Загальні питання.

Лиття під тиском металевих сплавів.

Лиття під тиском.

Лиття під тиском застосовується для металевих ливарних сплавів, причому тільки для силумінів (сплави на основі системи алюміній-кремній), для сплавів на основі магнію і цинку, для кераміки, феритів, а також для пластмас (тільки термопласти). Також застосовують для лиття кремнієвої латуні ЛК80-3Л.

Обмеження номенклатури пояснюється наявністю високого тиску Þ велика кінетична енергія, яка в ливарній формі переходить у тепло. Висока температура викликає ерозію ливарних форм Þ для лиття під тиском не використовуються сплави з високим ліквідусом.

Приклад: стійкість кращих жаростійких сталей (3Х2В8Ф, 4Х2В8ФМ) при литті латуні становить 3000 виливків. Якщо ці ж форми використовувати для лиття сплавів на основі цинку, то тиражостійкість зросте до виливків.

Жаростійкі сталі погано обробляються різанням, крім того при литті під тиском мають місце великі витрати на обладнання Þ лиття під тиском застосовується в масовому та серійному виробництві.

Тиск від 50 до 5000 атмосфер (від 5 до 500 МПа). При такому тиску швидкість сплаву, що входить у форму, становить від 0,5 до 120 м/с.

При русі сплаву з такими швидкостями мають місце великі значення кінетичної енергії струменя сплаву. Ця енергія всередині форми в основному перетворюється в тепло (і частково в хімічну енергію взаємодії з формою). Тому в сплаві різко зростає ступінь перенагрівання над ліквідусом (тобто різко зростає рідкоплинність). Це добре (тому що форми при цьому не треба нагрівати), але при великій швидкості, повітря у формі чинить значний опір, внаслідок чого відбувається утворення пузирів і газових раковин. Це обумовлено двома факторами:

- при великій швидкості відбувається закупорка каналів для виходу газів;

- турбулентність вхідного потоку.

Турбулентний (вихровий) потік захоплює повітря, тому деталь виходить пориста, в неї знижується механічна міцність.

Існує також ламінарний потік, у якому шари рідини рівнобіжні, вихорів немає. Це має місце при низьких швидкостях, тому, для виливків де важлива механічна міцність, використовують низьку швидкість, але мала швидкість придатна тільки для простих товстостінних деталей. Для деталей складної форми з тонкими стінками швидкість потрібно підвищувати, але падає міцність.

Можливий компроміс. Для цього потрібні машини які використовують суміщення швидкостей заливання.

Тут можна виділити 3 фази циклу заливання:

1. невелика швидкість (витиснення повітря);

2. прискорення потоку (повне заповнення форми);

3. високий тиск до 5000 МПа - підпресування.

Ливарний сплав при цих трьох фазах повинен бути в рідкому стані.

Підпресування забезпечує мінімум утяжин.

При литті під тиском широко використовується армування.