Процесс обработки металла методом литья

31.05.2023
Сегодня существуют различные типы процессов литья, с помощью которых можно производить сложные и точные изделия для различных областей применения и потребностей пользователей.
Процессы в области пластической деформации металла, такие как упрочнение, восстановление и рекристаллизация, имеют большое значение при термомеханической обработке. В своей статье мы рассмотрим самый распространенный метод пластической деформации металла, такой как процесс литья, основные типы, технологические схемы процесса, достоинства и недостатки каждого из них.

7897.jpg

Для начала мы дадим описание изменений молекулярной структуры металла под воздействием термических процессов:

Упрочнение.

Деформационное упрочнение также называют холодным упрочнением. Это процесс повышения прочности и твердости металла ниже его температуры рекристаллизации за счет увеличения плотности дислокаций за счет пластической деформации. С повышением температуры возрастает вероятность перераспределения вещества, а также дислокаций, что способствует снижению прочности при повышении пластичности.

Восстановление.

Восстановление представляет собой процесс размягчения, который относится к высвобождению части внутренней энергии, запасенной в микроструктуре, происходящей перед рекристаллизацией в деформированном материале. Обычно это происходит выше температуры рекристаллизации, когда движение атомов, т.е. подвижность атомов и производная диффузия, значительно облегчаются. Известны два типа восстановления: статическое и динамическое

Рекристаллизация

Рекристаллизация связана с зарождением новых бездеформационных зерен и их последующим ростом в деформированной микроструктуре, когда внутренняя энергия достигает критического значения. Когда процесс рекристаллизации возникает в процессе деформирования, его называют динамической рекристаллизацией. Напротив, когда это происходит после деформации или во время постобработки, такой как процесс отжига, возникает процесс статической рекристаллизации.

Теперь, когда мы знаем, какие внутренние процессы происходят с металлом на молекулярном уровне в процессе деформации, перейдем непосредственно к самому процессу.

2. Литье

Процесс литья — это технология обработки металла, при котором изготавливаются металлические детали заданной формы путем заливки расплавленного металла в форму для дальнейшего затвердевания и охлаждения. Он способен производить сложные и сложные детали, независимо от их размеров.

Литье позволяет производить металлические детали в больших количествах, что делает его востребованным производственным процессом для массового производства. Для решения конкретных технических задач   существуют различные типы литья, которые различаются по используемому материалу и форме.

3.Методы литья

Существуют различные типы процессов литья, и каждый процесс имеет свои преимущества и недостатки в соответствии с требованиями пользователя. Давайте их рассмотрим подробнее.
Процесс литья в песчаные формы.
Литье в песчаные формы — это универсальный процесс литья, который можно использовать для литья любого металлического сплава, черного или цветного. Он широко используется для массового производства в промышленных установках, таких как автомобильные литые детали, такие как блоки цилиндров, головки цилиндров, коленчатые валы и т. д. 
564756.png

Литье в песчаные формы имеет свои преимущества и недостатки:

53464536.png

Литье по выплавляемым моделям.

Это процесс, возникший в результате спроса на компоненты сложной геометрии из материалов, способных работать при высоких температурах для использования в авиационных двигателях. Лопатки турбинного двигателя были бы слишком дорогими для производства с использованием более распространенных процессов, таких как ковка или механическая обработка.

678978.jpg

С помощью литья по выплавляемым моделям можно производить отливки весом от нескольких граммов до нескольких сотен килограммов. Технология заключается в изготовление шаблона из легкоплавких материалов, таких как парафин и  воск, с последующей запрессовки в пресс форму. Поверхность шаблона покрывается несколькими слоями огнеупорных материалов, изготавливается точная модель изделия и литниковая система. 

Схема технологического процесса:
566.jpg
6457756.png

Литье под давлением.

Это процесс подачи жидкого металла под высоким давлением с большой скоростью в полость прецизионной металлической формы, затем металл  охлаждается и затвердевает под давлением, образуя отливку. Литье под высоким давлением более популярно для массового производства изделий сложной геометрии, требующих высокой точности и  является наиболее прогрессивным способом изготовления отливок из цветных сплавов цинковых, алюминиевых, магниевых, латуни, в последнее время широко применяется в точном приборостроении, автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности. В этом типе литья металлы впрыскиваются в многоразовую форму покрытую смазкой под высоким давлением. Таким образом, высокое давление поддерживается на протяжении всего процесса быстрого впрыска, чтобы избежать затвердевания металла. Наконец, после завершения процесса происходит извлечение литья и отделка для удаления лишнего материала.    

567457456.png

Схема технологического  процесса:

456756756.png

45765475.png

Центробежное  (гравитационное) литье.

54645756.jpg

Центробежное или гравитационное литье -  это метод литья, который использует многоразовые формы из металла и впервые было использовано для производства литых труб. при данном процессе котором расплавленный металл заливается во вращающуюся форму,  форма заполняется, металл затвердевает под действием центробежной силы.  Этот тип металлического литья позволяет изготавливать центробежно-литые чугунные трубы, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания и втулки валов, венцы червячных колес, барабаны для бумагоделательных маши, роторы электродвигателей.

Схема технологического  процесса:

546457.jpg
Image 8.png

литье под низким давлением (кокиль)

Image 1.png

Это процесс воздействия на жидкий металл, находящийся в форме, невысокого давления от 0,02 до 0,06 МПа, под воздействием которого металл по каналу поднимается вверх и заполняет полость литейной формы. Технология применятся при производстве колесных литых дисков, головка двигателя, ступиц и т.д.   

Схема технологического процесса:

56765756.jpg

5467547456.png

4. Перечень разделительных составов Petrofer применяемых для литья металла:

67546745.png  
     
ООО «Аллея Групп»
автор: Науменко М.
04.2023 г.