Войти
Отливка постоянной формы Отливка постоянной формы - это литье металла, в котором используются многоразовые формы («постоянные формы»), обычно изготавливаемые из металла. Самый распространенный процесс использует гравитацию для заполнения формы, однако также используются давление газа или вакуум. Вариант типичного процесса литья под действием силы тяжести, называемый литье из шлама, позволяет получать полые отливки. Обычные литейные металлы - это сплавы алюминия, магния и меди. Другие материалы включают сплавы олова, цинка и свинца, а также железо и сталь, которые также разливаются в формах из графита..
Типичными изделиями являются такие компоненты, как шестерни, шлицы, колеса, корпуса шестерен, трубы. фитинги, корпуса для впрыска топлива и автомобильные двигатели поршни.
Существует четыре основных типа постоянное литье в формы: гравитационное, шламовое, низкое давление и вакуум.
Процесс гравитации начинается с предварительного нагрева формы до 150–200 ° C (300–400 ° F), чтобы облегчить течение и уменьшить термическое повреждение отливки. Затем полость формы покрывается огнеупорным материалом или материалом, который предотвращает прилипание отливки к форме и продлевает срок ее службы. Затем устанавливаются любые песчаные или металлические стержни и форма закрывается зажимом. Расплавленный металл затем заливается в форму. Вскоре после затвердевания форму открывают и снимают отливку, чтобы уменьшить вероятность горячих разрывов. Процесс затем начал все сначала, но предварительный нагрев не требуется, так как тепло от предыдущего литья адекватно и огнеупорное покрытие должно продолжаться несколько отливок. Поскольку этот процесс обычно выполняется на крупногабаритных заготовках, используется автоматическое оборудование для нанесения покрытия на форму, разливки металла и удаления отливки.
Металл разливается при минимальной практической температуре, чтобы минимизировать трещины и пористость. Температура заливки может сильно варьироваться в зависимости от материала отливки; например, цинковые сплавы разливают при температуре около 370 ° C (698 ° F), а серый чугун разливают при температуре около 1370 ° C (2500 ° F).
Формы для литья процесс состоит из двух половин. Литейные формы обычно изготавливают из серого чугуна, поскольку он имеет примерно наилучшую устойчивость к термической усталости, но другие материалы включают сталь, бронзу и графит. Эти металлы выбраны из-за их устойчивости к эрозии и термической усталости. Обычно они не очень сложные, потому что форма не имеет возможности складывания для компенсации усадки. Вместо этого форма открывается, как только отливка затвердевает, что предотвращает горячие разрывы. Могут использоваться стержни, которые обычно изготавливаются из песка или металла.
Как указано выше, кристаллизатор нагревается перед первым циклом литья, а затем используется непрерывно, чтобы поддерживать однородность температура по возможности во время циклов. Это снижает термическую усталость, облегчает течение металла и помогает контролировать скорость охлаждения отливочного металла.
Вентиляция обычно происходит через небольшую трещину между двумя половинками формы, но если этого недостаточно, тогда очень маленькие вентиляционные отверстия используются. Они достаточно малы, чтобы выходить воздух, но не расплавленный металл. Также необходимо предусмотреть переходник для компенсации усадки. Обычно это ограничивает выход материала менее 60%.
Механические выталкиватели в форме штифтов используются, когда покрытия недостаточно для удаления отливок из форм. Эти штифты размещаются по всей форме и обычно оставляют небольшие круглые отпечатки на отливке.
Сглаженная отливка представляет собой вариант непрерывного литья под давлением для создания полой отливки или полой отливки. В процессе материал выливается в форму и охлаждается до тех пор, пока в форме не сформируется оболочка из материала. Затем выливают оставшуюся жидкость, чтобы получилась полая оболочка. Полученная отливка имеет хорошую детализацию поверхности, но толщина стенок может варьироваться. Этот процесс обычно используется для отливки декоративных изделий, например подсвечников, оснований ламп и скульптур, из низкоплавких материалы. Похожая техника используется для изготовления полых шоколадных фигурок для Пасхи и Рождества.
. Этот метод был разработан Уильямом Британией в 1893 году для производства свинцовой игрушки. солдаты. Он использует меньше материала, чем цельное литье, и в результате получается более легкий и менее дорогой продукт. В полых литых фигурах обычно есть небольшое отверстие, через которое вылилась лишняя жидкость.
Аналогичным образом, процесс, называемый формованием слякоти, используется в производстве автомобильных приборных панелей для интерьеров мягких панелей с искусственной кожей, где свободно течет Порошковый пластиковый компаунд (который ведет себя как жидкость) из ПВХ или ТПУ заливается в горячую полую форму, и образуется вязкая пленка. Затем сливают излишки слякоти, форму охлаждают, и формованное изделие удаляют.
Схема процесса отливки постоянной формы при низком давлении Постоянная форма низкого давления (LPPM) отливка использует газ под низким давлением, обычно от 3 до 15 фунтов на квадратный дюйм (от 20 до 100 кПа), чтобы протолкнуть расплавленный металл в полость формы. Давление прикладывают к верхней части бассейна жидкости, которая заставляет расплавленный металл вверх огнеупорной разливочной трубы и, наконец, в нижней части литейной формы. Разливочная труба проходит до дна ковша, поэтому загружаемый в изложницу материал является исключительно чистым. Подъемники не требуются, потому что приложенное давление заставляет расплавленный металл компенсировать усадку. Выход обычно превышает 85%, потому что нет стояка, и любой металл в разливочной трубе просто падает обратно в ковш для повторного использования.
Подавляющее большинство отливок LPPM производится из алюминия и магния, но некоторые из них - из меди. сплавы. Преимущества включают очень небольшую турбулентность при заполнении формы из-за постоянного давления, что минимизирует пористость газа и образование окалины. Механические свойства примерно на 5% лучше, чем у отливок в постоянную форму под действием силы тяжести. Недостатком является то, что продолжительность циклов больше, чем у отливок в постоянных формах под действием силы тяжести.
Отливка в постоянные формы под вакуумом сохраняет все преимущества литья LPPM, а также сводит к минимуму растворенные газы в расплавленном металле а чистота расплавленного металла еще лучше. Этот процесс позволяет обрабатывать тонкостенные профили и дает отличную поверхность . Механические свойства обычно на 10-15% лучше, чем у отливок в постоянные формы под действием силы тяжести. Вес процесса ограничен от 0,2 до 5 кг (от 0,44 до 11,02 фунта).
Основными преимуществами являются многоразовая форма, хорошее качество поверхности, хорошая точность размеров и высокие темпы производства. Типичные допуски составляют 0,4 мм для первых 25 мм (0,015 дюйма для первого дюйма) и 0,02 мм для каждого дополнительного сантиметра (0,002 дюйма на дюйм); если размер пересекает линию разъема , добавьте дополнительные 0,25 мм (0,0098 дюйма). Типичная шероховатость поверхности составляет от 2,5 до 7,5 мкм (100–250 мкм) RMS. Требуется уклон от 2 до 3 °. Толщина стенок ограничена от 3 до 50 мм (от 0,12 до 1,97 дюйма). Типичные размеры деталей составляют от 100 г до 75 кг (от нескольких унций до 150 фунтов). Другие преимущества включают легкость индуцирования направленного затвердевания путем изменения толщины стенок формы или путем нагрева или охлаждения частей формы. Высокие скорости охлаждения, создаваемые при использовании металлической формы, приводят к более мелкой зернистой структуре, чем отливка в песчаные формы. Выдвижные металлические стержни можно использовать для создания поднутрений при сохранении быстродействия формы.
Есть три основных недостатка: высокая стоимость инструмента, ограниченная металлами с низкой температурой плавления, и короткая форма жизнь. Высокая стоимость инструментов делает этот процесс неэкономичным для небольших производственных партий. Когда этот процесс используется для литья стали или чугуна, срок службы формы очень короткий. Для металлов с более низкой температурой плавления срок службы пресс-формы больше, но термическая усталость и эрозия обычно ограничивают срок службы до 10 000 - 120 000 циклов. Срок службы формы зависит от четырех факторов: материала формы, температуры заливки, температуры формы и конфигурации формы. Формы из серого чугуна могут быть более экономичными в производстве, но имеют короткий срок службы. С другой стороны, формы из инструментальной стали H13 могут иметь срок службы в несколько раз больше. Температура разливки зависит от металла отливки, но чем выше температура разливки, тем короче срок службы формы. Высокая температура разливки также может вызвать проблемы с усадкой и увеличить время цикла. Если температура пресс-формы слишком низкая образуются неправильные прогоны, но если температура пресс-формы слишком высока, то время цикла увеличивается, а эрозия пресс-формы увеличивается. Большие различия в толщине сечения в форме или отливке также могут снизить срок службы формы.
