Способ литья с кристаллизацией под давлением алюминиевых сплавов Советский патент 1993 года по МПК B22D18/02 

. Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления преимущественно корпусных деталей. Известны способы охлаждения пресс-форм водой, которая подводится как можно ближе к наружным поверхностям формы, а основное назначение при подаче смазочно-охлаждающйх жидкостей (СОЖ) - охлаждение формы и предохранение рабочих поверхностей деталей пресс-форм от воздействия расплава, наваров на стенки формы.

В наиболее тяжелых условиях при литье с кристаллизацией под давлением (ЛКД) на- ходится матрица из-за заполнения любых микронеровностей металлом под действием высокого давления прессования (200-500 МПа). Для уменьшения потери рабочего давления прессования на трение ( 30%) и устранения наваров при ЛКД производится обильная смазка матрицы перед каждым Циклом прессования и получения годной детали, что приводит к ухудшению ее внешнего вида за счет литейных дефектов газового характера, проведение операции механической доработки. Недостаточная степень смазки приводит к задирообразованию отливки.

В качестве прототипа выбран известный способ ЛКД, включающий подачу СОЖ перед заливкой в матрицу, заливку расплава в матрицу, формирование отливки под высоким давлением, охлаждение отливки и матрицы.

Недостатками данного способа литья являются:

трудность нанесения оптимального количества СОЖ на стенках матрицы, в резуль Ч

О

0ч

О

со

тате чего могут возникнуть газовые раковины (при избытке смазки) или навары жидкого металла на стенки матрицы (при недостатке смазки);

-длительность времени нанесения про- тивозадирной смазки и СОЖ на стенки матрицы;.. .

- длительность времени охлаждения отливки после окончания формирования отливки под высоким давлением.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно улучшение качества наружной поверхности отливки, повышение производительности процесса литья.

Способ литья с кристаллизацией под давлением алюминиевых сплавов, включает подачу под давлением смазочно-охлаждаю- щей жидкости в пресс-форму, заливку расплава в матрицу, формирование отливки под высоким давлением пуансона, отвод пуансона и извлечение отливки из пресс-формы. Подачу смазочно-охлаждающей жидкости осуществляет после окончания формирования отливки в момент отвода пу- ансона в течение времени, определяемого из соотношения

,6Vm, где т- время в, с;

m-масса отливки, г.

На чертеже изображен фрагмент пресс- формы.

Пресс-форма содержит пуансон 1, матрицу 2, толкатель 3, пульверизатор 4. отливку 5, термопару 6.

Подача СОИС пульверизатором производится в момент выхода пуансона 1 формы из матрицы 2, при этом твердые составляющие смазки подают в зону h и зазор между отливкой 5 и матрицей 2. Образование зазо- ра 0,1 -0,3 мм происходит из-за более интен- сивного охлаждения отливки 5, чем массивной матрицы 2 за весь период подачи СОИС.- ;

Пример 1. Изготавливали корпус 049 х 60, массой 200 г системой пуансонно- поршневого прессования на гидропрессе ДБ 2432 из алюминиевого сплава Д1 б ГОСТ 4784-74. Традиционная технология литья заключалась в следующем: после смазки матрицы и пуансона противозадирной смазкой Алюминол МГ-2, охлаждения матрицы водозмульсионной смазкой .Элитол Э13М1С при отношении воды к элитолу . 20:1 в течение 25 с производили заливку, прессование и кристаллизацию отливки под высоким давлением (200 МПа) в течение 25 с, подъем ползуна и охлаждение отливки сжатым воздухом под давлением 0,4 МПа в

течение 25 с, выталкивание, съем отливки, возврат толкателя в течение 5 с. Всего технологический цикл осуществлялся в течение 80 с, на отливках имелись литейные дефекты за счет неравномерности нанесения противозадирной смазки.

При изготовлении детали по заявляемому способу ЛКД производили:

- смазку пуансона Алюминолом МГ-2 в течение 5 с;

- заливку расплава в матрицу, прессование под давлением и кристаллизацию под давлением 200 МПа в течение 30 с;

- подъем ползуна пресса и подачу СОЖ пульверизатором инжекционного типа под давлением 0,5 МПа, охлаждение отливки и матрицы с температурой 160° С до 120° С в течение 10 с (г 0,6 V2QO 9 с);

- выталкивание и съем отливки, возврат толкателя в течение 5 с.

Всего технологический цикл осуществляется в течение 50 с. Следовательно, производительность труда увеличена на 38%. Разогрев пуансона и матрицы производился 3-4-мя заливками при традиционной системе смазка Алюминолом МГ-2, наносимой помазком.

Пример 2. Изготавливали корпус 092 х 160 мм, массой 1,8 кг, системой пуансонного прессования на гидропрессе ДБ 2432 из сплава Д16.

Традиционная технология:

-смазка матрицы и пуансона Алюминолом МГ-2 в течение 25 с;

- охлаждение матрицы водоэмульсион- ной смазкой Элитол Э13М1С пульверизатором под давлением 0,5 МПа в течение 10 с;

-заливка, прессование,кристаллизация под давлением 200 МПа в течение 40 с;

- подъем ползуна и охлаждение отливки сжатым воздухом в течение 30 с;

- выталкивание и съем отливки, возврат толкателя в течение 10 с.

Всего: 115с. Имеются дефекты по наружной поверхности типа отслоений,несли- тин, шероховатость R2 5 ... 20 мкм.

При изготовлении детали по заявляемому способу ЛКД:

- смазка пуансона Алюминолом МГ-2 10 с;

- заливка, прессование,кристаллизация под давлением 200 МПа в течение 30 с;

- подъем ползуна пресса и подача СОЖ пульверизатором под давлением 0,5 МПа, охлаждение отливки и матрицы с 200 до 1.80° С в течение 25 с (г 0,6 V1800 25);

- выталкивание и съем отливки, возврат толкателя в течение 10 с.

Всего: 75 с.

Следовательно, производительность труда увеличена на 34%. Шероховатость наружной поверхности отливки составила R2 2 ... 5 мкм.

Таким образом, использование заявляемого способа ЛКД позволяет повысить производительность труда на 35-40%, устранить литейные дефекты газового характера: неслитины, надиры, увеличить чистоту поверхности за счет уменьшения шероховатости с R2 15 ... 20 до R2 2 ... 5; отказаться от введения технологического припуска на механическую обработку по наружным поверхностям отливки.

Формула изобретения

Способ литья с кристаллизацией под давлением алюминиевых сплавов, включающий подачу под давлением смазочно-ох- лаждающей жидкости в пресс-форму, заливку расплава в матрицу, формирование отливки под высоким давлением пуансона,

отвод пуансона и извлечение отливки из пресс-формы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества отливки и производительности процесса, подачу смазоч- но- охлаждающей жидкости осуществляют

после окончания формирования отливки в момент отвода пуансона в течение времени, определяемого из соотношения

15

,6Vrr7 ;

где г- время, с;

m - масса отливки.

Сущность изобретения: способ литья с кристаллизацией под давлением включает заливку расплава в матрицу, формирование отливки под высоким давлением пуансона, подачу смазочно-охлаждающей жидкости под давлением 0,4-0,5 МПа после окончания формирования отливки в момент отвода пуансона в течение времени, определяемого из соотношения 0,6 VnT- где m - масса отливки в граммах; 0,6 - эмпирический коэффициент; выталкивание и извлечение отливки из формы, возврат толкателя пресса в исходное положение. 1 ил.