Материалы и способы изготовления пресс-форм для литья под давлением

Материалы пресс-форм. Все формообразующие детали пресс-форм при работе подвергаются сложному силовому, тепловому и химическому воздействию расплава, смазочных и охлаждающих материалов. Материалы формообразующих деталей не должны хи­мически взаимодействовать с расплавом, должны обладать высо­ким сопротивлением термоциклическим нагрузкам, высокой твер­достью, вязкостью и прочностью при нагреве, малым коэффици­ентом термического расширения, хорошо обрабатываться, мало деформироваться при термической обработке. Такими свойствами обладают специальные стали, например ЗХ2В8Ф, 4Х5МФС и др. легированные вольфрамом, хромом, никелем, молибденом, ва­надием. Такие стали используют для изготовления формообразу­ющих деталей пресс-форм при литье алюминиевых, магниевых, медных, цинковых сплавов. Те же детали при литье стали и титана изготовляют из молибдена и его сплавов, а также из специальных неметаллических материалов.

Необходимые служебные свойства формообразующие детали пресс-форм приобретают в процессе термической и химико-терермической обработки — низкотемпературного цианирования глубину 0,05... 0,2 мм. После закалки и отпуска твердость их поверхности должна составлять HRC 58...62.

Конструктивные детали пресс-форм (плиты, обоймы и т.д.), изготовляемые из конструкционных сталей 35, 40, 40Х, 45, подвергают улучшающей термической обработке. Твердость их поверхности должна составлять HRC 30...34.

Детали, работающие в условиях износа (толкатели, замки ползунов, направляющие втулки и колонки и т.д.), изготовляют из сталиУ8А и У10А с твердостью HRC 48...52.

Изготовление отливок под давлением на машинах с холодной камерой прессования

Машины с холодной вертикальной камерой прессова­ния.

Преимущества:

• возможность получения отливок с центральными литниками (лучшее использование площади пресс-формы);

• лучший доступ к пресс-форме вследствие располо­жения тяг по диагонали, что позволяет отливать детали с выдвижением стержней в различных на­правлениях;

• металл меньше загрязнен пленами оксидов, так как он подается с нижней части дозы расплава;

• меньшие габариты машины в плане. Недостатки:

• меньшие производительность и мощность машины по сравнению с горизонтальной камерой прессования (срез пресс-остатка, двойное изменение направления движения металла);

• более сложная.конструкция прессующего и срезаю­щего поршней;.

• относительно большой пресс-остаток (расход расплава).

Машинаыс холодной горизонтальной камерой прессования..

Преимущества

• сокращение-пути движения расплава, что уменьша­ет потери давления;

• меньшая мощность гидропривода при той же силе прессования по сравнению с вертикальной камерой;

• отсутствие механизма для срезания пресс-остатка;

• универсальность (применимы для всех видов сплавов).

Недостатки:

• наличие четырех тяг, ограничивающих доступ к пресс-форме;

• возможность попадания оксидов в полость формы;

• сложность использования центральных стояков.

Основными узлами поршневых литейных машин с вертикальной горячей камерой прессования являются: узел прессования запирания. При работе машины камера прессования и казывается погружена в тигель с расплавом и сообщаясь с ним через отверстие 7. Через это отверстие в камеру поступает расплав: при движении пресс-поршня 6 вниз впускное отверстие перекрывается и расплав по обогреваемому каналу 5 мундштук 4 и литниковую втулку поступает в полость пресс-формы. После затвердевания отливки пресс-поршень возвращается в исходное положение и остатки расплава сливаются в камеру прессования. Механизмом запирания подвижная плита 1 машины отводится, пресс-форма раскрывается и из нее удаляется отливка, пресс-форму очищают от остатков облоя, ее рабочую поверхность смазывают. Гидроцилиндр приводит в движение механизм запирания, половины пресс-формы смыкаются и цикл повторяется.

Основное преимущество машин с горячей камерой прессования

отсутствие ручной операции заливки расплава в камеру прессования и устройства для ее автоматического выполнения: при каждом рабочем цикле расплав самотеком заполняет камеру

прессования, расположенную в тигле раздаточной печи, а доза расплава определяется объемом рабочей полости камеры прессования.

Таким образом, машины с горячей камерой прессования работают, как правило, в автоматическом режиме. Часовая производительность

Основным недостатком машин с горячей камерой являются тяжелые условия работы камеры прессования и пресс-поршня, именно высокая температура и агрессивная среда жидких метал­лов. Поэтому горячекамерные поршневые машины в настоящее время используют в основном для литья легкоплавких свинцовых сурьмяных, оловянных, цинковых сплавов, а также магниевых сплавов, которые в расплавленном состоянии малоагрессивны по отношению к железу.

Из-за малых тепловых потерь расплавом на пути движения его в полость пресс-формы машины с горячей камерой прессования применяют для изготовления миниатюрных точных отливок массой от нескольких граммов с толщиной стенки менее 1 мм, что трудно осуществимо на машинах с холодной камерой-прессования.

На базе машин с горячей камерой прессования созданы автоматические литейные комплексы.