Технологический процесс литья алюминиевых сплавов под давлением: полное разборка от сырья до готовой продукции

Технологический процесс литья алюминиевых сплавов под давлением: полное разборка от сырья до готовой продукции

Литье алюминиевых сплавов под давлением — это системный промышленный процесс, который требует согласованной работы шести ключевых стадий для превращения металлического сырья в высокоточные детали. Для обеспечения качества продукции на каждом этапе неотъемлемо строгое управление параметрами.

Растворение сырья является начальным этапом процесса. Алюминиевые слитки с чистотой более 99,5% смешиваются с легирующими элементами (такими как кремний, магний, медь) в установленном соотношении, загружаются в индукционную печь средней частоты и нагреваются до 650–720 °C. Во время растворения добавляются рафинирующие вещества для удаления примесей, а также подается азот или аргон для предотвращения окисления. В результате получается расплав алюминиевого сплава с однородным составом и низким содержанием газов — его чистота напрямую влияет на механические свойства последующих литьев.

Подготовка формы — важное предварительное условие. Формы обычно изготовляются из жаропрочной инструментальной стали марки H13 и состоят из двух частей: подвижной и неподвижной. Внутри предусмотрены полость (соответствующая форме детали), система шлаководов (линии подачи расплава) и система вентилей (для удаления газов). Перед использованием форма должна быть прогрета до 150–300 °C, чтобы предотвратить образование трещин при контакте холодной формы с горячим расплавом алюминия. Кроме того, на поверхность полости распыляется разделительное средство — это снижает прилипание алюминия и продлевает срок службы формы.

Формовка под давлением — ключевая стадия, осуществляемая на литьевом станке под давлением. Сначала расплав алюминиевого сплава из шотовой камеры (камера для впрыска) с высокой скоростью (3–15 м/с) впрыскивается в полость формы, при этом обычно применяется Давление от 50 до 150 МПа. Это гарантирует, что расплав быстро заполняет сложную полость и удаляет задержанные в ней газы. Далее поддерживается давление (время удержания давления: 5–30 секунд) для полного затвердевания расплава в полости. Завершающим этапом является раскрытие формы и извлечение литья с помощью выталкивающего механизма. Вся цикл формации занимает всего несколько десятков секунд, что делает процесс подходящим для массового производства.

Удаление шлаководов, литников и очистка осуществляются немедленно. Литья сразу после формации имеют лишние элементы (шлаководы, литники), которые удаляются механическим резанием (пиление, фрезерование и т.д.) или высоко압ным водяным струем. Затем поверхность обрабатывается методом шлифовки бlasting (пучковым обработкой) или пескоструйной обработки для удаления окисных налетов и заусенцев. Благодаря этому шероховатость поверхности литья снижается до Ra3,2–Ra6,3 мкм, одновременно повышается адгезия поверхности, что создает основу для последующей обработки.

Усиление термической обработкой проводится при необходимости. Для литьев, требующих повышения прочности, применяется термическая обработка типа T6: сначала литье нагревается до 520–540 °C для равномерного нагрева (растворочная обработка), быстро охлаждается водой, затем выдерживается при температуре 120–180 °C для старения. В результате этого процесса внутри сплава образуются однородные выпавшие фазы, в итоге прочность на растяжение увеличивается на 30–50%, что позволяет удовлетворить требования к конструктивным деталям.

Контроль качества — окончательный контрольный пункт. Внешний осмотр выявляет поверхностные дефекты, рентгенографическое дефектоскопирование и ультразвуковое дефектоскопирование обнажают внутренние поры и трещины. С помощью трехмерного измерительного станка проверяется размерная точность (гарантируется соответствие стандарту IT8–IT10). Только годные литья отправляются на последующую поверхностную обработку или сборку — это обеспечивает стабильность качества продукции на всех этапах процесса.