Принцип состоит в том, что расплав заполняет форму под действием разрежения, создаваемого в ее полости, и далее при затвердевании металла образуется отливка. Скорость заполнения формы расплавом можно регулировать, изменяя разность между атмосферным давлением и давлением в полости формы.
Кроме общих преимуществ, характерных для способов литья под регулируемым давлением, литье вакуумным всасыванием имеет ряд своих достоинств, а именно:
• увеличенная заполняемость полости формы жидким металлом, что позволяет получать особо тонкостенные отливки (толщина стенки до 1 мм, а иногда и меньше);
• отсутствие необходимости герметизации печи с жидким металлом, что упрощает конструкцию установок и их обслуживание.
Однако последнее обстоятельство ухудшает условия длительного хранения расплавов, склонных к повышенному окислению.
Особенности формирования отливки. Форма может заполняться расплавом с требуемой скоростью, плавно без разбрызгивание сплошным фронтом. Расплав, заполнивший форму, затвердевает в условиях вакуума. Газы, содержащиеся в расплаве, могут из него выделяться, благодаря чему создаются условия для получения отливок без газовых раковин и пористости. Одновременно под действием давления воздуха на зеркало расплава последний постоянно
питает затвердевающую отливку, в результате чего она может быть получена плотной, без усадочных дефектов. Однако для получения плотных отливок без усадочных явлений необходима определенная согласованность интенсивности затвердевания и питанияотливки.
Обычно при литье вакуумным всасыванием расплав засасывается в тонкостенный металлический водоохлаждаемый кристаллизатор, результатом чего является затвердевание отливки с высокой скоростью. Это способствует устранению ликвации в отливке
из сплавов, склонных к ликвационным явлениям, способом вакуумного всасывания можно получать пустотелые отливки типа втулок без стержней. В этом случае после всасывания расплава в кристаллизатор и намораживания на внутренних стенках кристаллизатора корочки твердого расплава заданной толщины вакуум отключается и незатвердевший расплав сливается обратнов тигель. Таким способом получают плотные заготовки втулок без газовых и усадочных раковин и пористости. Однако внутренняя поверхность втулок бывает волнистой из-за неравномерного затвердевания. Это приводит к необходимости увеличения
припуска на обработку резанием внутренней поверхности втулки, уменьшения припуска можно отливать такие заготовки с применением стержня, устанавливаемого внутри кристаллизатора
Литьем вакуумным всасыванием получают отливки из легких цветных, медных сплавов, чугуна и стали. Наиболее часто его используют для литья заготовок втулок, вкладышей, подшипников скольжения из дефицитных и дорогостоящих медных сплавов.
Используют два варианта установки для литья вакуумным всасыванием.
Рис. 4.9. Схема установки для литья
вакуумным всасыванием: 1 — прижим камеры II; 2 — вакуумпровод; 3 — тигельная печь сопротивления; *' — крышка нижней камеры; 5 — металлопровод; б — форма; 7 — литниковая система; /, // — камеры
Установки первого типа (рис. 4.9) имеют две камеры: нижнюю /и верхнюю П. Нижняя камера /представляет собой раздаточную печь с электрическим или газовым обогревом, в которой располагается тигель 3 с расплавом. Верхняя камера //расположена на крышке 4 нижней камеры. В крышке 4 размещен металлопровод 5.
Форму 6 устанавливают и закрепляют в камере // так, чтобы литник 7 соединялся с металлопроводом 5. Верхняя камера //герметически соединяется цилиндром прижима / с крышкой 4. Полость верхней камеры //через вакуумпровод 2 соединена с ресивером, в котором насосом создается разрежение, регулируемое системой управления.
В начале цикла клапан управления открывается, в камере // создается разрежение, и расплав за счет разности давлений в камерах / (атмосферное) и // (менее атмосферного) по металлопроводу 5 поднимается заполняя полость формы. После затвердевания отливки клапан системы управления соединяет полость камеры //с атмосферой, давление в верхней и нижней камерах становится одинаковым, а остатки незатвердевшего расплава сливаются из металлопровода 5 в тигель 3. Камера // снимается, форма 6 с отливкой извлекается и цикл может повторяться.
Как и при литье под низким давлением, скорости движения сплава в металлопроводе и полости формы определяются сочетанием большого числа конструктивных и пневматических парамеров системы.
Установки второго типа используют только для литья слитков и заготовок простой конфигурации в водоохлаждаемые кристаллизаторы. Носок металлического водоохлаждаемого кристаллизатора погружается в расплав, находящийся в тигле раздаточной печи. Рабочая полость кристаллизатора, образующая отливку, соединяется вакуумпроводом с вакуумным ресивером. Разрежение в системе создается вакуумным насосом 6 и регулируется натекателем 5. Поворотом распределительного крана рабочая полость кристаллизатора соединяется с вакуумным ресивером, в полости кристаллизатора создается разрежение, и расплав всасывается внутрь кристаллизатора, поднимаясь на высоту Н, пропорциональную разрежению hрт и обратно пропорциональную его плотности р:
Н= hрт* 
где hрт — плотность ртути.
После затвердевания отливки носок кристаллизатора извлекают из ванны расплава, поворотом крана 4 рабочую полость соединяют с атмосферой и отливка выпадает из кристаллизатора в приемный короб.
