Плюсы и минусы литья алюминия под низким давлением

Литье под низким давлением – это метод, позволяющий получать отливки высокого качества из алюминия и других сплавов. При таком методе сплав наполняет форму под низким давлением газа в диапазоне от 0,2 до 0,8 бар.

Особенностью данной технологии является процесс заливки формы: необходимо контролировать плавное заполнение под воздействием постоянного подпора. Таким образом получаются качественные отливки, отличные эксплуатационные свойства которых позволяют их использовать в производстве деталей в аэрокосмической и других отраслях.

Компоненты установки

Рассмотрим некоторые важные компоненты устройства:

• Печь-тигель. Данный компонент поддерживает заданную температуру, позволяющую держать алюминий в расплавленном состоянии. Такая печь является герметичной, поскольку это создает избыточное давление газа.
• Выдвижная питающая труба. Она позволяет соединять полость формы и печь, в которой находится расплавленный металл. Чаще всего выполняется из жаропрочной стали и может быть как горизонтальной, так и вертикальной.
• Пресс-форма. Металлическая форма позволяет отлить изделие нужно формы, присоединяется к трубе.
• Система управления давлением. Контролирует подачу газа, имеет в своем устройстве необходимые механизмы для поддержания давления, что позволяет плавно заполнить формы.

Процесс литья поэтапно

На первом этапе происходит расплавка алюминиевого сплава до необходимой температуры в условиях обычной атмосферы.

Далее кокиль присоединяют к устройству, плотно прижимая к трубе.

После этого происходит изменение давления посредством открытия электромагнитного клапана. Подается инертный газ, который повышает давление.

Давление позволяет поднять расплавленный металл по трубе в форму. Таким образом кокиль плавно заполняется снизу вверх, а воздух проходит через вентиляционные каналы.

Когда форма полностью заполнилась, давление будут поддерживать до тех пор, пока отливка не затвердеет.

После того, когда отливка полностью кристаллизировалась, происходит сбор давления до атмосферного, и в случае применения вертикальной трубы, металл внутри трубы стекает обратно в печь.

На последнем этапе раскрывают форму для извлечения отливки, после чего устройство очищается для последующих циклов.

Плюсы метода

• Отливки получаются очень плотными, вследствие избыточного давления газовые поры и усадочные раковины не образуются.
• Вследствие плавности заполнения кокиля образуется превосходное качество поверхности деталей, что минимизирует необходимость в дополнительной обработке.
• Метод позволяет обеспечить отливки с геометрией различной сложности. Помимо этого, минимальная толщина стенок может быть 2 мм, при этом изделие не потеряет свою прочность.
• Так как после кристаллизации отливки незатвердевший металл затекает обратно в тигель, процесс считается эффективным с низкими потерями материала.
• Детали получаются высоко герметичными, поэтому могут применяться в условиях работы под давлением жидкостей.
• Процесс считается воспроизводимым и автоматизированным.

Минусы метода

• Так как сплав плавится непосредственно в самом устройстве – в тигле – в случае необходимости смены сплава этот процесс может усложниться.
• Также недостатком может считаться ограниченность в весе и габаритах изделия. Так, возможная масса детали может достигать 20-50 кг, но в основном с помощью литья низкого давления производят детали в диапазоне от 1 до 20 кг.
• Первоначальные затраты на устройство литья низкого давления намного превышают стоимость обычного гравитационного литья.
• Устройство требует тщательный контроль температуры, содержания водорода. необходимо правильно и своевременно очищать поверхность формы, трубу и другие компоненты.

Сравнение с другими методами литья