Кристаллизация под давлением и штамповка из расплава

Процессы кристаллизации под давлением и штамповки из расплава позволяют в значительной мере компенсировать усадку расплава при кристаллизации благодаря уменьшению объема полости формы. Расплав заливают в неразъемную или разъемную металлическую форму, достаточно прочную, чтобы выдержать давление, передаваемое на отливку поршнем (рисунок 7.6, а).

Рисунок 7.6 – Схема кристаллизации под давлением поршня (а) и штамповки из расплава в закрытой (б) и открытой (в) формах

При приложении с помощью поршня высоких давлений (до 30 МПа и более) происходит пластическая деформация кристаллизующейся корочки и уменьшение объема полости формы. В результате расплав поступает в обра-зующиеся усадочные поры, рыхлоты и питает кристаллизующуюся отливку. Под действием внешнего давления растворенные в расплаве газы практически не выделяются из раствора. Высокие скорости кристаллизации расплава в металлической форме, благодаря отсутствию зазора между стенками отливки и формы, способствуют измельчению структуры. Эти особенности процесса позволяют получать плотные литые заготовки, для которых характерны высокие значения прочности, относительного удлинения и ударной вязкости. Отливки, полученные кристаллизацией под поршневым давлением, обладают механическими свойствами одинаковыми с поковками.

Важным преимуществом этого процесса является также отсутствие расхода металла на литники и прибыли.

Кристаллизацию под давлением поршня применяют для изготовления слитков, фасонных отливок с толщиной стенок до 8 мм из медных, алюминиевых, цинковых сплавов, чугуна, стали.

В методе штамповки из расплава (рисунок 7.6, б, г) совмещены заполнение формы выжиманием и кристаллизация под давлением. Расплав заливают в разъемную металлическую форму до определенного уровня и затем погружают в расплав пуансон, который выжимает его в полость формы. Давление на пуансон используется для уплотнения кристаллизующейся отливки и заполнения формы.

Метод штамповки из расплава используют для получения отливок с открытой полостью или отверстием и сложными наружными очертаниями. В зависимости от конфигурации отливок штамповку из расплава выполняют в закрытой или открытой пресс-форме. Это, как и точность дозирования расплава, влияет на точность отливок. При штамповке в закрытой форме отливки имеют разную толщину дна, в открытой форме все внутренние продольные размеры могут быть неточными, вплоть до незаполнения формы.