Підвищення ефективності лиття під тиском

 У даний час лиття під тиском (ЛПТ) є одним з найбільш поширених спеціальних способів виготовлення високоточних виливків із сплавів на основі алюмінію, цинку, магнію (ці сплави заливаються при температурі приблизно 700°C) та інших легкоплавких металів. ЛПТ поділяється на лиття з гарячою і холодною камерою пресування. Ця класифікація відноситься не до процесу лиття в цілому, а лише до способу передачі розплаву. Різниця в тому, що на машинах з холодною камерою пресування розплав перед кожним циклом заливання подається до камери пресування з окремої печі.

Основним недоліком ЛПТ є висока собівартість виливків, яка значною мірою (до 75%) визначається витратами на проектування та виготовлення прес-форм, а також експлуатаційною стійкістю прес-форм і пресових поршнів камери пресування. Актуальність цієї проблеми істотно зросла в останні 10…15 років у зв'язку з різким зростанням цін на матеріали та енергоносії. Термічна і хімічна дія сплавів при тривалому контакті з камерою пресування та робочими поверхнями прес-форм призводять до сильного їх зношування.
Таким чином, підвищення ефективності лиття під тиском є комплексною проблемою і може бути забезпечене за рахунок зниження матеріальних, енергетичних і трудових витрат на виготовлення прес-форм і підвищення експлуатаційної стійкості технологічного оснащення. Основні витрати по відновленню прес-форм пов'язані з ремонтом формотворчих вкладнів – близько 75%, а також рухомих елементів (виштовхувачів, розрядок, центрувальних елементів, відокремлюваних частин) – приблизно 20%.
У результаті проведеного аналізу в одному з цехів кольорового литва (ВАТ «НВО «Сатурн» м. Рибінськ, РФ встановлено, що причиною близько 35% відмов є розжар (тріщини термічної втоми) і хімічне (корозійне) зношування формоутворювальних елементів; причиною 40% відмов є механічне зношування і необоротна деформація рухомих елементів прес-форм. Отже, підвищення ефективності ЛПТ в результаті збільшення тривалості експлуатації прес-форм можливе за рахунок забезпечення термостійкості, розжаростійкості, зносостійкості і корозійної стійкості матеріалів та елементів прес-форм.
Відомо, що корозійна взаємодія, тобто розчинність різних елементів в розплавах, обумовлена різницею електронегативності розчинника (алюмінієвого розплаву) і розчинного елемента (заліза, основи сірого чавуну прес-плунжерів). Тому для запобігання хімічної взаємодії (корозії) чавунних прес-плунжерів з алюмінієвим розплавом було запропоновано алітування чавунних прес-плунжерів при t = 1000 °С протягом 15 годин із застосуванням порошкоподібної суміші складу: 65% фероалюмінію ФАП-68; 33,5% оксиду алюмінію; 1,5% хлористого амонію. При цьому на прес-плунжері утворюється алітованний шар товщиною 0,3…0,5 мм. Термін служби алітованних прес-плунжерів збільшився в 3…5 разів і склав 800…1500 запресовок.
Таким чином, в результаті комплексу проведених досліджень розроблені та пройшли виробниче випробування наступні організаційно-технічні заходи, що забезпечують підвищення ефективності ЛПТ:
- застосування економнолегованої сталі 20Х10АЮФЛ замість традиційно використовуваних штампових сталей, а також литих формоутворювальних вкладнів дозволяє на 30…40% знизити вартість прес-форм і у 2,0…2,5 рази збільшити термін служби прес-форм в порівнянні з вимогами ГОСТ 19446-74;
- періодичне промивання системи охолодження прес-форм спеціальною очищувальною рідиною, що забезпечує стабільність технологічного процесу та якості виливків протягом усього терміну експлуатації прес-форм;
- застосування алітованних або біметалевих прес-плунжерів в 1,5 рази скорочує витрати на їх виготовлення і забезпечує більш ритмічну роботу машин лиття під тиском.