Литье — это процесс, при котором сжиженный материал, например расплавленный металл, заливают в полость специально разработанной формы и дают ему затвердеть. После затвердевания заготовка извлекается из матрицы для прохождения различных отделочных обработок или для использования в качестве конечного продукта. Литье обычно используется для создания сложных твердых форм, а литые изделия используются в широком спектре применений, включая автомобильные компоненты, детали аэрокосмической отрасли, электронику, механические устройства и строительные материалы.
Хотя литье является одной из старейших известных технологий производства, современные достижения в технологии литья привели к появлению широкого спектра специализированных методов литья. Каждый из процессов горячей формовки, таких как литье под давлением, литье по выплавляемым моделям, гипсовое литье и литье в песчаные формы, имеет свои уникальные производственные преимущества. Сравнение преимуществ и недостатков распространенных типов процессов литья может помочь в выборе метода, наиболее подходящего для данного производственного цикла.
Литье в песок:
Для литья в песчаные формы обычно используются материалы на основе диоксида кремния, такие как синтетический или естественно связанный песок. Литейный песок обычно состоит из мелко измельченных сферических зерен, которые можно плотно упаковать вместе, образуя гладкую формовочную поверхность. Отливка спроектирована так, чтобы уменьшить вероятность разрывов, растрескивания или других дефектов, обеспечивая умеренную степень гибкости и усадки на этапе охлаждения. Песок также можно укрепить добавлением глины, которая способствует более тесному сцеплению частиц. Многие автомобильные изделия, такие как блоки цилиндров и корпуса двигателей, производятся методом литья в песчаные формы. К его основным преимуществам как процесса литья относятся:
- Относительно невысокие производственные затраты, особенно при небольших тиражах.
- Возможность изготовления крупных деталей.
- Возможность литья как черных, так и цветных металлов.
- Низкая стоимость инструментов после литья.
- Несмотря на свои преимущества, литье в песчаные формы обеспечивает меньшую степень точности, чем альтернативные методы, и может быть сложно отлить детали с заранее заданными размерами и весом. Кроме того, этот процесс имеет тенденцию давать продукты со сравнительно шероховатой поверхностью.
Инвестиционное литье:
При литье по выплавляемым моделям для каждой отлитой детали используется одноразовая восковая модель. Воск либо впрыскивается непосредственно в форму, либо перед впрыскиванием предварительно покрывается жидким огнеупорным материалом. Затем расплавленный формовочный материал заливают в форму, дают ему затвердеть и принять форму восковой модели. Затем компонент выбрасывается, а восковая модель выплавляется из отливки и становится доступной для повторного использования. Литье по выплавляемым моделям часто используется для производства деталей для аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также для военной промышленности. Некоторые из основных преимуществ использования процесса литья по выплавляемым моделям включают в себя:
- Высокая степень точности и точные размеры.
- Возможность создания тонкостенных деталей сложной геометрии.
- Возможность литья как черных, так и цветных металлов.
- Относительно высокое качество обработки поверхности и детализации конечных компонентов.
- Несмотря на высокую точность, литье по выплавляемым моделям обычно дороже, чем другие сопоставимые методы литья, и обычно экономически эффективно только в том случае, если невозможно использовать отливки из песка или гипса. Однако иногда затраты можно компенсировать за счет снижения затрат на механическую обработку и оснастку благодаря качеству поверхности отливок по выплавляемым моделям.
Литье под давлением:
Литье под давлением — это метод формования материалов под высоким давлением, в котором обычно используются цветные металлы и сплавы, такие как цинк, олово, медь и алюминий. Пресс-форма покрыта смазкой, которая помогает регулировать температуру матрицы и облегчает извлечение компонентов. Затем расплавленный металл впрыскивается в матрицу под высоким давлением, которое остается постоянным до тех пор, пока заготовка не затвердеет. Эта вставка под давлением происходит быстро и предотвращает затвердевание любого сегмента материала перед отливкой. После завершения процесса деталь вынимается из матрицы и удаляются все отходы. К основным преимуществам литья под давлением относятся:
- Строгие допуски по размеру и форме.
- Высокая однородность размеров компонентов и единообразный дизайн.
- Снижение потребности в механической обработке после литья.
- Несмотря на свои преимущества, литье под давлением требует относительно высоких затрат на инструмент, что делает его более рентабельным при больших объемах производства продукции. Также может быть сложно обеспечить механические свойства литого компонента, а это означает, что эти продукты обычно не функционируют как детали конструкции.