Литьем металлов под давлением называют такой способ изготовления отливок из различных сплавов, при котором пресс-форма заполняется сплавом под давлением в 7 – 700 МПа и с большой скоростью. Такой способ литья чаще всего применяется для изготовления изделий из сплавов на основе магния, меди, алюминия, цинка, а также сплава олово-свинец и других цветных металлов, в силу их довольно низкой температуры плавления, а также для некоторых марок стали. Литье металлов под давлением используют для получения различных деталей сантехнического оборудования, алюминиевых блоков двигателя, деталей для карбюраторов и других изделий. При этом вес изделия на выходе может колебаться от нескольких десятков грамм, до десятков килограмм.
Весь процесс происходит на специальном оборудовании – линейных машинах, оборудованных камерами прессования, как холодной, так и горячей. Оформляющая полость пресс-формы совпадает с наружной поверхностью отливки. При этом учитываются факторы, которые влияют на точность в исходных размерах. Кроме этого, в форму входят выталкиватели и подвижные стержни, которые образуют внутреннюю полость отливки.
Получая отливку на литейных машинах, используя холодную камеру для прессования, определенное количество сплава загружается вручную или используя дозатор в камеру для прессования. По литниковым каналам сплав направляется, при помощи специального прессующего поршня в оформляющую полость. Пресс-форма при этом плотно закрыта. Остаток сплава, который не попал в форму остается застывать в камере прессования, а позднее удаляется, как пресс-остаток. После застывания сплава пресс-форму вскрывают, удаляют подвижные стержни, а сама отливка выталкивается из формы специальными выталкивателями.
Получая отливку на литейных машинах, используя горячую камеру для прессования, сплав самотеком из тиля печи направляется в камеру прессования. Когда вся камера заполняется сплавом, срабатывает АУ или реле времени, которое настраивают досрочно на необходимый интервал. При этом поршень давит на еще не успевший застыть сплав, в результате чего он через специальный мундштук и литниковую втулку под высоким давлением попадает по литниковый каналам в формирующую полость формы, где сплав кристаллизуется.
Спустя определенное время, за которое успевает сформироваться отливка, поступает сигнал с автоматического устройства на раскрытие пресс-формы. После этого выталкивателем отливка удаляется из формы. У отливок обрезают или отрубают облой или заливы. После этого отливки очищают на специальном оборудовании или в ручную. При необходимости производят термообработку.
Для литья металлов под давлением характерна высокая скорость, с которой происходит прессование, а также высокое удельное давление на сплав, которая находится в пресс-форме. При этом качество получаемых отливок зависит от нескольких конструктивных и технологических факторов. Например, от выбора состава сплава, сложности конструкции самой отливки, вентиляционной и литниковой систем, стабильности температур сплава и пресс-формы и других немаловажных факторов.
Литье металлов под давлением обеспечивает высокую точность размеров изделия (относят к 3-7 классам точности), отличную производительность, качество поверхностей (если отливка массой до 45 кг, то показатели относят к 5-8 классам чистоты) и высокую четкость рельефа. Производительность оборудования: 1-50 заливок в минуту. При применении многогнездовых форм при литье на одну заливку может приходиться от 20 и более деталей.
С помощью данного способа литья изготавливают:
- комплектующие для оргтехники (компьютеры) и бытовой техники (телефоны, пылесосы и стиральные машины);
- комплектующие для печатных станов;
- детали автомобилей (части двигателя, карбюратора, в том числе алюминиевые блоки);
- различные детали для сантехнического оборудования.
Технический процесс литья разделяют на несколько стадий.
Пресс-форма или летейная форма, как правило, изготавливается из стали. Учитывая искажения размеров, выбирается и оформляющая плоскость пресс-формы. Кроме этого пресс-форма имеет подвижные металлические стержни и выталкиватели, которые и образуют внутренние полости изделия.
Существует два вида летейных машин: с холодной и горячей камерой прессования. В первом случае чаще всего используются медные, магниевые и алюминиевые сплавы. Литье в данном случае происходит под давлением от 700 до 35 МПа. Во втором случае – при использовании литейных машин с горячей камерой – берут сплавы на основе цинка. Камера при этом сама находится в расплаве, и он, при довольно слабом движении поршня и давлении, загружается в пресс-форму.
