Odlewanie niskociśnieniowe odnosi się do metody odlewania, w której forma jest zazwyczaj umieszczana nad uszczelnionym tyglem, a do tygla wprowadzane jest sprężone powietrze w celu wytworzenia niskiego ciśnienia (0.06-0.15 MPa) na powierzchni stopionego metalu, powodując, że ciecz metalowa unosi się z nadlewu i wypełnia formę, a także kontroluje krzepnięcie. Ta metoda odlewania ma dobrą kompensację skurczu, gęstą strukturę odlewu i jest łatwa do odlewania dużych cienkościennych złożonych odlewów bez potrzeby nadlewów, ze współczynnikiem odzysku metalu wynoszącym 95%. Brak zanieczyszczeń, łatwa do osiągnięcia automatyzacja. Jednak koszt sprzętu jest wysoki, a wydajność produkcji niska. Zwykle stosowana do odlewania stopów metali nieżelaznych.
Zasada
Odlewanie niskociśnieniowe to metoda odlewania, w której ciekły stop jest wtłaczany do wnęki formy od dołu do góry pod ciśnieniem i krzepnie pod ciśnieniem, aby uzyskać odlewy. Zasada odlewania niskociśnieniowego jest pokazana na rysunku 1 „Zasada odlewania niskociśnieniowego”. Suche sprężone powietrze lub gaz obojętny jest wprowadzany do uszczelnionego tygla, a za pomocą ciśnienia działającego na powierzchnię cieczy metalicznej, ciecz metaliczna jest płynnie napełniana do formy przez wlew od dołu do góry wzdłuż wzniosu. Ciśnienie napełniania wynosi na ogół 20-60kPa. Po całkowitym zestaleniu odlewu zwolnij ciśnienie gazu na powierzchni cieczy, tak aby ciecz metaliczna, która nie zestaliła się w wzniosie i kanale, wpłynęła do tygla pod własnym ciężarem, a następnie otwórz formę, aby wyjąć odlew.
Podstawowe procesy:
1. Przygotowanie formy
Po pierwsze, konieczne jest stworzenie formy, która może być używana do odlewania pod niskim ciśnieniem. Forma ta musi być w stanie wytrzymać wysoką temperaturę i ciśnienie ciekłego metalu oraz mieć wystarczającą wytrzymałość, aby zapewnić jakość części. Zazwyczaj formy są wykonane z materiałów ogniotrwałych i pokryte specjalną warstwą materiału wewnątrz, aby zapobiec przywieraniu metalu.
2. Przygotowanie pieca grzewczego
Aby podgrzać metal do wystarczająco wysokiej temperatury, aby mógł płynąć, należy przygotować piec grzewczy. Piece grzewcze zazwyczaj wykorzystują gaz ziemny lub energię elektryczną do dostarczania energii grzewczej. Podczas podgrzewania metalu w piecu należy upewnić się, że osiągnie on wystarczającą temperaturę, aby przekształcić go w stan ciekły.
3. Topienie metali
Podgrzewaj metal w piecu, aż całkowicie się roztopi. Podczas tego procesu konieczne jest ciągłe mieszanie metalu, aby zapewnić jego równomierne podgrzanie i stopienie.
4. Wstępna obróbka formy
Przed wlaniem metalu do formy konieczne jest jej wstępne przygotowanie. Proces ten obejmuje czyszczenie formy i nałożenie warstwy specjalnego materiału, aby zapobiec przywieraniu metalu. Następnie umieść formę w niskociśnieniowej maszynie odlewniczej, aby przygotować ją do wtrysku metalu.
5. Wtrysk metalu
Gdy metal jest całkowicie stopiony i forma jest gotowa, czas rozpocząć wtryskiwanie metalu. W odlewaniu niskociśnieniowym, głowica napełniająca jest używana do wtryskiwania metalu do formy. Głowica napełniająca zazwyczaj składa się z kilku otworów, przez które można kontrolować szybkość i natężenie przepływu.
6. Chłodzenie komponentów
Gdy metal całkowicie wypełni formę i ostygnie, odlew można wyjąć. Zazwyczaj należy odczekać pewien czas, aby upewnić się, że odlew całkowicie ostygł i stwardniał. Następnie odlew można wyjąć z formy.
7. Postprodukcja części
Na koniec, odlewy wymagają obróbki końcowej. Proces ten obejmuje usuwanie nadmiaru materiałów i obróbkę powierzchni. Zazwyczaj do wykonania tych zadań wymagane są maszyny lub narzędzia ręczne.
Aplikacja
Odlewanie niskociśnieniowe jest najwcześniejszą technologią odlewania antygrawitacyjnego, która zaczęła być stosowana w produkcji przemysłowej w latach 40. XX wieku. Obecnie odlewanie niskociśnieniowe jest stosowane głównie do produkcji części ze stopów aluminium i magnezu, takich jak koła samochodowe w przemyśle motoryzacyjnym, bloki cylindrów, głowice cylindrów, tłoki, obudowy pocisków, wirniki, deflektory wiatru i inne odlewy o złożonych kształtach i wysokich wymaganiach jakościowych dla silników spalinowych. Gdy odlewanie niskociśnieniowe jest stosowane do produkcji staliwa, takiego jak koła ze staliwa, do rury podnoszącej należy użyć specjalnych materiałów ogniotrwałych. Odlewanie niskociśnieniowe można również stosować do małych odlewów ze stopów miedzi, takich jak złączki rurowe, baterie łazienkowe itp.
Przemysł motoryzacyjny: Produkcja motoryzacyjna jest głównym obszarem zastosowań odlewów niskociśnieniowych. Dzięki wykorzystaniu technologii odlewów niskociśnieniowych producenci samochodów mogą produkować szereg złożonych części, w tym elementy silnika i części przekładni.
Przemysł lotniczy: W przemyśle lotniczym konieczne jest wytwarzanie serii złożonych części, w tym łopatek turbin i komponentów silników lotniczych. Technologia odlewania niskociśnieniowego może pomóc producentom w wytwarzaniu tych wysokiej jakości części.
3. Przemysł maszyn przemysłowych: Produkcja maszyn przemysłowych to kolejny ważny obszar zastosowań odlewów niskociśnieniowych. Dzięki zastosowaniu technologii odlewów niskociśnieniowych można produkować szereg wysokiej jakości komponentów maszyn przemysłowych, w tym koła zębate, reduktory i układy przekładniowe.
