Формы для литья под давлением

Основные узлы, детали и механизмы форм подразделяют на три группы:

• — первая группа — это формообразующие детали, соприкасающиеся с жидким металлом (например, вкладыши, стержни, толкатели, втулки, рассекатели);
• — вторая группа — это конструктивные детали (например, плиты, постаменты, направляющие, болты и т. п.);
• — третья группа — механизм форм (приводы всех ее подвижных частей).

Схематично основные элементы показаны на рис. 2.10. В прессформах выполняют водоохлаждающие и воздухоотводящие устройства. Их назначение и конструкция аналогичны соответствующим устройствам в пресс-формах для литья по выплавляемым моделям и в кокилях.

Рис. 2.10. Некоторые формообразующие детали пресс-форм:

1 — защитная вставка; 2 — литниковая втулка; 3 — рассекатель; 4 — вкладыши пресс-формы.

Материалы пресс-форм

Для пресс-форм применяют высоколегированные стали, обладающие высокой твердостью и ударной вязкостью при повышенных температурах, малым расширением и деформацией, а также имеющие высокое сопротивление действию расплава (коррозионная стойкость). К таким сталям относят 5ХНМ, XI2, ЗХ2В8Ф и др.

Приведена краткая методика расчета литниковой системы. Определяют площадь поперечного сечения питателя:

где F_riHT — площадь питателя, м²; М_отл — масса отливки, кг; у — плотность заливаемого металла, кг/м³; v — скорость течения металла в питателе, м/с; т — время заполнения металлом полости формы, с.

Теоретически определить v и т сложно, поэтому на практике часто вместо определения произведения y-v-т используют эмпирические коэффициенты. В этом случае расчет проводят по следующим формулам:

и.

Значения коэффициентов К_} и К₂ выбирают по табл. 2.2 с учетом сложности отливок и вида сплава.

Таблица 2.2

Коэффициенты К_Л и К₂ с учетом сложности отливок.

По расчету получают минимальные сечения литниковой системы, затем ее доводят по результатам производственного опробования.

В расчете также учитывают особенности заполнения полости формы. В зависимости от скорости, давления и времени различают три характера заполнения полости формы (рис. 2.11).

Ламинарный характер заполнение формы принимает при небольших скоростях (рис. 2.11, а). Жидкий сплав минимального трения применяют для сплавов с широким интервалом кристаллизации и для простых отливок:

• — если использован кашеобразный сплав, то v = 0,5 ч-1 м/с, h: Н = = ½: ¾;
• — если использован принцип минимального трения, то v = 10-^ 15 м/с, а отношение h: Н = ¾: 7/8.

Рис. 2.11. Виды течения металла в форме при литье под давлением:

а — ламинарное; б — турбулентное; в — дисперсное При турбулентном заполнении металл имеет более высокую скорость (v), захватывает воздух и газообразные проекты смазки (рис. 2.11, б). При таком заполнении жидкий сплав имеет скорость v = 0,5ч- 15 м/с; а отношение /: F более 1: 4. Скорость кашеобразного сплава v = = 23-г30 м/с при том же отношении /: F. Отливки поражены раковинами до 1,5 мм, снижающими прочность и герметичность, поэтому такой способ заполнения стараются не применять.

Дисперсный характер заполнения широко используют для изготовления небольших тонкостенных отливок. В этом случае v = 25ч-35 м/с, а отношение /: F — более 1:3.

При дисперсном и турбулентном заполнении соблюдается принцип максимального трения. Недостатками являются эрозия пресс-формы (рис. 2.11, в), образование корочки и необходимость жидкой смазки формы. Смазку применяют для уменьшения прилипания расплава к поверхности пресс-формы и снижения трения движущихся частей. В качестве смазок используют минеральные масла, парафины, церезины, гудрон. В них вводят наполнители: алюминиевую пудру, графит, дисульфид молибдена, асбест, ПАВ и др.