Литье под давлением

Использование точных, с высоким качеством рабочей поверхности преимущественно стальных пресс-форм, применение значительных давлений прессования (до 200— 300 МПа на поршневых машинах с холодной камерой), высоких скоростей движения расплава на входе в пресс-форму (до 60—100 м/с), кратковременность заполнения полости формы (в среднем 0,04—0,08 с для небольших отливок) определяют высокую производительность литья под давлением — до нескольких сотен мелких отливок в час при использовании многоместных пресс-форм, высокую размерную точность получаемых деталей (8—14-й квалитеты по СТ СЭВ 144—75) и малую шероховатость поверхностей от Rz 20 мкм до Ra 1,0 мкм), а также возможность получать весьма тонкостенные, сложные отливки, например корпуса фотоаппаратов из алюминиевых сплавов с преимущественной толщиной стенок 1,0— 1,5 мм.

В результате применения литья под давлением можно существенно сократить, а в ряде случаев полностью исключить обработку отливок резанием, повысив коэффициент использования металла (КИМ) в среднем до 0,93, резко снизить потребность в станочном оборудовании, инструменте и приспособлениях для механической обработки. Литьем под давлением могут быть получены отливки с готовой резьбой и отверстиями малого диаметра, а также армированные биметаллические и полиметаллические детали, например легкие корпуса из алюминиевых или магниевых сплавов со стальными или латунными втулками, штырями, трубчатыми вставками (рис. 11.26).

Рис. 11.26. Труба телескопической вилки мотоцикла из алюминиевого сплава с армирующей стальной гильзой

Наиболее широко литье под давлением используют при изготовлении тонкостенных, в том числе сложных по конфигурации отливок из алюминиевых сплавов массой от нескольких граммов до 8—10 кг. С увеличением размеров и массы отливок возрастают давление и скорость прессования, необходимые для получения качественных отливок, следовательно, увеличивается и усилие запирания пресс-форм. Это вызывает усложнение конструкции и повышение мощности машин, приводит к возрастанию их стоимости. Кроме того, усложняется конструкция пресс-форм и снижается их стойкость, увеличивается потребность в применении для их изготовления дорогостоящих сложнолегированных сталей. Так, сравнительно небольшая машина с холодной горизонтальной камерой прессования модели 711А06, предназначенная для заливки порции алюминиевого сплава массой до 1,2 кг, имеет наибольшее усилие прессования 132 кН и усилие запирания пресс-формы 1000 кН. Машина того же типа модели 7115, пригодная для отливки таких крупных деталей, как блок цилиндров двигателя легкового автомобиля (наибольшая порция заливаемого алюминиевого сплава 42 кг), имеет уже усилие прессования 1900 кН и запирания — 20 000 кН. С увеличением размеров и конструктивной сложности отливок значительно возрастают трудоемкость изготовления пресс-форм и их стоимость.

К недостаткам литья под давлением помимо ограничений в выборе литейных сплавов, сложности изготовления и высокой стоимости пресс-форм, а также машин относят:
1.       Возможность замешивания воздуха и газов в поток расплава, а также образования раковин и пор в отливках, что связано как с высокими скоростями его движения и кратковременностью заполнения пресс-формы, так и с весьма затрудненным отводом воздуха из металлической формы.

2.       Возможность образования усадочных раковин и пор в массовых частях отливок, особенно в удаленных от места подвода метала, в связи с трудностью или невозможностью подпитки этих частей подпрессовкой.

3.       Неподатливость литейной формы, приводящая к образованию внутренних напряжений, а иногда и трещин в отливках, что также ограничивает выбор сплавов для литья под давлением.

4.       Невозможность применения упрочняющей термообработки в случае, если в отливке образуются подкорковые воздушно-газовые раковины, так как при нагреве отливок расширяющийся в раковине газ деформирует наружный слой металла с образованием характерной бугристости на его поверхности.

5.       Ограниченность в выборе конфигурации отливок в связи с применением извлекаемых металлических стержней, непригодных для формирования различных криволинейных и расширяющихся полостей, изогнутых отверстий.