкания пресс-формы эта та характеристика, которая по современной классификации дает название всей машине, то есть например если у машины литья под давлением название C300D, то ее усилие смыкания 3000 кило-Ньютонов или 300 тонн и она является аналогом машины литья под давлением 711А08 по Советской классификации. Другими словами такая машина способна сдержать металл, который создает усилие, стремящееся раскрыть пресс-форму в триста тонн.
• Третий этап, это 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, это запрессовка металла. Поршень под воздействием пневматики, в которую как правило закачан азот, совершает поступательное движение и закачивает метал в камеру прессования.
• Пятый этап, это снятие готового изделия.

2.4 Серийность (#Литье металлов_иннов_серийность)

Данный метод изготовления заготовок отличается высокой производительностью. Но иногда чтобы переналадить линию для выпуска новой заготовки требуется вложить значительные средства, так как оборудование и оснастка очень дорогие (литье металлов под давлением).

3.1 Используемое оборудование (#Литье металлов_иннов_оборудование)

Для литья металлов пускают в ход разные емкости, которые разделяют на песочные, применяемые только один раз во время оливки, а также многократные. Многоразовые отливочные емкости делают из разных материалов:

• чугуна;
• жаропрочной стали;
• огнеупорной керамики;
• графита.  

Широко распространены чугунные кокили и изложницы. При изготовлении продукции из алюминия, меди и других цветных сплавов выполняют металлические формы из чугуна, меди и латуни.

Такое решение было принято давно, оно позволяет легко проводить подготовку материалов к основному процессу. Сам процесс длится недолго, модели выходят высокого качества. При выполнении этой технологии привлечение большого количества рабочих не требуется.

Металлические отливочные емкости бывают открытыми и закрытыми. Открытые – это изложницы, а закрытые – кокили. В закрытых емкостях имеется полость, повторяющая размеры выплавляемой детали. Заливка жидкого металла в них проводится через специальное отверстие.

Оболочковые отливочные емкости используются при заливке сплавов цветных и драгоценных металлов, а также изделий из стали. Для отливки сплавов цветных металлов их делают из порошкообразного диоксида кремния или гипса.

При изготовлении продукции из золота, платины и серебра пресс-форму делают из легкоплавкого материала, который заполняется ртутью, парафином или пластмассой, что позволяет создавать продукт сложной конфигурации небольшой толщины.

Для стали годится только отливка под давлением, так как материал этот хорошей текучестью не обладает.
 

Литье металлов под давлением

Это самый распространенный и эффективный метод литья. Для данного способа необходимо: — литейная форма из качественных сортов стали, которая может быть многоступенчатой, сложной внутренней формы — нагнетающее оборудование, способное выдавать от 7 до 700 МПа.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, с помощью которых готовое изделие извлекается из пресс-формы и подвижные металлические стержни, называемые знаками, образующие внутренние полости изделий.

Машины литья под давлением с горячей камерой прессования чаще всего используются для литья сплавов на основе цинка или латуни. Это необходимо поскольку температура плавления латуни более 900 градусов Цельсия.

Если для литья цинка или латуни использовать обычную машину литья под давлением с холодной камерой прессования, то пресс-форма будет испытывать повышенные тепловые нагрузки и перепады температур, что приводит к быстрому износу формы и падению качества отливок.

Литьё в пресс-формы происходит под давлением от 35 до 700 МПа. Машины литья под давлением с холодной камерой прессования отличаются от машин литья под давлением с горячей камерой прессования отсутствием «гузнека» и более низкими температурами эксплуатации. Кокильные (gravity casting machines англ.

) машины для литья металлов используются для литья в кокиль под низким давлением. Основная сфера применения это изделия на основе алюминиевых сплавов, медных сплавов, бронзовых сплавов и др. Для литья толстостенных изделий с более низкими требованиями по плотности изделия и его пористости по сравнению с машинами литья под давлением.

Литье в кокиль один из самых древних методов литья металлов.  — Текучесть Сплав в расплавленном виде должен максимально легко перетекать из одного тигля в другой, заполняя при этом его мельчайшие выемки. Чем выше текучесть, тем тоньше стенки можно сделать у готового изделия. С металлом, который растекается плохо, намного сложнее.

В обычных условиях он успевает схватиться значительно раньше, чем заполнит все промежутки формы. Металл для отливки нагревают немного выше температуры плавления. Некоторые виды металлов можно расплавить и залить в формы в домашних условиях, например аллюминий.Давление в оборудовании зависит от используемого металла и сложности формы готового изделия.

Металлы, обладающие хорошей текучестью, могут заливаться в формы без дополнительного давления.  Если металл успевает схватиться значительно раньше, чем заполнит все промежутки формы, то используют дополнительное оборудование для нагнетания давления.

Отливка ограничена: — по сложности конфигурации, так как при отделении отливки от литейной формы могут происходить повреждения. 

— по толщине, так как расплав равномернее затвердевает, если изделие тонкое.

3.6 Иные (#Литье металлов_иннов_иныетребования)

 — Осадка при охлаждении.
Чаще всего применяют сплавы на основе алюминия, цинка, меди и олова-свинца (литье цветных металлов).

Температура плавления у них сравнительно невелика, а потому достигается очень высокая технологичность всего процесса. Кроме того, у этого сырья сравнительно маленькая осадка при охлаждении.

Это означает, что можно производить детали с очень незначительными допусками, что при выпуске современной техники чрезвычайно важно. 

3.7 Постобработка(#Литье металлов_иннов_обработка)

После получения отливки под давлением в большинстве случаев не требуется последующая механическая обработка, так как обеспечивается высокая точность размеров готового изделия и высокое качество поверхности.

При литье в формовочные смеси пескоструйными или шлифовальными машинами с готового изделия снимается окалина и приставшая формовочная смесь.  При литье металлов под давлением:

• точные размеры литого изделия (3—7 классы точности);
• минимальная потребность в механической обработке изделия.
• Низкая пористость изделия
• Высокая плотность изделия

Глянцевая/матовая — оптические свойства готовой детали зависят от металла и способе литья.

4.3. Тепло/электро проводность (#Литье металлов_иннов_проводимость)

Электропроводность зависит от используемого металла, теплопроводность высокая.

4.4. Тактильные (#Литье металлов_иннов_тактильность)

Высокое качество поверхности (5—8 классы чистоты для алюминиевых сплавов)

4.5. Внешние признаки применяемой технологии (#Т_иннов_признаки)

Часто особенно на дешевых изделиях видно линию разъема формы, также могут быть видны следы толкателей. Также на детали можно увидеть место, где был литник.

4.6. Иные (#Литье металлов_иннов_иныехарактеристики)

Изделия могут быть массой от десятков граммов до десятков килограммов. 

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.

Применение технологии

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:

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.

Ключевые особенности:

• 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.

Ключевые особенности:

• 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:

1. 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.

2. Второй этап: смыкание пресс-формы.

3. 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.

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

5. 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 PetroferFormol.

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.

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:

• Процент брака

• Время цикла

• Опыт оператора

• Стабильность продукта

• Легкость в переносе

• Применяемый метод

• Действие замерзания/таянья

• Требования по технике безопасности

• Внутренние требования

• Состояние инструмента

• Требования к готовому продукту

• Моющая система

• Конструкция центральной системы

• Пенообразование, вязкость и запах

Состав и функции продуктов для литья под давлением

Стоит так же упомянуть, что у каждого типа продукта есть свои особенности, отвечающие различным технологическим требованиям:

• Масло: высвобождение изделия, смазка, смачивание, защита от коррозии

• Воск: высвобождение изделия и смачивание горячих зон

• Полисилоксан: высвобождение изделия в наиболее горячих местах

• Смолы: высвобождение изделия и смачивание в наиболее горячих местах

• Состав эмульгатора: способствует смешиванию масла в воде

• Биоциды/Фунгициды: защищают от микробов

• Пеногаситель: контролирует пенообразование

Смазки для плунжеров и поршней

Плунжер — это поршень или цилиндр, который толкает металл в форму. Плавное движение выталкивателей, пальцев литейного стержня и ползунов очень важно. Как правило, литейные смазки обеспечивают хорошее смазывание подвижных частей. Однако в некоторых случаях требуется дополнительное смазывание.

Наши смазки для выталкивателей образуют маслянистую плёнку даже на очень горячих поверхностях без образования отложений, способных накапливаться на пути скольжения.

Смазки и пасты для поршней линейка PETROFERPISTON-LUBRICANT это безграфитовые и графитосодержащие, в том числе водосмешиваемые, материалы для смазки поршней машин литья под давлением.

Обладают высокой износостойкостью, нанесение продуктов осуществляется капельно, распылением, либо кистью.

Современные требования к смазке для плунжеров:

• смазывание плунжера 

• низкое образование дыма

• экономическая эффективность

• легкость нанесения

Преимущества продуктов PETROFER:

• обеспечивают полное разделение  

• практически не образуют дыма

• возможна последующая покраска и плакировка

• обеспечивают чистоту рабочего места

• отсутствуют налипания на формах, стержнях, выходных отверстиях и подающих линий

• содержат эффективный пакет биоцидных добавок

• безопасны для окружающей среды

• хорошее соотношение цена-качество

Некоторые операции при литье под давлением предусматривают закалку отливок в ёмкости с водой сразу же после их извлечения из литейной машины для литья, чтобы быстро охладить изделие.

Присутствие воды, кислорода и металла, а также высокая температура создают условия для возникновения коррозии на поверхности отливки.

Наши полимерныезакалочные среды линеек AQUACOOL, AQUATENSID, FEROQUENCH предназначены для предотвращения этого процесса..