Что такое литье под давлением

Литье под низким давлением

Изготовление металлических предметов путем литья известно человечеству несколько тысячелетий. Все это время расплав стекал в форму под действием земного притяжения.

Схема литья под низким давлением

В середине ХХ века был изобретен и запатентован новый метод литья, суть которого состоит в подаче расплава в форму и его остывания под низким избыточным давлением воздуха. Метод применяется для изготовления деталей из цветных металлов, их сплавов и пластмасс.

Виды литья под давлением

Литье металлов под низким давлением

Литье под низким давлением завоевало заслуженную популярность в цветной металлургии. Большая часть деталей малых, средних и больших серий для многих отраслей промышленности получают этим способом.

Установка для литья под низким давлением

Традиционное литье цветных металлов и их сплавов сохраняет свои позиции при изготовлении украшений, скульптур и микросерийных изделий.

Литье пластмасс под давлением

Литье из пластмасс возникло практически сразу после внедрения метода литья из металлов и стало широко использоваться. 95 % всех деталей, получаемых из пластиков, изготавливаются способом литья. Разработано и широко применяется несколько способов литья из пластмасс:

• Инжекционный. Наиболее употребляемый способ, характеризуется высоким давлением и скоростью впрыскивания материала в форму. Применяется для изделий сложной геометрии, с тонкими или толстыми стенками.
• Интрузивный. Избыточное давление невысоко, первоначальный объем впрыскиваемого материала меньше объема формы. Материал продолжает расширяться в форме и заполняет ее. Применяется для отливок несложной формы и с низкой детализацией поверхности.
• Инжекционно-прессовый. Используется для изделий с большой поверхностью. Давление на расплав, кроме усилия подачи, производится также и за счет смыкания частей формы.

Литье под высоким давлением

Метод применяется как в черной, так и в цветной металлургии и позволяет получать наиболее точные и однородные отливки. Метал под высоким напором поступает в форму со скоростью до 120 м/с. и мгновенно заполняет форму.

Литье под высоким давлением

Деталям, полученным литьем под давлением металлов, практически не требуется финишная механическая обработка. Таким методом можно отливать детали практически любой конфигурации, с тонкими стенками, с готовыми отверстиями и даже с готовой резьбой.

Инжекционное литье

Инжекционный метод от обычного литья под давлением тем, что металл попадает в матрицу в виде порошка, смешанного со связующим веществом. Формы делают из высокопрочных сталей. Высокая текучесть смеси позволяет заполнить мельчайшие детали рельефа форм самой сложной конфигурации, включающих внутренние полости.

Инжекционное литье металлов

Первичные или так называемые «зеленые» отливки подвергают температурному воздействию, вызывая спекание металлического порошка и удаляя связующие вещества. В результате получают конечные, или «коричневые» отливки.

Достоинством этого метода является высокая точность поверхности, делающая ненужной дополнительную механическую обработку или сводящую ее к минимуму.

Другим преимуществом является высочайшая физико-химическая однородность отливки, что обуславливает ее высокую прочность и низкий износ.

Технология литья под низким давлением

Установка для литья низкого давления это сложный и глубоко автоматизированный производственный комплекс, с самым низким количеством ручных операций.

Комплекс находится в герметичной камере и включает в себя:

• тигель для расплавления шихты;
• опускаемый в тигель металлопровод;
• форму с каналами подачи расплава и системой газоотведения;
• трубопроводы для наддува воздуха или инертного газа;
• автоматика регулирования температуры и давления.

Избыточное низкое давление заставляет жидкий металл подниматься вверх по опущенному в расплав металлопроводу и заполнять собой все полости формы.

По окончании заливки остатки металла стекают обратно в тигель и не расходуются впустую на заполнение литниковой системы. После остывания отливки до заданной температуры газы через системы фильтрации выпускают в атмосферу.

Нахождение вредных для здоровья людей веществ внутри герметичного объема и их фильтрация улучшают условия труда и общую экологичность производства.

Главными параметрами комплекса, определяющими производительность и производственные возможности, являются:

• рабочий объем герметичной камеры;
• площадь внутреннего сечения металлопровода;
• максимальное давление;

Особенности литья под давлением состоят в том, что по мере расходования расплава уровень его в тигле становится низким, соответственно увеличивается объем камеры и в ней снижается давление. Другой важной особенностью является возможность последовательного затвердевания отливки. Чтобы выдержать заданную скорость подачи расплава, необходима четкая работа систем автоматического поддержания ключевых параметров.

Смазки для литья под давлением, кроме создания разделительного слоя и препятствования образованию задиров, должны также способствовать высокому качеству поверхности, обеспечивать низкое количество случаев облоя и нагара и увеличивать ресурс пресс-формы.

Недостатки литья под низким давлением

К сожалению, кроме достоинств, методу низкого давления свойственен и ряд недостатков:

Характеристики литья под низким давлением

• Низкий ресурс металлопровода, контактирующего с жидким металлом. Это мешает применять метод для тугоплавких металлов и их сплавов.
• Сложность управления скоростью потока.
• Снижение уровня расплава в установке по ходу заливки его в формы.
• Достижение низких физико-химических свойств сплава из-за долгого пребывания в тигле. Это может привести к дефектам литья под давлением.
• Общая сложность наладки и использования системы.

Участок литья под низким давлением

Недостатки метода с лихвой окупаются его преимуществами:

• Автоматизация заливки металла.
• Низкая трудоемкости заливки, особенно важна автоматизация работ во вредных условиях труда.
• Возможность управлять скоростью истечения расплава, оперируя наддувом воздуха или нейтрального газа. Это позволяет повысить заполняемость форм для отливки тонкостенных изделий.
• Повышение качества отливок за счет повышения однородности изделия.
• Экономия использования металла от 30% до 3 раз. Достигается за счет возврата жидкого расплава в тигель.

Исходя из финансовых исследований, в среднем по отрасли инвестиции в переход на метод литья под низким давлением возвращаются за полгода — год.

Формы для литья под давлением

Популярны среди производителей металлические формы, или кокили. Их делают из жаропрочного чугуна или стали, металлопровод — из титанового сплава. Кокили для небольших деталей изготовляют методом отливки или, если нужна большая точность — путем фрезерования.

Особое внимание необходимо уделять точности совпадения частей кокилей, поскольку им придется выдерживать повышенное давление. Литье в кокили применяют для производства серийных отливок. Стальные и чугунные формы выдерживают до 300 рабочих циклов.

Весьма важно периодически проверять состояние кокилей, чтобы свести к минимуму риск брака или даже повреждения оборудования вследствие разрушения формы.

Форма для литья под давлением

Применяют также и одноразовые формы на основе песчано-глиняных смесей, керамические и гипсовые. Для литья деталей сложной конфигурации, в том числе с внутренними полостями, применяют традиционные стержневые системы.

Стержни должны быть высокопрочными, чтобы успешно противостоять деформациям при наполнении формы расплавом.

Формовочные смеси должны обязательно иметь низкую сопротивляемость прохождению газов, чтобы обеспечить своевременное их отведение и добиться низкого уровня дефектов литья.

Электрическое оборудование для литья под давлением преимущества и недостатки

К электрооборудованию для литья под низким давлением, прежде всего, относятся плавильные печи, предназначенные для нагрева тигля. Они монтируются на стальных рамах и снабжены нагревательными спиралями из высокоомных сплавов, заключенными в керамические трубки. Печь также оборудована датчиками температуры и системой регулирования нагрева.

Машина для литья под давлением

Основным преимуществом электрической печи перед газовыми или мазутными печами являются

• простота конструкции;
• легкость регулировки;
• простота подключения к системам автоматике;
• низкая пожароопасность.

В качестве недостатка можно отметить высокую по сравнению с топливными печами стоимость ресурса в расчете на ту же массу расплавляемого металла. Разница становится заметной при больших партиях и соответственно при большой суммарной массе отливок.

Система нагнетания воздуха (или инертного газа) обычно делается электрической.

Общая тенденция в производстве оборудования

Применение литья металлов под давлением

Преимущества метода обуславливают его широкое применение на предприятиях самого разного профиля.

Большое число хорошо зарекомендовавших себя на рынке производителей предлагают литейные комплексы под ключ и предоставляют услуги по монтажу, наладке и обслуживанию оборудования, а также по обучению персонала.

Аэрокосмическая область применения литья под давлением

Литье под низким давлением применяют в следующих отраслях:

• Аэрокосмическая. Детали самолетов и космической техники.
• Автостроительная. Блоки цилиндров, корпуса и детали карбюраторов, масляных и топливных насосов, гидравлики, кондиционеров и т.п.
• Производство бытовой техники. Рамы и корпуса, детали и агрегаты.
• Приборостроение. Корпуса и шасси.
• Отопительные приборы.
• Производство компьютерной техники и смартфонов.

Сфера применения метода постоянно расширяется по мере совершенствования технологии и технического перевооружения действующих предприятий.

Новые предприятия цветной металлургии во многих странах мира оснащаются преимущественно комплексами литья под низким давлением.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/litejjnoe-proizvodstvo/lite-pod-nizkim-davleniem.html

Принципы литья под давлением

Чтобы сделать качественную отливку, недостаточно просто расплавить металл, перелить его в подготовленную заранее форму и дать остыть. Так получится изделие малой прочности, с неровными поверхностями. Чтобы этого избежать, применяется литье под давлением. Технология основана на использовании промышленного оборудования, которое создает рабочую среду для изготовления качественных отливок.

Сферы применения

Технологический процесс отливки под нагрузками позволяет получать отливки с высоким показателем прочности. Благодаря воздействию высокого давления из изделия выходят пузырьки воздуха, что положительно сказывается на механических свойствах материала. Применение данной технологии:

• изготовление карбюраторов для автомобилей;
• создание сантехнических деталей;
• изготовление частей для бытовых приборов.

Литье под нагрузками применяется при изготовлении деталей для компьютеров, различной электроники.

Преимущества и недостатки метода

Любой технологический процесс имеет как сильные, так и слабые стороны. Преимущества литья под давлением:

1. Изменение свойств отливки. Увеличиваются параметры прочности, твердости материала.
2. Возможность использовать формы для литья несколько раз подряд.
3. Улучшается качество поверхности изделия.
4. Высокая точность соблюдения установленных размеров отливок.
5. Возможность создания тонкостенных изделий (менее 1 мм).
6. Нет дополнительных процессов сборки, разборки, выбивки готовых деталей из форм.
7. Современное оборудование позволяет регулировать скорость поступления расплавленного металла.

Недостатки процесса:

1. Конструкции для заливки быстро изнашиваются, если часто работать с высокими температурами.
2. Крайне сложно изготавливать изделия с отверстиями, выемками, полостями.
3. При охлаждении изделия получают внутреннее напряжение.
4. Нельзя создавать крупногабаритные заготовки, поскольку оборудование ограничено по мощности.

Работая с машинами для литья под давлением, нельзя забывать, что по этой технологии материал набирается воздушных вкраплений. Это ухудшает его прочность, способствует быстрому разрушению. Избавиться от пузырьков воздуха можно увеличивая нагрузки. Однако для этого нужно мощное оборудование.

Оборудование

Когда выполняется технологический процесс, применяется два вида машин для литья под давлением:

1. С горячей камерой. Используются для создания отливок из металлов, которые плавятся от температуры до 450 градусов по Цельсию. Конструкция устроена так, что во время рабочего хода поршня, через который передаётся давление, расплавленный металл сам заполнят пресс-форму. Когда она заполняется до краёв, срабатывает датчик, передающий сигнал на поршень. Он начинает движение вниз. После кристаллизации материала форма раскрывается автоматически. Подвижные механизмы выталкивают отливку наружу. Оборудование работает при сложных условиях. Из-за этого часто выходят из строя разные детали станка.
2. Машины с холодными камерами. Нагнетают небольшое давление (до 100 МПа). Мастер должен залить расплавленный материал в камеру, которая предназначена для прессования. Далее под воздействием нагрузок будущее изделие направляется к пресс-форме. Металл кристаллизуется. После этого подвижные элементы открывают конструкцию для застывания. Из заготовки удаляется стержень, после которого остаётся свободная полость. Пресс выталкивает изделие наружу.

Машины с холодными камера не позволяют получать тонкостенные детали из-за быстро охлаждения материала.

Машина для литья под давлением

Технический процесс

Литье металлов под давлением имеет несколько этапов, которые должны следовать строго друг за другом. Если технология будет нарушена, результат не будет соответствовать норме. Этапы проведения работ:

1. Изготавливается форма для создания отливок.
2. Она закрепляется на машине.
3. Металл расплавляется и подаётся в камеру для прессования.
4. Под воздействием возрастающих нагрузок, он на высокой скорости переливается в пресс-форму.
5. Далее материал кристаллизуется, одновременно на него начинает воздействовать рабочий поршень.
6. Когда изделие будет готово, удерживающая конструкция автоматически открывается. Подвижные элементы выдавливают детали из машины.

Автоматизированное оборудование требует от мастера контроля за подвижными элементами, проверки заготовок. Изготовление конструкций для создания отливок сложной формы требует точного составления чертежа, использования высокопрочных сплавов, металлов. Они должны выдерживать нагрузку, превышающую 500 МПа.

Литье под давлением — технология, позволяющая изготавливать металлические изделия с тонкими стенками. Применяется в разных отраслях промышленности. Важно знать основные этапы технологического процесса, учитывать используемый материал, возможность оборудования. Высокие нагрузки могут вывести машину из строя, испортить структуру металла.
машина литья под давлением

Принципы литья под давлением Ссылка на основную публикацию

Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/lityo/pod-davleniem

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.

Перед смыканием пресс-формы, контактирующие с расплавленным металлом поверхности, покрывают разделительной смазкой.

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. Возрастает опасность приваривания заливаемого металла к оборудованию, из-за этого может повредиться деталь при выталкивании. Всё это приводит к быстрому износу пресс-формы.

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. При повышении усилия сжатия уменьшается количество бракованных изделий, растёт чистота поверхности металла, повышается качество отливок.

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.

Источник: https://prompriem.ru/litejnoe-proizvodstvo/pod-davleniem.html

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:

а — холодной горизонтальной;б — холодной вертикальной;в — горячей;

1 — плита крепления подвижной части формы;2 — выталкиватели;3 — подвижная матрица формы;4 — полость формы (отливка);5 — неподвижная матрица формы;6 — камера прессования;7 — прессующий поршень;8 — пресс-остаток;9 — тигель нагревательной передачи;10 — обогреваемый мундштук.

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.

Источник: https://petrofer.ru/articles/tekhnicheskie-stati/lite-metallov-pod-davleniem/

Технология литья пластика под давлением: просто о сложном

Литье пластмасс под давлением – это технологический процесс изготовления изделий, при котором жидкий пластик впрыскивается под давлением в металлическую пресс форму, равномерно распределяется по ней и застывает.

Это самый распространенный метод крупносерийного изготовления пластиковых изделий. Процесс литья под давлением требует сложного оборудования и серьезной технической подготовки.

Однако под контролем опытных специалистов затраты оправдывают себя, и на выходе получается изделие отличного качества.

Сферы применения технологии литья под давлением

При помощи данного метода можно произвести практически любое пластиковое изделие. При этом нет никаких ограничений по величине или количестве деталей. Вот неполный список того, что можно произвести при помощи технологи литья под давлением:

• корпуса для радиоэлектронного оборудования;
• комплектующие автомобилестроения;
• пластиковые крышки и колпачки;
• корпуса для медицинского оборудования;
• детали бытовых приборов;
• детские игрушки;
• пластиковые упаковки и т.д.

Преимущества использования технологии литья пластика под давлением

Многие производители выбирают более дешевый способ производства — литье в силиконовую форму. Однако часто такой выбор приносит еще большие денежные затраты и не гарантирует отличное качество.

Почему при изготовлении крупных партий рекомендуется выбирать именно литье под давлением?

1. Высокая точность готового изделия. Подача жидкого пластика под давлением позволяет ему равномерно распределиться по форме, заполняя даже самые мелкие отверстия.
2. Возможность получения детали любой сложности, в т.ч. с очень тонкими стенками. Для производства изделий изготавливается металлическая пресс-форма, конструкция которой учитывает все мелкие детали будущего изделия. В результате можно получить как простое, так и очень сложное изделие, с множеством отверстий и изгибов.
3. Минимальная потребность в механической обработке изделия. Чаще всего, готовый продукт не требует никакой обработки. Исключения составляют очень сложные изделия, однако и в этом случае доработки минимальны.
4. Неограниченное количествоготовых изделий. Металлическая пресс-форма, которая создается перед производством, прослужит очень долго, с ее помощью можно изготовить любое количество изделий.
5. Невысокая стоимость при условии изготовления крупной партии. Чем больше изделий будет изготовлено, тем дешевле будет стоимость одного экземпляра. Т.к. основной бюджет расходуется на этапе подготовительных работ, которые производятся всего один раз.

Вместе с тем, технология литья под давлением имеет свои недостатки: высокая стоимость подготовительных работ, и, соответственно, нерентабельность изготовления изделия в одном экземпляре или мелкой партии.

Основные этапы производства изделия методом литья под давлением

Процесс изготовление изделий из пластмассы методом литья под давлением включает в себя несколько этапов, которые можно разделить на две группы: подготовительные работы и непосредственно литье. Рассмотрим эти этапы чуть подробнее.

Подготовительные работы

1. Создание 3D–модели будущего изделия. Создать 3\D\-модель можно по чертежам, описанию или фотографии. Трехмерное моделирование осуществляется в специальной программе опытным специалистом.
2. Изготовление прототипа. После того, как создана и утверждена 3D-модель, можно создать прототип, т.е. образец будущего изделия. Чаще всего это делается при помощи 3D-печати. Прототип необходим для того, чтобы оценить и протестировать будущее изделие. Если были обнаружены какие-либо неточности, необходимо вернуться на первый этап и доработать 3D-модель.
3. Проектирование пресс-формы. Данный процесс осуществляется на основе 3D-модели будущего изделия. При проектировании важно учесть все мельчайшие детали и тонкости.
4. Изготовление пресс-формы. Готовая 3D-модель разбивается на несколько частей. Каждая часть изготавливается отдельно, после чего они собираются в пресс-форму.
5. Тестовая отливка. Далее с помощью готовой пресс-формы изготавливается первый экземпляр, который тщательно изучается и тестируется. Если были обнаружены неточности или изъяны, пресс-форма дорабатывается.

Подготовительные работы длятся от нескольких недель до нескольких месяцев. Однако это важный этап, на котором не стоит спешить, т.к. именно от него зависит качество  будущих изделий.

Процесс литья под давлением

1. Подача пластика в пресс-форму под давлением. Разогретый пластик подается в пресс-форму под высоким давлением.
2. Равномерное распределение пластика по пресс форме. За счет давления пластик равномерно распределяется по форме заполняя даже небольшие отверстия.
3. Охлаждение пресс-формы и затвердевание пластика. Время охлаждения зависит от нескольких параметров: типа пластика, температуры пресс-формы и т.д. Для небольших изделий это, как правило, несколько секунд.
4. Выдача готового изделия. После того, как форма остыла, она размыкается для выдачи готового изделия.

Стоимость изготовления изделия методом литья под давлением

Как правило, изготовление изделий данным способом требует серьезных финансовых вложений на этапе подготовительных работ. Однако чем больше штук будет произведено в будущем, тем меньше стоимость одного изделия. При этом качество остается высоким.

Цена производства рассчитывается индивидуально, исходя их всех особенностей изделия. От чего может зависеть конечная стоимость

1. Сложность изделия. Чем она выше, тем дороже будет пресс-форма, и соответственно, каждое изделие.
2. Тип пластика. Материал подбирается исходя из требований к конечному изделию.
3. Количество штук в партии. Чем их больше, тем дешевле каждое изделие, и др. значимые факторы.

Пример расчета стоимости для изготовления пластикового корпуса

Недавно компания KLONA выполняла заказ по производству пластиковых корпусов. Необходимый тираж 50000 штук.

После всех расчетов мы установили, что стоимость изготовления пресс-формы будет составлять 90000 грн. При этом цена одного экземпляра — 6 грн. (без учета подготовительных работ).

Таким образом, себестоимость одного изделия: 7,8 грн. Однако если заказчику в будущем будет необходимо произвести такие же изделия, цена будет ниже, т.к. нет необходимости проводить подготовительные работы.

В результате мы получили корпуса отличного качества по приемлемой цене.

Если у вас возникла необходимость изготовить пластиковые изделия, обратитесь в компанию КЛОНА. Мы подскажем вам оптимальный способ производства и поддержим на всех это этапах.

Источник: https://klona.ua/blog/liteynoe-proizvodstvo/tehnologiya-litya-plastika-pod-davleniem-prosto-o-slojnom

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.

В машине литья под давлением с горячей камерой прессования камера погружена в расплав, что позволяет поддерживать постоянную температуру пресс-формы, уменьшить перепады температур и повышенные тепловые нагрузки, что продлевает срок службы формы. Такие машины используются для литья под давлением алюминиевых, магниевых, медных сплавов. 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. 

Источник: https://alterozoom.com/documents/40596.html

PTL | Пластик Текнолоджиз | Производство изделий из пластика

sh: 1: —format=html: not found

Компания ООО «ПЛАСТИК-ТЕКНОЛОДЖИЗ» имеет 20 лет опыта работы с оборудованием и технологиями, основанных на использовании пластиков в пищевой, косметической, фармацевтической, электротехнической, автомобильной, строительной и других отраслях.
В 2017 году мы возвели собственный производственный комплекс в г.

Минске с подразделениями:- дизайнерского, проектно-конструкторского, оперативно-технологического, для разработки дизайнов и КД, оперативной обратной связи с заказчиками и организации техпроцесса; — инструментального по производству технологической оснастки (точная металлообработка), поддерживающего полный цикл для пресс-форм, штампов и приспособлений: от металлических заготовок до проведения испытаний, получения опытных образцов отливок (или пробных серий) и сдачи покупателям;- по выпуску серийной продукции: изделий из пластмасс;

— логистики: комплектации, упаковки и складирования.

Проектирование и изготовление пресс-форм для литья и выдува

Изготавливаем прессформы любой сложности для литьевого формирования полимеров, для экструзионно-раздувного формования, для выдува ПЭТ емкостей.
Наряду с изготовлением форм/оснастки произвольного назначения, мы имеем ряд специализаций, в которых саккумулирован многолетний опыт и обширное взаимодействие с нашими постоянными клиентами. В их числе:

Прессформы для литья под давлением

— преформы ПЭТ в широком диапазоне типов, масс и назначений;
— одноразовые столовые приборы (вилки, ложки, ножи, размешиватели);
— элементы укупорки (пробки, крышки, колпачки, ручки, клапаны, вспомогательные и декоративные элементы к ним);
— канцелярские товары (лотки вертикальные и горизонтальные, карандашницы, баночки и коробки для гуаши и акварельных красок;
— комплектующие для строительной отделки и декорирования (уголки и соединители для плинтуса ПВХ, заглушки, накладки и т.д.);
— корпусные детали произвольных конструкций, в том числе трансформируемых, для получения ассортиментного ряда на одной форме с применением формообразующих сменных частей.

Прессформы для раздува

— из преформ ПЭТФ (бутылки, в т.ч. с боковой приставной ручкой, банки, кеги и др.) для разлива и фасовки: воды, газированных напитков, пива, алкоголя, соков, молочных продуктов, уксуса, растительных масел, соусов, сиропов, мёда, сыпучих: чая, специй, соли, бытовой и автомобильной химии, техн.

жидкостей, моющих средств (кроме щелочных растворов), косметики, лаков-красок, лекарственных препаратов и т.д.;
— из полиэтилена, полипропилена и др.

, (флаконы, баночки, фляги, канистры всех типов) для разлива и фасовки: молока, кефира, кетчупа, майонеза, моющих и косметических средств, бытовой и авто-химии (включая щелочесодержащие растворы), кремов, машинных масел, красок и лаков, лекарственных препаратов, сыпучих продуктов и пр.

Поставки оборудования

Поставляем спецоборудование и периферию для литья, экструзии, раздува и формовки, рециклинга, его техническое сопровождение и сервисное обслуживание, обеспечение запасными частями с горячего склада.

Производственные услуги

Предлагаем наши услуги пластикового литья на нашей площадке в г. Минске для заказчиков пресс-форм, не имеющих собственного цикла переработки полимеров.

В данном случае, клиенты на договорных началах передают нам изготовленную технологическую оснастку на ответственное хранение и эксплуатацию, не несут никаких затрат и рисков на текущее (включая постгарантийное) обслуживание, оплачивают только за готовый товар по предварительно согласованной цене, согласуют календарный график производства и поставки товарных партий.

Развитие направления по серийной продукции

Мы запустили новый проект по выпуску изделий из пластмасс, разработанных под брендом PTL.

О компании Пластик Текнолоджиз

Пока вы спали, мы построили Сказочный замок с детским лабиринтом в ТЦ «Замок» в Минске. Более 3 000 блоков PTL BRICK и дополнительные элементы; площадь 5 x 7 метров; высота башни со шпилем 4,5 метра. Все привезли, собрали и надежно

подробнее

Представляем наш новый продукт, не имеющий прямых аналогов на рынке: Пластиковые многоуровневые однотрубные и двухтрубные крепления PTL . Крепления предназначены для применения вместо традиционных металлических креплений. При этом они не уступают им

подробнее

Запущено производство пластиковых креплений для труб под брэндом PTL — «Бобры» . Крепления разработаны с учетом отраслевых норм в строительстве и учитывают мнения профессиональных монтажных организаций использующих подобную продукцию в своей

подробнее

Мы запустили производство продукции собственной разработки – фиксаторов арматуры под брендом PTL. Пластиковые фиксаторы арматуры PTL предназначены для создания защитного слоя бетона монолитных конструкций от 25 до 160 мм и применяются для

подробнее

В мае 2017 году мы ввели в эксплуатацию новое производственное здание в п. Колядичи Октябрьского района г. Минска, которое было спроектировано и построено по собственному проекту и состоит из производственно-складского и административно-бытового

подробнее

Источник: https://ptl.by/index.pl?act=PRODUCT&id=26

Способы литья: литье под высоким давлением | Агентство Литьё++

Способ производства металлического литья под высоким давлением (HPDC) предусматривает принудительное заполнение (с высокой скоростью впуска от 0,5 до 120 м/с) полости пресс-формы под воздействием внешних сил и затвердевание отливки под избыточным давлением.

Данный способ обеспечивает эффективное изготовление отливок с высокой размерной точностью (по 3-5 — му классу точности) и низкой шероховатостью поверхности (по 5-8-му классу) из сплавов цветных металлов в массовом и серийном производстве.

Отливки можно производить с готовыми отверстиями, накаткой, резьбой, цифрами и надписями, при этом минимальная толщина стенки отливки может составлять 0,6 мм.

По уровню механизации, производительности, точности отливок и минимальной продолжительности технологического цикла способ литья под давлением превосходит все известные способы производства точного литья.

Рис. 1: Схема литья под высоким давлением на машине с холодной горизонтальной камерой прессования

Принципиальная схема работы наиболее распостраненной машины для литья под высоким давлением с холодной горизонтальной камерой прессования приведена на рис. 1. В полость 2 цилиндра прессования (рис. 1.а) заливается расплав, который запресовывается  поршнем 1 (рис. 1.б) в рабочую полость 3 через  литниковый канал.

После затврдевания расплава, подвижная полуформа 5 (вместе с отливкой и литниковым остатком) отходит и перемещается до тех пор, пока упор 8 не встретит на своем пути ограничитель хода (рис. 1.в). С помощью специальных выталкивателей 4 отливка удаляется из пресс-формы (рис. 1.

г), при этом, неподвижная полуформа 6 с рабочей плитой 7, остается на месте, прессующий поршень перемещается в исходную позицию.

В зависимости от конструктивного расположения камеры прессования (вертикального или горизонтального) машины литья под давлением подразделяют на машины литья под давлением с вертикалиной камерой прессования и машины литья под давлением с горизонтальной камерой прессования, а в свою очередь, в зависимости от устройства камеры прессования, различают процессы литья на машинах с холодной (см. рис. 1) и с горячей (см. рис. 2) камерами прессования.

Машины с горячей камерой прессования находят широкое применение для производства мелкого литья из цинковых, оловянных, свинцово-сурьмяных сплавов, которые невозможно изготовить на машинах литья под давлением с холодной камерой прессования из-за перемерзания камеры прессования по причине их низкой температуры плавления и малой порции металла. Горячекамерные машины более производительны, но развивают значительно меньшее давление запирания чем холоднокамерные. Технологическая схема производства литья под высоким давлением на горячекамерных машинах представлена на рис. 2.

Рис. 2: Схема литья под высоким давлением с горячей камерой прессования

В горячекамерных машинах камера прессования 1, располагается в тигле 2 и сообщается с ним отверстием 3, через которое в нее поступает расплав (рис. 2.а). При движении поршня в низ, отверстие 3 перекрывается и расплав, по обогреваемому каналу 5, поступает в полость пресс-формы 6 (рис. 2.б).

После затвердевания отливки, поршень 4 возвращается в исходное положение, а остатки расплава из канала 5 сливаются в камеру прессования (рис. 2.в). Пресс-форма раскрывается и отливка 7 извлекается выталкивателями 8 из пресс-формы, после чего следует закрытие пресс-формы и цикл повторяется.

В производственной практике наибольшее распространение получили машины литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования, способные развивать значительные усилия запирания и прессования, имеющие крупные камеры прессования, что благоприятствует использованию их для изготовления отливок из алюминиевых, медных и магниевых сплавов, а также машины литья под давлением с вертикальной горячей камерой прессования, которые предназначены для изготовления мелких, тонкостенных отливок, т.к. в камерах прессования, работающих в жидком расплаве, трудно создать высокое давление, необходимое для получения крупногабаритных отливок.

Способ литья под высоким давлением позволяет получать с высокой производительностью тонкостенные отливки сложной конфигурации, с высокой точностью и низкой шероховатостью поверхности. Высокая скорость охлаждения металла в металлической пресс-форме под избыточным давлением способствует измельчнию структуры материала отливки, повышению прочностных характеристик, снижению усадочных дефектов.

Литье под давлением находит широкое применение во всех сферах машиностроения, но наиболее востребованным потребителем данного литья является автомобилестроение, которое в настоящее время очень активно развивается, а в конкурентной борьбе между ведущими автопроизводителями, наличие легких, прочных деталей ведет к снижению веса автомобиля, что создает значительные конкурентные преимущества. Все это способствует развитию производства литья под давлением и постоянному притоку инвестиций. характерные отливки для автомобилестроения: блоки цилиндров, голоки, корпуса коробки передач, детали рулевого управления и т.д.

Размеры и вес отливок зависят от мощность машин, на которых осуществляется производство: чем большее усилие запирания пресс-формы создает механизм машины, чем большее давление создает механизм прессования, чем выше скорость перемещения механизма прессования, тем больших размеров отливки можно получить на данной машине. В качестве примера отметим, что на сегодняшний день машина модели OL 4600R компании «IDRA», Италия развивает усилие запирание — 4691 т и усилие впрыска — 2255 кН, что позволяет производить отливки из алюминиевых сплавов весом — 83,7 кг.

Машинное производство литья под давлением позволяет легко механизировать и автоматизировать производство.

В настоящее время разработчики машин литья под давлением производят автоматизированные и роботизированные ячейки производства литья под давлением, где изготовление отливок осуществляется без участия человека: автоматизированная подача металла в камеру прессования, извлечение готовых отливок из пресс-форм, отделение прессостатка, вырубка облоя, зачистка, транспортировка, пропитка и т.д.

Производители и поставщики оборудования

Проектирование и производство машин для литья под высоким давлением цветных сплавов осуществляет множество компаний по всему миру. Наиболее авторитетные производители (в произвольном порядке): AGRATI AEE srl (Италия); Bühler AG (Швейцария); Colosio Srl (Italia); Idra Group (Италия); ITALPRESSE INDUSTRIE SpA (Италия); MAICOPRESSE S.p.A. (Италия); Oskar Frech GmbH + Co. KG (Германия) и др.

• Производители и поставщики машин литья под высоким давлением, автоматизированных комплексов, автоматизированных и роботизированных ячеек литья под высоким давлением, представленные на данном сайте (читать подробнее )
• Производители и поставщики периферии к машинам литья под высоким давлением, представленные на данном сайте (читать подробнее )

Литература

1. Ю.А. Степанов, Г.Ф. Баландин, В.А. Рыбкин «Технология литейного производства: Специальные виды литья»; под ред. Ю.А. Степанова. — М.: Машиностроение, 1983. — 287 с.
2. В.К. Могилев, О.И. Лев «Справочник литейщика: Справочник для профессионального обучения рабочих на производстве». — М.: Машиностроение, 1988. — 272 с.
3. А.М. Липницкий «Справочная книга рабочего-литейщика». Л.: Лениздат, 1980. — 240 с.

Источник: https://on-v.com.ua/novosti/texnologii-i-nauka/sposoby-litya-lite-pod-vysokim-davleniem/

Литье под давлением. Суть процесса. Основные операции и область использования

Принцип процесса литья под давлением основан на принудительном заполнении рабочей полости металлической пресс-формы расплавом и формировании отливки под действием давления пресс-поршня, перемещающегося в камере прессования, заполненной расплавом.

В отличие от кокиля рабочие поверхности пресс-формы, контактирующие с отливкой, не имеют огнеупорного покрытия. Это приводит к необходимости кратковременного заполнения пресс-формы расплавом и действия на кристаллизующуюся отливку избыточного давления, в сотни раз превосходящего гравитационное.

Современный процесс, реализуемый на специальных гидравлических машинах, обеспечивает получение oт не-скольких десятков до нескольких тысяч отливок разного назначения в час с высокими механическими свойствами, низкой шероховатостью поверхности и размерами, соответствующими или максимально приближенными к размерам готовой детали.

Толщина стенки отливок может быть менее I ,0 мм, а масса – от нескольких граммов до десятков килограммов.

В зависимости от конструкции камеры прессования различают машины с холодной (рисунок 4.1) и горячей (рисунок 4.2) камерами прессования.

Рисунок 4.1 – Схема технологического процесса литья под давлением на машине с холодной камерой прессования: а – подача расплава в камеру прессования; б – запрессовка; в – раскрытие пресс-формы; г – выталкивание отливки; 1 – пресс-форма; 2 – пресс-поршень; 3 – камера прессования; 4 – стержень; 5 – толкатель

Рисунок 4.2 – Схема технологического процесса литья под давлением на машине с горячей камерой прессования: а – заполнение камеры прессования расплавом; б – запрессовка; в – раскрытие пресс-формы и выталкивание отливки; 1 – камера прессования; 2 – заливочное отверстие; 3 – тигель с расплавом; 4 – обогреваемый канал; 5 – пресс-форма; 6 – пресс-поршень; 7 – отливка; 8 – толкатели

Основные операции технологического процесса зависят от конструктивного решения камер прессования.

На машинах с холодной камерой прессования после подготовки пресс-формы 1 (рисунок 4.1, а) к очередному циклу, ее сборки и запирания с помощью запирающего механизма литейной машины в камеру прессования 3 подается доза расплава. Затем под действием пресс-поршня 2, перемещающегося в этой камере посредством механизма прессования, через каналы литниковой системы расплав заполняет рабочую полость пресс-формы (рисунок 4.1, б).

После затвердевания и охлаждения отливки до определенной температуры извлекают стержни 4 и раскрывают пресс-форму (рисунок 4.1, в), а затем механизмом выталкивания и толкателями 5 отливку удаляют из пресс-формы (ри-сунок 4.1, г). Механизмы машины приходят в исходное состояние. Литники и заливы отделяются, от отливки, как правило, с помощью обрезного пресса, расположенного около литейной машины, либо механизмами пресс-формы.

На этом рабочий цикл завершается.

На машинах с горячей камерой прессования особенность технологического процесса заключается в том, что камера прессования 1 (рисунок 4.2, а) располагается в тигле 3 и сообщается с ним заливочным отверстием 2. Через это отверстие при исходном положении пресс-поршня 6 расплав самотеком поступает из тигля в камеру прессования.

После перекрытия пресс-поршнем заливочного отверстия расплав по обогреваемому каналу 4 поступает в рабочую полость пресс-формы 5 (рисунок 4.2, б).

Рабочий цикл завершается после возврата пресс-поршня в исходное положение и слива остатков расплава из канала 4 в камеру прессования, раскрытия пресс-формы и удаления из нее отливки 7 толкателями 8 (рисунок 4.2, в).

Таким образом, процесс литья под давлением реализуется только на специальных машинах, что обеспечивает возможность комплексной автоматизации технологического процесса, способствует существенному улучшению санитарно-гигиенических условий труда, уменьшению вредного воздействия литейного производства на окружающую среду.

Особенности формирования отливок и их качество

При литье под давлением основные показатели качества отливки – точность размеров, шероховатость поверхности, механические свойства, плотность и герметичность – определяются следующими особенностями ее формирования:

1. Кратковременность заполнения полости пресс-формы расплавом. Скорость поступления расплава в пресс-форму для разных отливок и сплавов колеблется от 0,3 до 140 м/с, продолжительность ее заполнения 0,02 – 0,3 с, а конечное давление на расплав может достигать 500 МПа.

Это позволяет, несмотря на высокую скорость охлаждения расплава в форме, изготавливать весьма сложные корпусные отливки с толщиной стенки менее 1 мм из сплавов с низкой и даже близкой к нулю жидкотекучестью (таким свойством обладают, например, сплавы, находящиеся в твердожидком состоянии).

Высокая кинетическая энергия движущегося расплава и давление, передаваемое на него в момент окончания заполнения формы, способствуют получению отливок с низкой шероховатостью поверхности.

2. Газонепроницаемость материала пресс-формы. Вентиляция рабочей по-лости происходит посредством специальных вентиляционных каналов. При высоких скоростях поступления расплава в полость пресс-формы воздух, а также газообразные продукты разложения смазочного материала, образующиеся при его взаимодействии с расплавом, не успевают полностью удалиться из пресс-формы за время заполнения ее расплавом.

Они препятствуют заполнению пресс-формы и попадают в расплав, приводя к образованию неслитин, неспаев, раковин и газовоздушной пористости в отливках. Газовоздушная пористость приводит к уменьшению плотности отливок, снижению их герметичности и пластических свойств.

Воздух, газы, продукты разложения смазочного материала, находящиеся в порах отливки под высоким давлением, затрудняют ее термическую обработку: при нагреве прочность отливки снижается, а давление газов в порах повышается, что вызывает коробление отливки, на ее поверхности появляются пузыри.

Для снижения газовоздушной пористости в отливках используют ряд технологических приемов, а также специальные способы литья под давлением (см. подраздел 4.2).

3.

Высокая интенсивность теплового взаимодействия между материалом отливки и пресс-формой, обусловленная ее высокими теплопроводностью и теплоемкостью, малым термическим сопротивлением слоя смазочного материала и продуктов его разложения, значительным давлением расплава и отливки на стенки пресс-формы, улучшающим контакт между ними. Это способствует получению мелкозернистой структуры, особенно в поверхностных слоях отливки, повышению ее прочности и высокой производительности процесса.

4. Передача в момент окончания заполнения металлом пресс-формы давления, развиваемого пресс-поршнем в камере прессования, на расплав в полости формы.

Это улучшает питание отливки, способствует уменьшению усадочной пористости, сжатию газовоздушных включений. В результате воз-растают плотность, герметичность и механические свойства отливки.

Однако эффективность действия подпрессовки ограничена, так как это давление на расплав в пресс-форме действует только до тех пор, пока питатель не затвердеет.

5. Использование металлической пресс-формы с точными размерами и низкой шероховатостью рабочих поверхностей. Это способствует получению высокоточных отливок по массе, геометрии и размерам. Высокая точность размеров отливок (классы 1 – 4 по ГОСТ 26645—85 (изм. № 1,1998)) позволяет уменьшить припуски на обработку до 0,3 – 0,8 мм, а в некоторых случаях полностью исключить обработку резанием.

Остается только зачистка мест удаления питателей, соединительных каналов промывников и облоя. Коэффициент точности отливок по массе (КТМ) при литье под давлением достигает 0,95 – 0,98. Шероховатость поверхности отливок, полученных под давлением, зависит в основном от шероховатости поверхности пресс-формы и технологических режимов литья.

Обычно эти отливки имеют шероховатость от Rz = 160 – 80 мкм (сплавы на основе меди) до Rz = 1,00 – 0,32 мкм (цинковые сплавы).

Эффективность производства отливок и область их применения

Учитывая опыт производства отливок под давлением, можно отметить следующие его преимущества:

1. Возможность изготовления отливок значительной площади с малой толщиной стенок (менее 1 мм).

2. Возможность повышения качества отливок: отливка получается с высокой точностью размеров и низкой шероховатостью поверхности; практически не требует обработки резанием; механические свойства отливок получаются достаточно высокими.

3.

Возможность многократного использования металлической пресс-формы. При этом сборка формы и извлечение из нее готовой отливки выполняются машиной, а процесс получения отливки является малооперационным. Указанные обстоятельства и высокая скорость затвердевания отливки в пресс-форме делают процесс литья под давлением одним из самых высокопроизводительных литейных процессов и создают предпосылки для полной автоматизации данного производства.

4. Значительное улучшение санитарно-гигиенических условий труда вследствие устранения из литейного цеха формовочных материалов, меньшее загрязнение окружающей среды.

Наряду с указанными преимуществами литье под давлением имеет и ряд недостатков, в том числе следующие:

1. Габаритные размеры и масса отливок ограниченны мощностью машины (усилием, развиваемым механизмом запирания).

2. Высокая стоимость пресс-формы, сложность и трудоемкость ее изго-товления, ограниченная стойкость, особенно при литье сплавов черных металлов и медных сплавов, что снижает эффективность процесса и ограничивает область его использования.

Повышение стойкости пресс-форм является одной из важных проблем, особенно при литье сплавов, имеющих высокую температуру плавления.

Удлинение срока службы пресс-форм повышает эффективность производства, позволяет расширить номенклатуру сплавов, из которых могут быть получены отливки под давлением.

3.

Трудности изготовления отливок со сложными полостями, поднутрениями, карманами.

4. Наличие в отливках газовоздушной и усадочной пористости, которая снижает механические свойства материала отливок, их герметичность, ограничивает возможности изготовления отливок из сплавов, упрочняемых термической обработкой. Устранение газовоздушной и усадочной пористости отливок является одной из важных проблем, решение которой позволяет расширить область применения этого перспективного технологического процесса, повысить эффективность его использования.

5. Наличие напряжений в отливках при усадке из-за неподатливости пресс-формы также ограничивает номенклатуру сплавов, из которых могут быть изготовлены отливки данным способом.

С учетом преимуществ и недостатков способа литья под давлением определяется рациональная область его использования. Вследствие высокой стоимости пресс-форм, сложности оборудования, высокой производительности литье под давлением экономически целесообразно применять в массовом и крупносерийном производстве точных отливок с минимальными припусками на обработку резанием из алюминиевых, цинковых, магниевых и медных сплавов, а в некоторых случаях специальных сплавов и сталей.

Этот процесс с полным основанием может быть отнесен к малооперационным и практически безотходным технологиям, так как литники и облой подвергают переплавке, а отходы в стружку малы. Наивысшие экономические показатели достигаются при изготовлении отливок под давлением на машинах с горячей камерой прессования.

• ← Раздел 3.4
• Раздел 4.2 →

Источник: https://uas.su/books/spesialmethodsforcasting/41/razdel41.php