Какво е леене под налягане
Леенето под налягане е производствен процес, използван за производство на метални части с висока точност на размерите и повърхностно покритие.Това включва принудително натискане на разтопен метал в кухината на формата под високо налягане.Кухината на матрицата е създадена от две матрици от закалена стомана, които се обработват в желаната форма.
Процесът започва с топенето на метала, обикновено алуминий, цинк или магнезий, в пещ.След това стопеният метал се инжектира във формата под високо налягане с помощта на хидравлична преса.Металът се втвърдява бързо във формата и двете половини на формата се отварят, за да се освободи готовата част.
Леенето под налягане се използва широко за производство на части със сложни форми и тънки стени, като двигателни блокове, корпуси на трансмисии и различни автомобилни и космически компоненти.Процесът е популярен и в производството на потребителски стоки, като играчки, кухненски прибори и електроника.
Леене под налягане
Леенето под налягане е доста специализиран процес, който се е развил предимно през 20 век.Основният процес се състои от: разтопеният метал се излива/инжектира в стоманена форма и чрез висока скорост, постоянно и усилващо се налягане (при леене под налягане) и охлаждане разтопеният метал се втвърдява, за да образува твърда отливка.Обикновено самият процес отнема само няколко секунди и е бърз начин за формиране на метален продукт от суровина.Леенето под налягане е подходящо за материали като калай, олово, цинк, алуминий, магнезиеви до медни сплави и дори железни сплави като неръждаема стомана.Основните сплави, използвани днес при леене под налягане, са алуминий, цинк и магнезий.От ранните машини за отливане под налягане, които ориентираха инструментите за щанцоване във вертикална ориентация, до сегашния общ стандарт за хоризонтална ориентация и работа, четири опъващи пръти и напълно компютърно контролирани етапи на процеса, процесът напредна през годините.
Индустрията се превърна в световна производствена машина, която произвежда компоненти за различни приложения, много от които ще бъдат достъпни от самите вас, тъй като приложението на продуктите на отливките под налягане е толкова разнообразно.
Предимства на леенето под налягане
Някои от предимствата на леенето под високо налягане:
• Процесът е подходящ за голям обем производство.
• Произвеждат сравнително сложни отливки бързо в сравнение с други процеси на формоване на метал (напр. машинна обработка).
• Високоякостни компоненти, произведени в отлято състояние (зависи от дизайна на компонента).
• Повторяемост на размерите.
• Възможни са тънки стени (напр. 1-2,5 mm).
• Добър линеен толеранс (напр. 2 mm/m).
• Добро покритие на повърхността (напр. 0,5-3 µm).
Процесът на леене под налягане в гореща камера включва топенето на метален блок в пещ, която е разположена близо/неразделна част от фиксираната половина на плочата на машината за леене под налягане и инжектиране на разтопен метал чрез потопено бутало директно през гъшата шийка и дюзата и в инструментът за матрица.Гъшата шийка и дюзата изискват нагряване, за да предотвратят замръзване на метала, преди да стигне до кухината на матрицата, цялото нагряване и разтопен метален елемент на този процес е мястото, откъдето идва обозначението гореща камера.Теглото на отливката се определя от хода, дължината и диаметъра на буталото, както и от размера на втулката/камерата, а дюзата също играе роля, която трябва да се има предвид при проектирането на матрицата.След като металът се втвърди в кухината на матрицата (отнема само няколко секунди), подвижната половина на машината, към която е фиксирана подвижната половина на матрицата, се отваря и отливката се изхвърля от лицето на матрицата и се отстранява от инструмента.След това лицата на матрицата се смазват чрез система за пръскане, матрицата се затваря и процесът се повтаря отново.
Поради тази „затворена“ система за стопяване/впръскване на метал и минимално механично движение, леенето под налягане в гореща камера може да осигури по-добри икономии за производство.Цинковата метална сплав се използва предимно при леене под налягане в гореща камера, която има сравнително ниска точка на топене, което предлага допълнителни предимства за ниско износване на машини (тенджера, гъши врат, втулка, бутало, дюза), както и ниско износване на инструменти за матрици (така че по-дълъг инструмент живот в сравнение с инструментите за леене под налягане на алуминий – предмет на приемане на качеството на леене).
Името студена камера идва от процеса на изливане на разтопен метал в студена камера/втулка за изстрел, която е прикрепена през фиксираната плоча на половин матрица към гърба на инструмента на фиксираната половин матрица.Пещите за задържане/топене на разтопен метал обикновено се разполагат възможно най-близо до изстрелвания край на машината за леене под налягане, така че ръчен оператор или автоматичен разливащ кофа да може да извлече разтопения метал, необходим за всеки изстрел/цикъл с кофа и да излее разтопен метал в отвор за изливане в гилзата/изстреляната камера.Върхът на буталото (който е носеща се и сменяема част, прецизно обработена до вътрешния диаметър на втулката на изстрела с възможност за топлинно разширение), свързан към буталото на машината, избутва разтопения метал през камерата за изстрел и в кухината на матрицата.Машината за леене под налягане, когато бъде подканена, ще извърши първия етап, за да избута разтопения метал покрай отвора за изливане в ръкава.По-нататъшните етапи се извършват при повишено хидравлично налягане от буталото, за да се инжектира разтопеният метал в кухината на матрицата.Целият процес отнема секунди, бързото и засилващо се налягане, както и спадането на температурата на метала кара метала да се втвърди в кухината на матрицата.Подвижната половина на плочата на машината за леене под налягане се отваря (към която е фиксирана подвижната половина на инструмента за щанцоване) и изхвърля втвърдената отливка от лицето на матрицата на инструмента.Отливката се отстранява, челата на матрицата се смазват със система за пръскане и след това цикълът се повтаря.
Машините със студени камери са подходящи за леене под налягане на алуминий, частите на машината (втулка, връх на буталото) могат да се сменят с течение на времето, втулките могат да бъдат обработени с метал, за да се увеличи тяхната издръжливост.Алуминиевата сплав се топи в керамичен тигел поради относително високата точка на топене на алуминия и необходимостта да се намали рискът от поемане на желязо, което е риск в железните тигли.Тъй като алуминият е сравнително лека метална сплав, той позволява леене на големи и тежки отливки или където се изисква повишена здравина и лекота на отливките.
