Специальные способы литья под давлением - Характеристика литья под давлением
Литье под давлением с использованием вакуума. Для осуществления данного способа литья используют разные методы вакуумирования полости пресс-формы и камеры прессования, различающиеся по месту удаления воздуха и газов (непосредственно из пресс-формы, из кожуха или камеры, в которую заключена пресс-форма, и т. д.), по моменту начала вакуумирования пресс-формы и камеры прессования, а также по конструктивному исполнению систем вакуумирования.
В качестве примера на рисунке 4.3 показано устройство для создания вакуума в пресс-форме, установленной на машине с холодной горизонтальной камерой прессования. Оно представляет собой камеру, состоящую из плиты 2, укрепленной на подвижной плите 1 машины, двух частей кожуха 3 и 4, а также неподвижной плиты 6, расположенной на неподвижной плите 7 машины. Внутри кожуха находится пресс-форма, состоящая из неподвижной 11 и подвижной 12 полуформ, плит 14 и I5 толкателей. Камера прессования 8 каналом (показан штриховой линией) соединяется с системой вакуумирования. При закрытии пресс-формы уплотнения 16 и упоры 13 обеспечивают герметичность вакуумной камеры.
После заливки расплава в камеру прессования заливочное окно камеры закрывают поворотной муфтой 9, после чего камера с помощью электромагнитного золотника соединяется через трубопровод 5 с вакуумным ресивером или воздушным насосом. В камере создается требуемое разрежение воздуха, и продукты разложения смазочного материала пресс-формы удаляются из ее полости через вентиляционные каналы. Одновременно или с некоторой задержкой происходит запрессовка расплава в пресс-форму. литье давление прессование расплав
Рисунок 4.3 - Установка для литья под давлением с вакуумированием пресс-формы:
1, 7 - соответственно подвижная и неподвижная плиты машины; 2, 6 - то же, вакуумной камеры; 3, 4 - соответственно подвижная и неподвижная части кожуха; 5 - трубопровод; 8 - камера прессования, 9 - поворотная муфта; 10 - сменная втулка; 11, 12 - соответственно неподвижная и подвижная полуформы; 13 - упоры; 14, 15 - плиты толкателей; 16 - уплотнения
Практика использования вакуумирования полости пресс-формы при литье под давлением показала, что для получения качественных отливок и более полного использования преимуществ этого способа литья необходимо: тщательно очищать расплав от неметаллических и газовых включений (рафинировать расплав); обеспечить быстрое и полное удаление воздуха и газов из полости пресс-формы; осуществлять отсос воздуха и продуктов разложения смазочного материала из мест их скопления в пресс-форме; использовать смазочные материалы с низкой газотворной способностью; исключить поступление воздуха из атмосферы в рабочую полость пресс-формы и камеры прессования. При соблюдении этих требований удается уменьшить количество воздуха, паров и газов в полости пресс-формы, снизить их противодавление при заполнении формы расплавом и, благодаря этому, улучшить качество отливок, повысить их плотность, герметичность, прочность и относительное удлинение, улучшить наполняемость пресс-формы, получить крупные отливки с меньшей на 30 - 40% толщиной стенок и в некоторых случаях осуществить высокотемпературную обработку отливок.
Однако при литье под давлением с использованием вакуума могут возникать условия, при которых газы, растворенные в расплаве, при понижении его температуры и увеличении разности парциальных давлений газа в расплаве и в пресс-форме начнут выделяться из раствора. При этом газовая пористость отливок увеличивается. Степень разрежения, при которой достигается требуемое качество отливок, зависит от химического состава металла, количества и состава растворенных в расплаве газов, конфигурации отливки, влияющей на скорость ее охлаждения.
Кроме того, при больших степенях разрежения увеличивается скорость испарения некоторых металлов, которые могут входить в состав заливаемого расплава или являться его основой (Zn, Mg и др.). Процессы испарения таких составляющих сплава также могут привести к появлению пористости и раковин в отливках. Поэтому, например, для небольших тонкостенных отливок из цинковых, алюминиевых и магниевых сплавов разрежение в пресс-форме должно находиться в пределах 25 - 50 кПа.
Литье под давлением с регулированием состава газов. Этот способ обработки предусматривает регулирование состава газа в полости формы, которое, как и в предыдущем способе литья, выполняют различными способами. Практическое применение получили процессы литья с замещением воздуха и газообразных продуктов разложения смазочного материала кислородом (кислородный процесс), а также газами с низкой молекулярной массой, например, гелием.
Кислородный процесс осуществляется следующим образом. Перед заливкой расплава полости пресс-формы и камеры прессования продуваются кислородом до полного вытеснения воздуха. При заполнении пресс-формы расплавом кислород взаимодействует с компонентами расплава, например, алюминием по реакции
4Al + 3O2 = 2Al2O3 - (4.1)
Реакция (4.1) протекает с высокой скоростью, благодаря чему большая часть кислорода в объеме рабочей полости расходуется на окисление алюми-ния, а не на образование в нем пор.
Образующиеся при этом частицы оксида алюминия находятся в мелкодисперсном состоянии, и их удается обнаружить только при увеличении более чем в 40 тысяч раз, используя электронный микроскоп. Теоретически содержание оксидов в отливке, полученной кислородным процессом, может в 4,5 раза превышать их количество в отливках, полученных обычным литьем под давлением. Однако механические свойства металла и обрабатываемость отливок при этом не ухудшаются. Вместе с тем газосодержание отливок и пористость их значительно уменьшаются. Например, содержание газов в отливках из алюминиевых сплавов при кислородном процессе снижается до (0,5 - 1) I0-5 м3/кг.
При проведении кислородного процесса нельзя использовать смазочные материалы, выделяющие при разложении продукты, способные взаимодействовать с кислородом. Смазочные материалы пресс-формы для кислородного процесса должны быть негазотворными, иначе из-за взаимодействия кислорода с продуктами разложения смазочного материала в полости формы могут образоваться СО, CO2, SO2, Н2О и другие газы и пары, что снизит эффективность процесса. Это ограничивает применение кислородного способа для сложных "по съему" отливок, т. е. отливок с большим числом стержней, выполняющих глубокие полости, отверстия большой протяженности и т. д.
По сравнению с вакуумированием полости пресс-формы кислородный процесс обладает следующими преимуществами: производительность процесса практически не снижается, форму не нужно заключать в кожух, что позволяет использовать достаточно сложные пресс-формы с дополнительными механизмами для извлечения стержней и т. д.
Однако, следует помнить, что при использовании кислорода увеличивается опасность возникновения в цехе пожаров, в связи с чем необходимо строгое соблюдение персоналом правил техники безопасности.
Гелиевый процесс осуществляется следующим образом. Перед заливкой расплава полости камеры прессования и пресс-формы заполняют гели-ем с тем, чтобы полностью вытеснить воздух из системы. Скорость течения газообразных продуктов по каналам обратно пропорциональна корню квадратному из их молекулярной массы. Так как молярная масса гелия равна 4,003 г/моль, расход его в пресс-форме будет почти в 3 раза больше, чем расход смеси воздуха и продуктов разложения смазочных материалов при прочих равных условиях. Благодаря большему расходу гелия противодавление газа в пресс-форме снижается. При этом меньше газа замешивается в расплав, количество газовых пор в отливке резко уменьшается, а плотность ее увеличивается. Чтобы гелий не мог быть вытеснен воздухом, он подается в пресс-форму вплоть до начала запрессовки расплава.
Похожие статьи
-
Для литья под давлением обычно используют не первичные, а вторичные сплавы, что обусловлено экономическими соображениями. Наилучшими литейными свойствами...
-
Суть процесса. Основные операции и область использования - Характеристика литья под давлением
Принцип процесса литья под давлением основан на принудительном заполнении рабочей полости металлической пресс-формы расплавом и формировании отливки под...
-
Литье под давлением - Технологии машиностроения
Сущность этого способа заключается в том, что расплав металла подается в стальную разъемную пресс-форму под давлением. Рабочее давление на расплав...
-
В современном литейном производстве все более широкое применение получают специальные способы литья: в оболочковые формы, по выплавляемым моделям,...
-
Технология горячеканального литья - Специальные методы литья пластмасс
Благодаря целому ряду технологических и экономических преимуществ горячеканальные системы (ГКС) получили широкое применение для литья пластиковых деталей...
-
При центробежном литье сплав заливается во вращающиеся формы. Формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает...
-
Литье по выплавляемым моделям - Изготовление отливок в песчаных формах. Специальные способы литья
Литье по выплавляемым моделям - процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, рабочая полость которых образуется благодаря удалению...
-
Сборка литейной формы Включает: установку нижней полуформы; установку стержней, устойчивое положение которых обеспечивается стержневыми знаками; контроль...
-
Отсутствие высоких давлений и скоростей значительно упрощает все узлы литьевой машины. В 3-4 раза снижается усилие замыкания. Уменьшается толщина и...
-
Характеристика способов горячего формования - Изготовление деталей из пластмасс
Литье под давлением применяют для изготовления деталей из термо - и реактопластов. При литье под давлением (рис.16) материал в гранулированном или...
-
Литье с водяным паром, Многокомпонентное литье - Специальные методы литья пластмасс
В процессе данного вида литья при каждом цикле подают перегретый водяной пар в каналы пресс-формы. В горячую пресс-форму происходит впрыскивание...
-
Литье при низком давлении - Общие аспекты и технология производства пластических масс
Одной из разновидностей литья под давлением термопластичных материалов является т. н. литье при низком давлении (low-pressure injection molding). Литье...
-
Литье под давлением - Технологические процессы производства изделий из поливинилхлорида
Наиболее удобным процессом для производства изделий из ПВХ является процесс литья под давлением. Несмотря на то что стоимость оборудования в этом...
-
Сущность метода и область применения Сущность состоит в том, что жидким металлом принудительно заполняют металлическую пресс-форму под давлением, которое...
-
Литье с водой - Специальные методы литья пластмасс
Литье с водой представляет собой процесс, аналогичный литью с газом. Техническое оснащение водоинжекционного способа литья аналогично газоинжекционному и...
-
Литье в металлические формы - Изготовление отливок в песчаных формах. Специальные способы литья
Литье в металлические формы (кокили) получило большое распространение. Этим способом получают более 40% всех отливок из алюминиевых и магниевых сплавов,...
-
Литье пластмасс с газом - Специальные методы литья пластмасс
Литье с газом - подходящий способ изготовления толстостенных изделий из пластмасс. При литье крупногабаритных изделий, таких как бамперы и панели...
-
Сущность метода и область применения Сущность состоит в том, что жидкий металл заливают во вращающуюся с определенной скоростью литейную форму. Она...
-
Основные положения к выбору способа литья - Технология конструкционных материалов
При выборе способа литья для получения заготовки в первую очередь должен быть рассмотрен вопрос экономии металла. Металлоемкость можно снизить...
-
Литье с декорированием в формате (IMD) - Специальные методы литья пластмасс
Технология IMD предоставляет уникальные возможности для проектирования новых изделий, так как процесс "декорирования" не только вносит определенный...
-
Введение - Специальные методы литья пластмасс
Литье пластмасс представляет собой ряд специальных работ, в процессе которых производятся изделия полимерного состава. Данные работы основаны на том, что...
-
Технологическая часть, Выбор способа изготовления отливки - Проект цеха стального литья на 10000 т
Произведем анализ конструкции отливки "Кронштейн передней рессоры задний". Отливка по конструкции несложная, компактная. Толщина стенок по всей длине...
-
Общие сведения об изделии Назначение и область применения Барабан дробеметный конвейерный периодического действия предназначен для очистки отливок от...
-
Приготовление расплава Приготовление литейных сплавов связано с плавлением различных материалов. Для получения заданного химического состава и...
-
Технологическая линия производства йогурта (Дополнение 1) состоит из следующего наименования оборудования: 1. Двухслойный резервуар 3000 л из пищевой...
-
История литья пластмасс - Специальные методы литья пластмасс
Современные пластмассы, как мы их знаем сегодня, берут свое начало с конца 19 века, когда многие европейские и американские химики экспериментировали с...
-
Литье тонкостенных изделий - Общие аспекты и технология производства пластических масс
Одним из наиболее эффективных методов снижения себестоимости изделия является уменьшение толщины стенки изделия, позволяющее уменьшить расход материала и...
-
Литье с газом - Общие аспекты и технология производства пластических масс
Технология литья с газом (Gas Assisted Injection Molding, Gas Injection Molding, Gas Injection Technique) была впервые предложена в 1970 г. и в последние...
-
Литье под давлением, Экструзия - Пластмассы. Их свойства и области применения
Литье под давлением применяют для формования термопластов. Исходный материал (гранулы, таблетки) подвергают нагреву до полного размягчения. Литьевая...
-
Заключение, Список литературы - Специальные методы литья пластмасс
В заключении отметим, что все большее применение находит метод литья с водяным паром. Этот метод популярен из-за того, что он обеспечивает значительно...
-
К вредным факторам на производстве относятся следующие: шум, вибрация, неблагоприятные метеоусловия, токсичные вещества, психофизические факторы. Шум....
-
Плавка стали осуществляется в электродуговых печах вместимостью 12 т. Плавильные агрегаты имеют трансформаторы большой мощностью до 35000 кВА, поэтому...
-
Сущность метода и область применения. Сущность заключается в том, что вместо разовой песчано-глинистой используют металлическую форму, называемую...
-
Литье со сборкой в формате (IMA) - Специальные методы литья пластмасс
Сборка внутри прессформы в процессе формования - один из самых современных и прогрессивных способов изготовления многокомпонентных изделий из пластмасс....
-
Центробежный способ получения литых чугунных труб - Специальные виды литья
Является самым распространенным. На рис. 7, г приведена схема центробежной машины. Металлическая форма 3 вращается электродвигателем 1 и охлаждается...
-
Актуальность работы. В технологических процессах производства сливочного масла основным параметром, определяющим качество готового продукта и степень...
-
Конструкция кокиля., Особенности технологии изготовления отливок в кокилях. - Специальные виды литья
По конструкции различают кокили неразъемные вытряхные(рис. 5,а) и разъемные с горизонтальным (рис. 5,б) и вертикальным (рис. 5, в) разъемами. Разъемные...
-
Запрессовка детали специальными прессами - Характеристика рабочих процессов газотурбинной установки
Осуществление прессовых посадок основано на запрессовке сопрягаемых поверхностей деталей при одинаковой температуре для обеих деталей, либо при...
-
Сущность метода и область применения Сущность состоит в том, что по неразъемной легкоплавкой модели изготавливают неразъемную разовую форму. Модели из...
-
Обработка резанием является одним из самых универсальных видов обработки. Этим методом можно получать детали любой формы при любых требованиях к чистоте...
Специальные способы литья под давлением - Характеристика литья под давлением