Što je lijevanje pod tlakom
Lijevanje pod pritiskom je proizvodni proces koji se koristi za proizvodnju metalnih dijelova s visokom dimenzijskom točnošću i površinskom završnom obradom. Uključuje utiskivanje rastaljenog metala u šupljinu kalupa pod visokim tlakom. Šupljina kalupa stvara se pomoću dva kaljena čelična kalupa koji se strojno obrađuju u željeni oblik.
Proces započinje taljenjem metala, obično aluminija, cinka ili magnezija, u peći. Rastaljeni metal se zatim ubrizgava u kalup pod visokim tlakom pomoću hidraulične preše. Metal se brzo stvrdnjava unutar kalupa, a dvije polovice kalupa se otvaraju kako bi se oslobodio gotov dio.
Lijevanje pod pritiskom se široko koristi za proizvodnju dijelova složenih oblika i tankih stijenki, kao što su blokovi motora, kućišta mjenjača i razne automobilske i zrakoplovne komponente. Postupak je također popularan u proizvodnji robe široke potrošnje, poput igračaka, kuhinjskog posuđa i elektronike.
Lijevanje pod tlakom
Lijevanje pod tlakom je prilično specijaliziran proces koji se pretežno razvio u 20. stoljeću. Osnovni proces sastoji se od: rastaljenog metala koji se ulijeva/ubrizgava u čelični kalup i putem velike brzine, konstantnog i intenzivirajućeg tlaka (u tlačnom lijevanju) i hlađenja rastaljeni metal se skrućuje u čvrsti odljevak. Tipično, sam proces traje samo nekoliko sekundi i brz je način oblikovanja metalnog proizvoda iz sirovine. Lijevanje pod tlakom prikladno je za materijale poput kositra, olova, cinka, aluminija, magnezija do legura bakra, pa čak i legura željeza poput nehrđajućeg čelika. Glavne legure koje se danas koriste u tlačnom lijevanju su aluminij, cink i magnezij. Od ranih strojeva za tlačno lijevanje koji su orijentirali alate za izradu kalupa u vertikalnoj orijentaciji do sada uobičajenog standarda horizontalne orijentacije i rada, zatezanja s četiri spone i potpuno računalno kontroliranih faza procesa, proces je napredovao tijekom godina.
Industrija je izrasla u svjetski proizvodni stroj, izrađujući komponente za razne primjene, od kojih će mnoge biti dostupne i vama jer je primjena proizvoda od tlačnih odljevaka toliko raznolika.
Prednosti lijevanja pod tlakom
Neke od prednosti lijevanja pod visokim tlakom:
• Postupak je prikladan za proizvodnju velikih količina.
• Izradite prilično složene odljevke brzo u usporedbi s drugim postupcima oblikovanja metala (npr. strojnom obradom).
• Komponente visoke čvrstoće proizvedene u lijevom stanju (ovisno o dizajnu komponente).
• Dimenzionalna ponovljivost.
• Mogući su dijelovi s tankim stijenkama (npr. 1-2,5 mm).
• Dobra linearna tolerancija (npr. 2 mm/m).
• Dobra površinska obrada (npr. 0,5-3 µm).
Proces lijevanja pod tlakom u vrućoj komori uključuje taljenje metalnog ingota unutar peći koja se nalazi blizu/integralno s fiksnom polovicom ploče stroja za lijevanje pod tlakom i ubrizgavanje rastaljenog metala putem uronjenog klipa izravno kroz vrat i mlaznicu u alat za lijevanje. Vrat i mlaznica zahtijevaju zagrijavanje kako bi se spriječilo smrzavanje metala prije nego što dođe do šupljine kalupa, a cijeli element zagrijavanja i rastaljenog metala u ovom procesu odakle dolazi naziv vruća komora. Težina kugle lijevanog materijala određena je hodom, duljinom i promjerom klipa, kao i veličinom čahure/komore, a mlaznica također igra ulogu koju treba uzeti u obzir pri projektiranju kalupa. Nakon što se metal stvrdne u šupljini kalupa (traje samo nekoliko sekundi), otvara se pokretna polovina ploče stroja na koju je pričvršćena pokretna polovica kalupa i odljevak se izbacuje s površine kalupa i uklanja iz alata. Površine kalupa se zatim podmazuju sustavom za prskanje, kalup se zatvara i proces se ponavlja.
Zbog ovog „zatvorenog“ sustava taljenja/ubrizgavanja metala i minimalnog mehaničkog kretanja, lijevanje pod pritiskom u vrućoj komori može osigurati bolju ekonomičnost proizvodnje. Legura cinka prvenstveno se koristi u lijevanju pod pritiskom u vrućoj komori, koja ima prilično nisku točku taljenja, što nudi dodatne prednosti za malo trošenje strojeva (lonac, gusji vrat, čahura, klip, mlaznica), a također i malo trošenje alata za lijevanje (dakle, dulji vijek trajanja alata u usporedbi s alatima za lijevanje aluminija pod pritiskom - ovisno o prihvaćanju kvalitete lijevanja).
Naziv hladna komora dolazi od procesa ulijevanja rastaljenog metala u hladnu komoru/čahuru za ubrizgavanje koja je pričvršćena kroz fiksnu polovicu matrice na stražnju stranu alata za lijevanje pod tlakom. Peći za držanje/taljenje rastaljenog metala obično se nalaze što je moguće bliže kraju stroja za lijevanje pod tlakom, tako da ručni operater ili automatska lijevalnica mogu izvući rastaljeni metal potreban za svaki ubrizgavanje/ciklus pomoću lijevalnice i uliti rastaljeni metal u otvor za izlijevanje unutar čahure/komore za ubrizgavanje. Vrh klipa (koji je dio koji se može nositi i zamijeniti, precizno obrađen prema unutarnjem promjeru čahure za ubrizgavanje uzimajući u obzir toplinsko širenje) spojen na klip stroja gura rastaljeni metal kroz komoru za ubrizgavanje i u šupljinu kalupa. Stroj za lijevanje pod tlakom, kada se to od njega zatraži, provest će prvu fazu kako bi potisnuo rastaljeni metal pored otvora za izlijevanje u čahuri. Daljnje faze odvijaju se pod povećanim hidrauličkim tlakom iz klipa kako bi se rastaljeni metal ubrizgao u šupljinu kalupa. Cijeli proces traje nekoliko sekundi, brzi i intenzivniji tlak, kao i pad temperature metala, uzrokuju skrućivanje metala u šupljini kalupa. Pokretna polovica ploče stroja za lijevanje pod pritiskom se otvara (na koju je pričvršćena pomična polovica alata za lijevanje) i izbacuje očvrsli odljevak s površine kalupa. Odljevak se uklanja, površine kalupa se podmazuju sustavom za prskanje, a zatim se ciklus ponavlja.
Strojevi s hladnom komorom prikladni su za lijevanje aluminija pod pritiskom, dijelovi na stroju (čahura za sačmu, vrh klipa) mogu se s vremenom zamijeniti, a čahure se mogu obraditi metalom kako bi se povećala njihova trajnost. Aluminijska legura se tali u keramičkom lončiću zbog relativno visoke točke taljenja aluminija i potrebe za smanjenjem rizika od nakupljanja željeza, što je rizik unutar željeznih lončića. Budući da je aluminij relativno lagana metalna legura, omogućuje lijevanje velikih i teških odljevaka pod pritiskom ili tamo gdje je potrebna povećana čvrstoća i lakoća odljevaka pod pritiskom.
