Odlewane ciśnieniowo aluminium
Pod odlewem aluminiowym rozumie się proces odlewania ciśnieniowego , w którym aluminium jest prasowane w stanie ciekłym lub pastowatym pod wysokim ciśnieniem w podgrzanej stalowej formie. Wypiera powietrze obecne w formie i jest utrzymywane pod ciśnieniem podczas procesu krzepnięcia. Trwała forma wykonana ze stali jest dokładnym negatywem odlewu, który ma być wykonany, powiększonym o wielkość skurczu . Forma składa się z dwóch połówek (w razie potrzeby dodatkowych szkiełek), dzięki czemu można ją otworzyć po zakończeniu procesu napełniania i zestaleniu się metalu i wyjąć z niej odlew. Odlewy aluminiowe można generalnie wytwarzać tylko na maszynach odlewniczych z zimną komorą.
Wstępne podgrzanie formy
Do podgrzewania służą urządzenia grzewcze i chłodzące. Palniki gazowe są nieodpowiednie, ponieważ silniej nagrzewają wystające wypraski i rdzenie. W tym przypadku istnieje ryzyko miejscowego przegrzania stali konstrukcyjnej poddanej obróbce cieplnej, co może zmniejszyć wytrzymałość.
Przebieg procesu odlewania
- Wsypywanie metalu do komory napełniania bez ciśnienia za pomocą automatycznego dozownika lub ręcznie za pomocą kadzi
- Formę wypełnia ciśnienie przepływu
- Podczas napełniania formy ciekły metal dokładnie wypełnia formę dzięki ciśnieniu hydrodynamicznemu. Jest to cecha charakterystyczna odlewania ciśnieniowego.
- Po napełnieniu na odlew działa ciśnienie hydrostatyczne
Dozowanie ilości metalu jest bardzo ważne, aby pozostałość po prasie nie była ani za mała, ani za duża. Jeśli pozostałość jest zbyt mała, nie ma wystarczającej ilości ciekłego metalu, aby prawidłowo wypełnić formę. Jeśli pozostałość jest zbyt duża, pęknie po otwarciu formy. Ponadto przesuwa się punkt przełączania drugiej fazy, co prowadzi do odrzutów.
Procesy przepływu
Właściwy proces odlewania rozpoczyna się od ruchu do przodu tłoka, który początkowo porusza się powoli, dzięki czemu płynny metal nie jest wyrzucany z otworu komory prasy (1 faza). Ten powolny ruch powinien być kontynuowany, aż komora prasowania zostanie napełniona, a metal dotrze do bramy. Powietrze obecne w komorze prasy jest przemieszczane do gniazda formy. Komora balotów powinna być zawsze wypełniona w 50 do 60%, aby nie dochodziło do przewracającej się fali i nie trzeba było wypierać zbyt dużej ilości powietrza.
Fala uderzeniowa spowodowałaby już powstanie kieszeni powietrznych w komorze prasy, które dostają się do wnęki formy i nie mogą być usunięte środkami odpowietrzającymi, ponieważ powietrze jest już zamknięte w ciekłym metalu. Z komory tłoczenia metal wchodzi do cylindra (2 faza), który powinien mieć stały przekrój poprzeczny lub zwężać się w kierunku wycięcia. Oznacza to, że należy osiągnąć stałą lub nieznacznie rosnącą prędkość przepływu. Jeśli jest kilka bramek, przekrój biegu należy zawęzić za skrzyżowaniem. Właściwa brama powinna być następnie doprowadzona do beczki pod skosem. Krótko przed odlewaniem przekrój poprzeczny bramy powinien być płasko-równoległy, aby metal nie dostał się do gniazda formy jak dysza.
W większości przypadków bramki są definiowane zgodnie z aspektami ścieżki przepływu w formularzu. Bramę należy umieścić w taki sposób, aby metal mógł wypełnić wnękę formy bez turbulencji, jeśli to możliwe jako swobodny strumień. Jednocześnie należy zadbać o to, aby przepływał on tylko w jednym kierunku i zapewniał dobrą wymianę ciepła i równomierną dystrybucję ciepła.
Statyczne ciśnienie trzymania (3 faza), które jest większe niż ciśnienie przepływu, ma na celu ściskanie metalu całego odlewu podczas krzepnięcia i poprawę wypełnienia formy. Oznacza to, że ciśnienie odlewania musi nagle gwałtownie wzrosnąć. Stopniowy wzrost ciśnienia podczas napełniania formy może nie być skuteczny, ponieważ forma jest wypełniana w setnych, a często tysięcznych części sekundy.
Czas wypełnienia formy
Czas napełniania jest ściśle powiązany z warunkami cieplnymi i temperaturowymi w formie. Najdłuższy czas napełniania, z jakim można wypełnić formę bez rozpoczynania krzepnięcia, jest najlepszy dla odlewu. Z jednej strony czas wypełniania powinien być tak krótki, aby podczas odlewania nie dochodziło do zestalenia. Z drugiej strony powinien być jak najdłuższy, aby usunąć opary środka antyadhezyjnego przez kanały wentylacyjne.
Warunkiem wykonania dobrych części odlewanych ciśnieniowo jest prawidłowe ułożenie formy w zakresie podziałów, suwaków itp., Prawidłowe zwymiarowanie systemu wlewów oraz wentylacja i optymalne ustawienie maszyny.
Odlewane stopy aluminium
Czyste aluminium jest rzadko stosowane jako materiał odlewniczy, ponieważ jego właściwości wytrzymałościowe są nieodpowiednie do wielu celów. Tylko dzięki stopom aluminium zyskało szczególne znaczenie techniczne jako materiał odlewniczy, ponieważ dodatek zaledwie kilku procent pierwiastków stopowych powoduje w wielu przypadkach znaczną poprawę właściwości odlewniczych i wytrzymałościowych.
Do odlewania ciśnieniowego zwykle stosuje się następujące stopy odlewnicze aluminium:
- AlSi9Cu3 (Fe)
- AlSi12Cu1 (Fe)
- AlSi12 (Fe)
- AlSi10Mg (Cu)
Przetwarzane są również hipereutektyczne i nadutektyczne stopy Al-Si o różnych właściwościach mechanicznych. Coraz częściej odlewane są również stopy starzone na zimno i na gorąco, przy czym stopy starzenia na gorąco wymagają odlewania próżniowego z narzędzia odlewniczego.