Технология литья под давлением

дипломная работа

1.2.1 Сплавы

Сплавы на основе олова. Отливки, получаемые способом литья под давлением из сплавов на основе олова, легко поддаются пайке мягким припоем, что и служит основанием для их применения при изготовлении деталей радиоаппаратуры, рентгеновского оборудования и некоторых приборов. Отливки имеют очень высокую точность, толщину стенок до 0,5 мм и очень чистую поверхность. Сплавы на основе олова обычно содержат 4 - 18% сурьмы и 1 - 33% - свинца.

Остальные теплофизические и механические свойства олова имеют следующие значения: Тпл - 232° С, Ткип - 2270° С, Qпл = 13,9 ккал/кг, Qисп = 720 ккал/кг, Е - 4000 ч 5620 кГ/мм2, у = 2 ч З кГ/мм2, д = 40%, НВ 10.

Сплавы на основе цинка. Отливки из цинковых сплавов нашли широкое применение в машиностроении. Выпуск литья под давлением из цинковых сплавов в разных странах колеблется от 50 до 70% от общего выпуска отливок, получаемых этим способом. Для изготовления отливок применяются нестареющие сплавы с алюминием типа ЦА 4 и стареющие алюминиево-медные сплавы ЦАМ 4-1, ДАМ 4-3 и ЦАМ 10-5.

Остальные теплофизические и механические свойства цинка имеют следующие значения: Тпл - 419° С, Ткип - 907° С, Qпл = 24,4 ккал/кг, Е - 8000 ч 14000 кГ/мм2, у = 4 ч 5 кГ/мм2, НВ 30-40.

Сплавы на основе магния. Отливки из магниевых сплавов применяются реже других, что объясняется особыми требованиями к конструкции отливок и более сложными технологическими условиями их изготовления. Однако следует отметить, что отливки из магниевых сплавов в 1,5 раза легче отливок из алюминиевых сплавов, имеют лучшую чистоту поверхности и лучше обрабатываются. Магний не реагирует с рабочей поверхностью пресс-форм, не налипает и не приваривается. Указанные преимущества и привлекают внимание машиностроителей к отливкам из магниевых сплавов. Остальные теплофизические и механические свойства магния имеют следующие значения: Тпл - 650° С, Ткип - 1120° С, Qпл = 89 ккал/кг, Qисп = 1300 ккал/кг, Е - 4500 кГ/мм2, у = 8 ч 11 кГ/мм2, д = 4%, НВ 30. Сплавы на основе меди. Получение отливок из сплавов меди литьем под давлением из-за низкой стойкости пресс-форм не нашло еще широкого применения, хотя машиностроение в этом очень заинтересовано. Например, в США из сплавов меди изготовляют только 1 % отливок от общего выпуска. В последнее время в США при литье латуни в качестве материала пресс-форм применяют сплавы молибдена и вольфрама, что повышает стойкость пресс-форм, приводит к снижению стоимости отливок и увеличению их выпуска.

Для изготовления отливок применяют преимущественно латуни марок ЛС 59-1JI, ЛК 80-ЗЛ и реже ЛК 64-1 и ЛСК 60-1,5-3. Олово снижает пластичность сплава в горячем состоянии, поэтому его содержание ограничивают до 0,1%. Алюминий (до 0,1%) является полезной примесью, так как небольшое количество его задерживает шлакообразование в печи. Свинец улучшает обрабатываемость отливок и уменьшает склонность к налипанию жидкого металла на рабочие полости пресс-формы

Остальные теплофизические и механические свойства меди имеют следующие значения: Тпл - 1083° С, Ткип - 2360° С, Qпл = 51 ккал/кг, Qисп = 1290 ккал/кг, Е - 10800 ч 11700 кГ/мм2, у = 20 ч 24 кГ/мм2, д = 50%, НВ 37 [6].

Для литья под давлением наиболее широко используют алюминиевые сплавы, имеющие хорошее сочетание физических, механических и технологических свойств.

Целям повышения рентабельности производства, обеспечения централизации плавильного отделения и стабилизации технологических режимов служит унификация сплавов. Многие крупнейшие производства стремятся использовать всего один или два сплава. Анализ литературных и производственных данных показывает, что в качестве основных можно принять алюминиевые сплавы АЛ2, АЛ4 и АЛ32, цинковые ЦА4 и ЦА4М1, магниевый МЛ5, латуни ЛЦ40Сд и ЛЦ40МцЗЖ. Алюминиевые сплавы. На первой стадии развития литья под давлением в СССР применяли используемый для литья в кокиль сплав АЛ9 (7% Si и 0,3% Mg). Однако в отливках, полученных литьем под давлением, имела место повышенная пористость, поэтому стали использовать сплавы АЛ2 (12% Si) и АЛ4 (9% Si и 0,3% Mg) (ГОСТ 2685--75). Сплав АЛ2 обладает высокой жидкотекучестью, хорошими коррозионной стойкостью, теплопроводностью и электрической проводимостью. Его используют главным образом для крупных, сложных и тонкостенных отливок. К недостаткам сплава относятся плохая обрабатываемость резанием и более низкие по сравнению со сплавами, легированными магнием, медью и другими компонентами, механические свойства.

Сплав АЛ4 незначительно уступает сплаву АЛ2 по литейным свойствам, но обладает более высокими механическими свойствами, хорошей обрабатываемостью резанием и высокой коррозионной стойкостью. Он широко применяется и при изготовлении отливок литьем в кокиль.

В 60-е годы в СССР специально для литья под давлением был разработан сплав AJI32, который относится к сплавам системы AI - Si - и - Mg с добавками Мn и Ti. Химический состав этого сплава и содержание тех же элементов в сплавах, широко применяемых в США. Эти сплавы применяют для получения высокопрочных деталей литьем под давлением, в том числе блока цилиндров автомобильных двигателей. Меньшее содержание меди в сплавах AJI32 и А360 обеспечивает более высокую коррозионную стойкость. Сплавы этой системы обладают хорошей жидкотекучестью и высокими механическими свойствами, легко обрабатываются резанием.

В тех случаях, когда решающим фактором является высокая коррозионная стойкость, применяется сплав АЛ27 (10% Mg), который отлично сопротивляется коррозии в растворах щелочей и в кислотах, а также обладает высокими механическими свойствами и хорошей обрабатываемостью резанием. Однако этот сплав обладает низкими технологическими свойствами и требует выдерживания технологических параметров литья в узких пределах. Возможность его применения ограничивается сложностью конфигурации отливки, он не относится к группе тех сплавов, которые используют для унификации. Следует учитывать, что при высоких требованиях, когда не допускаются даже слабые следы коррозии, рекомендуется не переход на коррозионно-стойкий сплав, а специальная защита поверхности деталей.

Интервал кристаллизации сплава АЛ32 593--538 °С, сплава АЛ2 582--574 °С, сплава АЛ4 596--577 °С, сплава АЛ27 621--535 °С. Следует учитывать, что узкоинтервальные сплавы обеспечивают получение отливок с мелкозернистой эвтектикой. Литейщики обычно отдают предпочтение этим сплавам благодаря их хорошим литейным свойствам. Однако современные машины с механизмами, обеспечивающими эффективную подпрессовку, позволяют изготовлять качественные отливки из широкоинтервальных сплавов, причем более продолжительный период затвердевания дает возможность полнее использовать давление подпрессовки для уплотнения металла отливки.

Делись добром ;)