Изготовление отливок под давлением на машинах с горячей камерой прессования

Каждый тип машин ЛПД имеет свои преимущества и недостатки

Машины с горячей камерой прессования. Преимущества:

• высокая автоматизация процесса (отсутствует операция дозирования металла);

• высокая производительность;

• уменьшение численности рабочих (один рабочий обслуживает несколько машин);

•высокая стабильность технологических парамет­ров;

• улучшение условий труда.

Недостатки:

• быстрое изнашивание камеры прессования и прессующего поршня;

• меньшая плотность отливок вследствие меньшей мощности прессования;

• ограничение низкотемпературными сплавами (Sb, Pb, Sn, Zn).

Машина с горизонтальной горячей камерой прессования

Состоит из механизма запирания пресс-форм, механизма прессования, гидравлического привода и системы управления. Во многих случаях машины оснащены системой для автома­тического смазывания пресс-формы.

Механизм запирания должен обеспечивать надежное соедине­ние половин пресс-формы, чтобы не было ее самопроизвольного раскрывания, исключать возможность прорыва расплава по плос­кости разъема во время подпрессовки. Наиболее распространены рычажные механизмы запирания.

Рабочая жидкость поступает в гидроцилиндр , посредством которого перемещается система рычагов до соединения поло­вин пресс-формы . В конечном положении рычажная система ме­ханизма запирания должна обеспечивать требуемое усилие запи­рания пресс-формы в соответствии с паспортом машины. Это уси­лие зависит от размеров пресс-формы, поэтому при ее смене не­обходимо регулировать положение плиты , рычажной системы, подвижной плиты крепления и полуформы относительно второй половины формы и неподвижной плиты механизмом настройки . Такая регулировка требуется и в процессе работы литейной ма­шины, так как в результате разогрева наряду с толщиной пресс-формы изменяются размеры колонн, плит, рычажной системы и других деталей литейной машины, определяющих усилие за­пирания. На современных машинах усилие запирания контроли­руется специальными датчиками и может регулироваться авто­матически.

Механизм прессования имеет гидроцилиндр, на штоке кото­рого крепят пресс-поршень . Механизм прессования должен раз­вивать усилие, требуемое для получения качественной отливки. Усилие должно создаваться в заданные моменты процесса запрес­совки расплава, это обусловлено особенностями движения рас­плава и процесса формирования отливки при литье под давлени­ем. Для обеспечения требуемой скорости пресс-поршня и закона ее изменения во время рабочего хода механизма прессования слу­жит аккумуляторная установка высокого давления, представляю­щая собой газовый баллон и разделитель сред. Поршневой разделитель, как и разделитель другого типа, должен исключать растворение азота в рабочей жидкости гидросистемы. Аккумуляторная установка соединена с насосом через обратный клапан, который препятствует снижению давления в аккумуляторе при падении давления в гидросистеме литейной машины, например в результате срабатывания механизма запирания, перед запрессовкой аккумуляторная установка должна быть полностью заряжена и рабочая жидкость в ней должна находиться давлением газа (чаще азота), достаточным для обеспечения необходимого усилия прессования. В момент прессования жидкость аккумуляторной установки поступает в поршневую полость гидроцилиндра механизма прессования, под действием ее происходит перемещение пресс-поршня, а следовательно, и запрессовка

шва в пресс-форму.

Различают три фазы в процессе запрессовки расплава.

В первой фазе пресс-поршень движется с небольшой (0,05... 0,5 м/с) скостью, при этом воздух должен вытесняться из пресс-камеры в заливочное окно. Эту скорость стремятся поддержать на таком уровне, чтобы расплав не выплескивался из заливочного окна, воздух и газы спокойно вытеснялись из свободного объема камеры прессования в атмосферу.

Во второй фазе пресс-поршень движется со скоростью 1,5...7 м/с, обеспечивающей требуемую по технологии скорость впуска расплава в полость пресс-формы длительность ее заполнения. В третьей фазе, начало которой соответствует моменту окончания заполнения рабочей полости пресс-формы, проводится подпрессовка. В этой фазе прессовании давление в системе обычно в 2 -4 раза превышает давление в конце второй фазы прессования.

Повышение давления на затвердевающую отливку обеспечива­ется специальными мультипликатором 6. В момент окончания заполнения пресс-формы шток мультипликатора 6 выдвигается в поршневую полость основного цилиндра 5 механизма прессования, увеличивая в ней давление рабочей жидкости, а соответственно, и давление на расплав в камере прессования. Важным условием передачи давления на затвердевающую отливку является быстрота действия мультипликатора. Повышенное давление должно передаться на прессующий поршень и далее на расплав за время, меньшее продолжительности затвердевания расплава в питателе. В противном случае расплав в питателе затвердеет и давление на затвердевающую отливку передаваться не будет.

Работают в более благоприятных условиях, чем в машинах с горячей камерой

15.Литье под низким давлением.

Заливка формы осуществляется благодаря созданию избыточного давления не более 0,5МПа над поверхностью расплава в тигле установки.

Установки для литья под низким давлением обычно состоят из механизмов сборки и разборки формы, отделения отливок от формы и стержней (по существу элементы кокильной машины), агрегата заливки (печи-металлораздатчика), гидравлической, пневматической и электрической систем управления.

Металлораз­датчик установки (это -герметизированная электропечь с заливочной горловиной) - На раме печи расположена плита с металлопроводом .К низу плиты подвешен свод печи с нагревателями, а сверху установлена нижняя полуформаВерхняя половина формы кре­пится в пазах подвижной траверсы

Металлопровод погружают в расплав таким образом, чтобы его конец не доходить до дна тигля на 40...60 мм. Воздух или инертный газ под давлением до 0,05 МПа через систему регулирования поступает по трубопроводу внутрь камеры установки и давит на зеркало расплава. Вследствие разности давления в камере установки и атмосферного давления расплав поступает в форму снизу через металлопровод со скоростью, регулируемой давлением в камере установки. По окончании заполнения формы давление в системе можно увеличивать до конца затвердевания отливки, после чего автоматически открывается клапан соединяющий камеру установки с атмосферой. Давление воздуха в камере снижается до атмосферного и незатвердевший расплав из металлопровода сливается в тигель. После охлаждения отливки до заданной температуры форма раскрывается, отливка выталкивается

Литье под низким давлением применяется и самостоятельно, и как дополнение к другим способам литья в качестве эффективго метода автоматического заполнения формы жидким металлом. В последнем случае удобство способа связано с отсутствием необходимости герметизации формы. Его используют для получения отливок в песчаные, металлические и графитовые формы.

Самостоятельно способ литья под низким давлением используют чаще для литья в кокиль , так как процесс сборки кокиля легче автоматизировать.

Способ литья под низким давлением характеризуется следуюми основными преимуществами, определяющими области его распространения и конструктивные особенности установок:

1. управление гидродинамическими-параметрами течения металла позволяет заполнить форму с минимальными потерями теплоты, что особенно важно для сложных тонкостенных крупногаритных отливок. Заполняемость форм возрастает в 1,3—1,5 раза;

2. при подводе металла в наиболее массивные части отливок питаниание их в процессе кристаллизации осуществляется через металлопровод, что позволяет упростить конструкцию ЛПС, сократить расход жидкого металла на нее,тк отсутствует необходимость устанавливать прибыли;

3. избыточное давление в сплаве после заполнения формы улуч­шает условия питания кристаллизующихся слоев как в тонких так и в массивных сечениях отливки, увеличивает скорость затвердевания металла благодаря интенсификации теплообмена его с формой. Это способствует повышению плотности, измельчению структуры металла отливок. Прочность металла может возрастать на 15...25%, пластичность в 1,5 -2 раза;

4. подача металла в форму снизу обеспечивает ее плавное за­полнение, уменьшение развития эффектов разбрызгивания и пе­ремешивания металла, способствующих его окислению и захвату воздуха;

5. уменьшается возможность окисления металла в печи и ис­ключается вероятность попадания в форму шлака и флюса с зер­кала расплава, так как металл поступает в форму с глубинных слоев ванны печи;

6. полностью решена проблема автоматизации процесса залив­ки литейной формы жидким металлом;

7. низкие в сравнении с литьем под давлением скорости тече­ния металла при заполнении формы позволяют использовать как металлические, так и разовые элементы формы из других менее прочных материалов, что накладывает меньше ограничений на конструктивное оформление отливок;

8. повышенная скорость затвердевания и охлаждения отливок сокращает в 1,5 раза время выдержки отливки в металлической форме по сравнению с литьем в кокиль, что увеличивает произ­водительность установок.

Наряду с указанными преимуществами способ литья под низ­ким давлением имеет недостатки, в числе которых:

1, невысокая стойкость части металлопровода, постоянно погруженной в рас­плав ( затрудняет использование способа для таких сплавов с высокой температурой плавления - чугун и сталь);

2, сложность регулирования скорости потока расплава в форме, вызванная ско­ротечностью операции и динамическими процессами, происхо­дящими в установке при заполнении ее камеры воздухом;

3, воз­можность изменения свойств сплава при длительной выдержке его в печи установки.

Основную долю продукции литья под низ­ким давлением составляют отливки из алюминиевых сплавов. Минимальная толщина стенок отливок из алюминиевых сплавов, полученных этим способом, равна 1,5 мм, средняя толщина для крупных отливок — 3...6 мм. Для медных сплавов минимальная толщина стенок отливок — 3 мм.