Šta je livenje pod pritiskom
Lijevanje pod pritiskom je proizvodni proces koji se koristi za proizvodnju metalnih dijelova s visokom preciznošću dimenzija i završnom obradom površine.To uključuje prisiljavanje rastopljenog metala u šupljinu kalupa pod visokim pritiskom.Šupljinu kalupa stvaraju dvije matrice od kaljenog čelika koje se strojno obrađuju u željeni oblik.
Proces počinje topljenjem metala, obično aluminija, cinka ili magnezija, u peći.Otopljeni metal se zatim ubrizgava u kalup pod visokim pritiskom pomoću hidrauličke preše.Metal se brzo stvrdnjava unutar kalupa, a dvije polovine kalupa se otvaraju kako bi se oslobodio gotov dio.
Lijevanje pod pritiskom se široko koristi za proizvodnju dijelova složenih oblika i tankih zidova, kao što su blokovi motora, kućišta mjenjača i razne automobilske i zrakoplovne komponente.Proces je također popularan u proizvodnji robe široke potrošnje, kao što su igračke, kuhinjsko posuđe i elektronika.
Lijevanje pod pritiskom
Livenje pod pritiskom je prilično specijalizovan proces koji se pretežno razvijao u 20. veku.Osnovni proces se sastoji od: rastopljenog metala se sipa/ubrizgava u čelični kalup i putem velike brzine, konstantnog i intenzivirajućeg pritiska (kod tlačnog livenja) i hlađenja rastopljeni metal se učvršćuje u čvrsti odliv.Obično sam proces traje samo nekoliko sekundi i predstavlja brz način formiranja metalnog proizvoda od sirovog materijala.Lijevanje pod pritiskom je pogodno za materijale kao što su kalaj, olovo, cink, aluminij, legure magnezija do bakra, pa čak i legure željeza kao što je nehrđajući čelik.Glavne legure koje se danas koriste u livenju pod pritiskom su aluminijum, cink i magnezijum.Od ranih mašina za livenje pod pritiskom koje su orijentisale alate za kalupljenje u vertikalnoj orijentaciji do sada uobičajenog standarda horizontalne orijentacije i rada, četiri zatezanja poluge i potpuno kompjuterski kontrolisane faze procesa, proces je napredovao tokom godina.
Industrija je izrasla u svjetsku proizvodnu mašinu, koja proizvodi komponente za različite primjene, od kojih će mnoge biti dostupne i sami, budući da je primjena proizvoda odljevaka pod pritiskom tako raznolika.
Prednosti tlačnog tlačnog livenja
Neke od prednosti tlačnog livenja pod visokim pritiskom:
• Proces je prikladan za proizvodnju velikog obima.
• Brza proizvodnja prilično složenih odlivaka u poređenju sa drugim procesima oblikovanja metala (npr. mašinska obrada).
• Komponente visoke čvrstoće proizvedene u livenom stanju (u zavisnosti od dizajna komponente).
• Ponovljivost dimenzija.
• Mogući profili tankog zida (npr. 1-2,5 mm).
• Dobra linearna tolerancija (npr. 2 mm/m).
• Dobra završna obrada površine (npr. 0,5-3 µm).
Proces tlačnog livenja u vrućoj komori uključuje topljenje metalnog ingota unutar peći koja je smještena blizu/integralno uz fiksnu polulivu mašine za tlačno livenje i ubrizgavanje rastopljenog metala preko potopljenog klipa direktno kroz guski vrat i mlaznicu i u alat za matricu.Guski vrat i mlaznica zahtijevaju zagrijavanje kako bi se spriječilo smrzavanje metala prije nego što dođe do šupljine matrice, cijeli grijaći i rastopljeni metalni element ovog procesa je mjesto odakle dolazi oznaka vruća komora.Težina sačme za livenje je diktirana hodom, dužinom i prečnikom klipa, kao i veličinom rukavca/komora, a mlaznica takođe igra ulogu koju treba uzeti u obzir pri dizajnu matrice.Kada se metal očvrsne u šupljini matrice (potrebno je samo nekoliko sekundi), pokretna polovina matrice za koju je fiksirana pokretna polovina matrice se otvara i odljevak se izbacuje s površine matrice i uklanja iz alata.Površine matrice se zatim podmazuju putem sistema za raspršivanje, matrica se zatvara i proces se ponovo odvija.
Zbog ovog „zatvorenog“ sistema taljenja/ubrizgavanja metala i minimalnog mehaničkog pomeranja livenje u vrućoj komori može obezbediti bolju ekonomičnost proizvodnje.Legura metala cinka se prvenstveno koristi u livenju pod pritiskom u vrućoj komori koje ima prilično nisku tačku taljenja što nudi dodatne prednosti za nisko habanje mašina (lonac, guska vrata, rukav, klip, mlaznica) i takođe nisko trošenje alata za kalupljenje (tako duži alat životni vek u poređenju sa alatima za livenje aluminijuma – podložno prihvatanju kvaliteta livenja).
Naziv hladna komora dolazi od procesa izlivanja rastopljenog metala u hladnu komoru/čahuru koja je pričvršćena kroz fiksnu polumatnicu na stražnju stranu alata za fiksiranje.Peći za držanje/taljenje rastopljenog metala obično se nalaze što je bliže moguće kraju mašine za tlačno livenje, tako da ručni operater ili automatska kutlača za livenje mogu izvući lopaticom otopljeni metal potreban za svaki udar/ciklus i sipati rastopljenog metala u rupu za izlivanje unutar komore za čahure.Vrh klipa (koji je nosivi i zamjenjivi dio, precizno obrađen do unutrašnjeg prečnika čahure sa mogućnošću termičkog širenja) spojen na ram mašine gura rastopljeni metal kroz komoru za sačmanje i u šupljinu kalupa.Mašina za tlačno livenje, kada se to zatraži, će izvesti prvu fazu da gurne rastopljeni metal kroz rupu za izlivanje u rukavu.Dalje faze se odvijaju pod povećanim hidrauličkim pritiscima od ram za ubrizgavanje rastopljenog metala u šupljinu kalupa.Cijeli proces traje nekoliko sekundi, brzi i pojačavajući pritisak, kao i pad temperature metala, uzrokuju stvrdnjavanje metala u šupljini kalupa.Pokretna poluploča mašine za tlačno livenje se otvara (na koju je pokretna polovina alata za kalupljenje fiksirana) i izbacuje očvrsnuti odliv sa lica alata.Odljevak se uklanja, površine matrice se podmazuju raspršivačem i zatim se ciklus ponavlja.
Mašine sa hladnom komorom su pogodne za livenje aluminijuma pod pritiskom, delovi na mašini (čahura, vrh klipa) se mogu zameniti tokom vremena, čahure se mogu metalno tretirati kako bi se povećala njihova izdržljivost.Legura aluminijuma se topi u keramičkom lončiću zbog relativno visoke tačke topljenja aluminijuma i potrebe da se smanji rizik od skupljanja gvožđa, što je rizik u loncima od željeza.Budući da je aluminijum relativno laka legura metala, omogućava livenje velikih i teških odlivaka ili gde je potrebna povećana čvrstoća i lakoća odlivaka pod pritiskom.
