Литье под давлением

Литье под давлением по технологическим и экономическим показателям занимает ведущее место среди специальных способов получения отливок. При наибольшем приближении формы и размеров отливки к готовой детали, высокой точности и малой шероховатости поверхности этот способ обеспечивает и наиболее высокий уровень производительности труда, возможность полной автоматизации технологического процесса и улучшение условий труда.

Литьем под давлением изготавливают сложные тонкостенные отливки из легкоплавких цветных сплавов на основе алюминия, магния, цинка, меди. Масса отливок от нескольких граммов до десятков килограммов, характер производства крупносерийный и массовый.

Размеры литейной пресс-формы выполняют по 8 квалитету, посадочные размеры сопрягаемых поверхностей – по 8 – 6 квалитетам с параметром шероховатости R _а = 3,2…0,8 мкм.

Сочетание двух особенностей процесса – металлической формы и давления на жидкий металл в период его заливки в форму – позволяет получать плотные отливки с высокими механическими свойствами, точностью размеров по 10 – 14 квалитетам (4 – 9 классы точности по ГОСТ 26645-85) при малой шероховатости поверхностей (R _z = 40…5 мкм).

Как правило, отливки, получаемые литьем под давлением, обрабатываются только по посадочным поверхностям.

Прочность отливок при литье под давлением на 15…20% превышает прочность отливок из тех же сплавов с применением песчано-глинистых форм. В то же время из-за образующейся газовоздушной пористости, возникающей под действием находящейся в полости формы воздуха, сгорания смазки стенок формы и растворенных в жидком металле газов, несколько снижаются пластические свойства, плотность и герметичность отливок (по сравнению с возможными показателями).

Основные преимущества способа литья под давлением по сравнению с литьем в песчано-глинистые смеси те же, что и для литья в металлические формы. Кроме того, появляется возможность получения тонкостенных отливок за счет воздействия давления на жидкий металл при заполнении формы.

Недостатки способа литья под давлением такие же, как и при литье в кокиль, они связаны с использованием форм, выполненных из металла.

При проектировании деталей, в качестве заготовок для которых предполагается использование отливок, получаемых литьем под давлением, необходимо учитывать все технологические требования, предъявляемые к литым деталям, а также специфические требования, связанные с преимуществами и недостатки данного способа.

1. Для уменьшения коробления следует избегать чрезмерного увеличения одного размера относительно другого. При конструировании выступающих элементов и отверстий, расположенных на одной оси, но оформляемых в неподвижной и подвижной частях пресс-формы, необходимо учитывать отклонение от соосности до 0,1…0,15 мм. Минимальная толщина стенок отливки регламентируется с учетом площади поверхности отливки и составляет, например, для алюминиевых сплавов от 1,0 до 4,0 мм. Оптимальная толщина стенок 4…5 мм. При большей толщине появляются усадочные раковины, рыхлость и пористость из-за попадания газов и воздуха в металл при заливке.

2. Стенки и ребра жесткости, расположенные в плоскости, перпендикулярной к плоскости разъема формы, должны иметь уклоны для облегчения извлечения из формы. Такие конструктивные уклоны, выраженные в процентах от высоты стенки, для алюминиевых сплавов составляют по наружной поверхности 0,5…1,0%, по внутренней – 1,0…2,0%.

3. Существует возможность получения армированных отливок, позволяющих решать некоторые конструкторские задачи, например, местное увеличение прочности или износостойкости детали, а также иметь экономию дефицитных материалов.

4. Возможно получение мелкомодульных небольшого размера зубчатых колес, причем литейный уклон на поверхности зубьев может быть небольшим или отсутствовать. Последующая механическая обработка не требуется, а мелкозернистая структура металла и окисный наружный слой способствуют повышению износостойкости зубьев.

5. Применение металлических стержней позволяет получать в отливках отверстия малого диаметра, например, в алюминиевых сплавах до 2,5 мм при отношении глубины сквозного отверстия к его диаметру до 4:1, глухого – до 3:1.

Лекция 7