Вакуумно-компрессионное литье
Данный способ литья совмещает процесс предварительного вакуумирования расплава для понижения содержания в нем газов, заливку расплава в форму вакуумным всасыванием и воздействие всестороннего давления воздуха на затвердевающую отливку.
Установка (рисунок 5.8) состоит из двух камер, в верхней из которых располагается металлическая или песчаная форма 1, литниковая система которой соединяется с верхней частью металлопровода 3. Форму покрывают стальным колпаком 2 и для герметичности запирают специальными затворами. В нижней камере размещают тигель 4, после чего камеру закрывают герметичной крышкой 5. Камеры формы и тигля соединяются с вакуумной системой трубопроводами 7 и 8 для дегазации расплава и формы. По окончанию дегазации гидроцилиндр 6 поднимает тигель с расплавом, и металлопровод погружается в металл. Затем давление в камере формы постепенно снижают, создавая в нижней и верхней камерах разность давлений, за счет которой расплав из тигля поступает в полость формы. Разность давлений в камерах формы и тигля обычно не превышает 25 кПа. После заполнения формы отверстие металлопровода перекрывают, и в камеру формы по трубопроводу 8 подают сжатый воздух. При этом отливка затвердевает под всесторонним давлением. При затвердевании отливки в форме давление в верхней камере выше давления выделения газов из раствора, поэтому оставшиеся после вакуумирования газы из расплава не выделяются, и газовая пористость не образуется. Это способствует улучшению механических свойств материала отливки.
Рисунок 5.8 – Схема установки вакуумно-компрессионного литья: 1 – форма; 2 – стальной колпак; 3 – металлопровод; 4 – тигель с расплавом; 5 – крышка нижней камеры; 6 – гидроцилиндр подъема тигля с расплавом; 7, 8 – трубопроводы пневмосистемы установки
Особенности использования литья под регулируемым давлением в массовом и мелкосерийном производстве
При использовании методов литья под регулируемым газовым давлением в массовом производстве, важной является проблема производительности установок. Поэтому представляет интерес использование многопозиционных машин для литья под низким давлением и литья вакуумным всасыванием, аналогичных карусельным кокильным машинам. В таких машинах отделение кокиля и металлораздатчика от металлопровода происходит на позиции заливки после заполнения формы металлом и его затвердевания. Дальнейшее охлаждение отливки, извлечение ее из формы и сборку кокиля проводят на других позициях карусели.
В мелкосерийном производстве некрупных предприятий острее стоит проблема загрузки специального оборудования из-за недостатка номенклатуры изделий с экономически оправданным объемом производства. В этих условиях может оказаться эффективным использование универсальных комбинированных установок литья под регулируемым газовым давлением, позволяющих реализовать несколько рассмотренных ранее технологических процессов или их комбинаций. Основным требованием при создании такого оборудования является наличие двух надежно герметизированных камер для расплава и формы. Из выпускаемых в настоящее время машин этому требованию полнее отвечают установки для литья с противодавлением. Дополнительно оснащенные специальными модулями, эти установки обеспечивают получение отливок методами литья под низким давлением, с противодавлением, вакуумным всасыванием, литья в вакуумируемую форму и возможными комбинациями этих методов.
Опыт показывает, что использование такой универсальной установки позволяет увеличить коэффициент загрузки оборудования с 0,2 – 0,4 до 0,7 – 0,8. При этом приблизительно 15% всех отливок изготовляются с применением вакуумного модуля, на долю литья с противодавлением приходится приблизительно 10 – 15%, а на литье под низким давлением – 70 – 75%.