Завод по литью под давлением из алюминиевого сплава «Хуэйчжоу Шуанчэн»

Метод операции

В процессе литья под давлением из‑за высокой температуры испарения и значительного выделения газов некоторыми покрытиями это оказывает непосредственное влияние на пористость отливок. Смазка в основном наносится вручную, а её количество определяется преимущественно опытом. Если количество нанесённой смазки слишком велико или время распыления слишком длительно, легко возникает интенсивное выделение газов. Кроме того, при низкой температуре пресс‑формы испарение происходит недостаточно быстро; эти и другие факторы приводят к повышенной пористости. Поэтому в производственном процессе следует выбирать краску с низкой температурой испарения и минимальным выделением газов. Одновременно можно несколько увеличить время продувки, чтобы обеспечить надлежащую просушку как подвижной, так и неподвижной частей пресс‑формы. Для пресс‑форм со сложной конструкцией оболочки необходимо тщательно удалить избыток воды или масла с поверхности стыковочной части литниковой камеры и пуансона, с поверхности полости пресс‑формы, а также с мест вытягивания сердечников и литниковых каналов.

Примеры повышения герметичности отливок

Пример повышения герметичности основания CLQ81 приведён ниже. Требования к герметичности основания CLQ81 (см. рис. 5) для автомобилей

При строгих требованиях необходимо обеспечить 100‑процентную проверку на утечки; в противном случае в эксплуатации возникнут утечки масла, что повлияет на нормальную работу транспортных средств. Обеспечение герметичности воздуха на этапе производства является ключевым направлением контроля качества.

В ранней стадии проектирования пресс‑формы, поскольку герметичность воздуха не рассматривалась как ключевая проблема, уровень утечки воздуха из базовых отливок CLQ81 в процессе производства был крайне высоким; особенно после продолжительной эксплуатации на поверхности пресс‑формы появлялись серьёзные трещины, а локальные напряжения были весьма значительными, что дополнительно повышало степень утечки воздуха из отливок. Низкая герметичность деталей изделия стала основным узким местом, сдерживающим производство (хотя эту проблему можно было устранить путём последующей инфильтрации, но при этом существенно возросла себестоимость продукции). Для решения данной проблемы мы провели анализ причин утечки воздуха из отливок.

Ввиду значительного объёма отходов и литейных стержней, используемых для переплавки в производстве, содержание примесей в отливках последующих партий возрастает, что крайне неблагоприятно сказывается на обеспечении качества отливок. В то же время при механической обработке, вследствие большого припуска на обработку, внутренние воздушные и песчаные поры в отливке становятся более заметными, что усугубляет их склонность к утечке воздуха. В ответ на приведённый выше анализ были приняты следующие меры.

(1) Использование вторичных материалов должно строго контролироваться; в алюминиевую жидкость подаётся азот, одновременно добавляется порошковый рафинирующий агент, что обеспечивает полный контакт алюминиевой жидкости в печи с газом и рафинирующим агентом и позволяет максимально эффективно удалить из неё газы и примеси.

(2) В целях обеспечения герметичности отливок из алюминиевого сплава, полученных методом литья под давлением, после механической обработки мы усовершенствуем конструкцию приспособления для обработки на последующих этапах, повысим точность позиционирования при обработке и, при условии соблюдения размеров, предусмотренных чертежами, максимально сократим допуск на механическую обработку.

(3) В целях уменьшения поверхностных дефектов, таких как трещины и напряжения, возникающих при последующей эксплуатации пресс‑формы, соответствующие её элементы подлежат упрочнению, а при изготовлении новых выталкивающих сердечников их поверхность покрывается титаном. После внедрения указанных мер на протяжении определённого времени уровень утечки воздуха в отливке существенно снизился, и необходимость в инфильтрационной обработке практически отпала.

В силу особенностей самого процесса литья под давлением необходимо обеспечить естественную «последовательную кристаллизацию». Применение технологических мер, направленных на её реализацию, оказывается сложным и затруднительным; основной причиной этого может являться именно «последовательная кристаллизация». Процессные меры, предусмотренные для литья под давлением, как правило, требуют относительно длительного времени кристаллизации, что в определённой степени противоречит самому характеру данного процесса. Главной особенностью принудительной подпитки при кристаллизации является сокращённое время кристаллизации — как правило, оно достигает лишь уровня «последовательной кристаллизации». Поэтому, исходя из особенностей системы литья под давлением, внедрение методов принудительной подпитки целесообразно и соответствует характеристикам этого процесса, позволяя эффективно решать проблемы образования усадочных раковин и пористости в отливках.

4. Существуют два уровня принудительной подачи: экструзионная подача и ковочная подача. Для отливок предусмотрены два уровня принудительной подачи: первый — в основном направлен на устранение усадочных раковин и пористости отливки, второй — на достижение внутри заготовки структуры, соответствующей раздробленной зернистой или кованой структуре. Если желательно использовать разные термины для обозначения этих двух различных степеней, можно применять выражение «экструзионная подача» для первого случая и «ковочная подача» — для второго. Необходимо тщательно учитывать, что пополнение металлом является прямым методом и не может быть обеспечено опосредованно. В технологическом плане для его описания можно ввести параметр процесса — «давление подачи». С точки зрения физических принципов понятие давления проявляется двумя способами: во‑первых, в жидкой среде, что соответствует «закону Паскаля»; для ясности будем называть это «жидкостным давлением», а во‑вторых — в твёрдом состоянии; в этом случае мы будем говорить о «твёрдотельном давлении». Следует иметь в виду, что при смешении этих двух различных состояний понятия давления возникнут серьёзные трудности, связанные с их неправильным применением.