Литье с кристаллизацией под давлением (жидкая штамповка)

Основные технологические операции

Процесс литья с кристаллизацией под давлением (жидкая штамповка) заключается в том, что расплав ковшом или заливочным устройством заливают в матрицу пресс-формы, затем пуансоном осуществляют окончательное оформление контуров отливки и последующее ее уплотнение с выдержкой под давлением до окончания затвердевания [1.21]. После извлечения из пресс-формы отливку можно подвергать различным видам последующей обработки (термической, механической и т. д.).

Подготовка пресс-форм включает следующие основные этапы:

• 1) установка и закрепление матрицы на столе пресса, а пуансона — на подвижной его траверсе;
• 2) нагрев пресс-формы до рабочей температуры (150—250°С);
• 3) смазка и окраска рабочих поверхностей;
• 4) заливка расплава в матрицу, причем, в отличие от обычных кокилей и пресс-форм литья под давлением, заливку производят в открытую матрицу;
• 5) формирование отливки.

Формирование отливки на вертикальном гидравлическом прессе происходит следующим образом: после заливки сплава в матрицу сверху опускается траверса пресса и пуансон, при этом матрица с нагретым металлом перекрывается пуансоном и осуществляется окончательное формообразование отливки, а затем и выдержка этой отливки под заданным давлением до окончания затвердевания.

В данном процессе важно, что время до приложения давления к расплаву должно быть минимальным. Оно зависит от усилия гидравлического пресса, массы залитого расплава, времени опускания пуансона, конфигурации и толщины стенки отливки.

В результате воздействия давления на кристаллизующийся сплав в отливках происходят структурные изменения (измельчение структуры, изменение состава и характера распределения фаз), повышение однородности в результате уменьшения степени развития ликвационных процессов, равномерное распределение неметаллических включений и, как следствие, повышение физико-механических свойств. При этом достигается заметное повышение прочностных свойств отливок на 15—30% и пластических свойств в 2—4 раза по сравнению с другими способами литья.

Литье с кристаллизацией под давлением рекомендуется использовать для изготовления следующих отливок: с повышенной плотностью, а также для художественных отливок сложного профиля. В последнем случае формообразующая часть матрицы выполняется одноразовыми вкладышами.

Способом литья с кристаллизацией под давлением изготавливают простые и сложные по конфигурации отливки из цветных сплавов на основе алюминия, магния, меди, цинка и ряда других, как литейных, так и деформируемых. Литье этим способом выполняется на специализированных и неспециализированных гидравлических прессах и машинах со скоростью холостого хода ползуна не менее 100 мм/с.

В отличие от отливок, изготовленных литьем под давлением, отливки, изготовленные литьем с кристаллизацией под давлением, можно подвергать термической обработке, что позволяет существенно повысить механические и служебные свойства отливок и деталей.