Chill kalup je višekratni kalup za izlijevanje metala. Može biti odvojiv (sastoji se od dva dijela) ili ne (kalup za protresanje). Lijevanje pod tlakom ima niz prednosti u odnosu na lijevanje školjki, ali postoje i neki nedostaci, na primjer, kod lijevanja lijevanog željeza, odljevci zahtijevaju dodatnu toplinsku obradu.
Pogodnosti
Tijekom formiranja odljevka dolazi do intenzivnog prijenosa topline s rastaljenog metala na kalup. To rezultira većom gustoćom, boljim mehaničkim svojstvima metala, većom preciznošću, boljom strukturom i manjom hrapavosti u usporedbi s odljevcima od pijeska.
Proces lijevanja u kalup također se razlikuje po tome što se metalni kalup (kalup za hlađenje) može ponovno koristiti. Izrađen je od materijala visoke čvrstoće, zbog čega se radna površina kalupa točnije izvodi. To poboljšava kvalitetu površine odljevaka, a zbog visoke toplinske vodljivosti kalupa, odljevci se brzo skrućuju.
Još jedna prednost tlačnog lijevanja u odnosu na pješčane kalupe je ta što su dobiveni odljevci manje mehanički obrađeni, a to smanjuje potrošnju materijala za kalupljenje.
Zdravlje i ekologija
Hladno oblikovanje povećava produktivnost rada za 2-3 puta, jer iz procesaisključuju se dugotrajni postupci kao što su priprema smjese, čišćenje i oblikovanje proizvoda. Budući da se proizvodni prostor također smanjuje, troškovi popravka i izgradnje novih radionica postaju znatno niži.
Mnoge nezdrave radne operacije su eliminirane iz procesa, kao što je kucanje kalupa, čišćenje odljevka i usitnjavanje. To doprinosi ne samo poboljšanju radnih uvjeta, već i smanjenju onečišćenja okoliša.
Nedostaci
Izrada chill kalupa je prilično skupa zbog složenosti samog procesa. Ako postoje podrezi u odljevcima, cijena kalupa se povećava zbog potrebe za kompliciranjem dizajna: koriste se umetci, jednokratni pijesak i rascjepkane metalne šipke.
Vek trajanja kalupa određen je brojem kvalitetnih odljevaka koji se mogu dobiti u njemu. Stabilnost oblika određuje ekonomsku isplativost procesa, posebno u procesu lijevanja čelika i lijevanog željeza. Produljenje vijeka trajanja kalupa jedan je od glavnih tehnoloških izazova u ovom području proizvodnje.
Zbog brzog hlađenja i zgušnjavanja taline, teško je dobiti proizvode dugih tankih stijenki prilikom lijevanja u kalup. To također uzrokuje da lijevano željezo dobije tvrdi, izbijeljeni sloj. Oblik je savitljiv, što može dovesti do naprezanja i pukotina u odljevcima. Kada se koriste jednokratne pješčane jezgre, smanjuje se točnost odljevaka, povećava se hrapavost površine na mjestu dodira s jezgrom.
Kvalitetni odljevci
Odljevak i kalup u interakciji s visokom učinkovitošću. Odljevak stvrdnjava i hladi se u pješčanom kalupu puno dulje nego u kalupu, međutim, punivost pješčanog kalupa je obično bolja, što proces proizvodnje lijevanjem u kalupe netekućih odljevaka čini zahtjevnijim, a također nameće ograničenja za takve odljevke. parametri kao što su veličina odljevka i minimalna debljina stijenki. Aluminijsko tlačno lijevanje (kao i bakar i drugi obojeni metali) najpopularnije je u Rusiji.
Međutim, kao rezultat brzog hlađenja, može se dobiti neporozna, sitnozrnasta struktura, što povećava ne samo čvrstoću, već i duktilnost rezultirajućeg odljevka. U proizvodnji proizvoda od lijevanog željeza rashladnim lijevanjem javlja se niz problema: zbog osebujne kristalizacije u odljevcima moguće je stvaranje karbida, feritno-grafitne eutektike. To smanjuje žilavost i otpornost na habanje lijevanog željeza. Izbijeljeni površinski sloj kod takvih odljevaka je vrlo tvrd, tako da su proizvodi prikladni za rezanje tek nakon toplinske obrade (žarenja), čime se eliminira hladnoća.
Struktura oblika
Chill-kalup su u pravilu dva polukalupa koja se pričvršćuju stezaljkama (pinovima), a neposredno prije početka izlijevanja rastaljenog metala polukalupi se učvršćuju bravicama. Dobit hrani odljevak kroz takozvane ventilacijske otvore i ventilacijske čepove. Metalni kalupi bez funkcije spajanja nazivaju se kalupi za potresanje.
Prije izlijevanja radnu površinu kalupaobrađen slojem tvari koja štiti kalup od toplinskog udara od naglog povećanja temperature. Ova mjera također sprječava da se odljevak zaglavi s kalupom.
Čelik i lijevano željezo
Lijevanje čelika i lijevanog željeza pod tlakom izvodi se korištenjem kvarca u prahu, grafita, vodenog stakla i vatrostalne gline kao vatrostalnog premaza. Prije izlijevanja kalup se mora zagrijati na određenu temperaturu, koja ovisi o debljini stijenke odljevka i korištenoj leguri.
Glavni zahtjev koji materijal kalupa mora zadovoljiti je otpornost na toplinske udare, neizbježne prilikom izlijevanja rastaljenog metala. Za izradu kalupa koriste se sivi ljevak, nodularno željezo, konstrukcijski, ugljični i legirani čelik, kao i legure bakra i aluminija.
obloženi kalup za hlađenje
Ovo je vrsta tehnologije koja kombinira prednosti ljuski i tlačnog lijevanja, dok su nedostaci obje metode izglađeni. Ovu tehnologiju karakterizira ne samo otpornost na pukotine, već i duktilnost, što omogućuje proizvodnju odljevaka visoke preciznosti, a u usporedbi s lijevanjem ljuske, skupi kalupni materijal se troši minimalno.
Obloženi metalni kalup izrađuje se popunjavanjem prostora između metalnog modela odljevka i unutarnje površine kalupa. Najčešće korištene metode pjeskarenja i žele. Za punjenje se uzima mješavina pijeska i smole u kojoj je vezivo fenol-formaldehidna smola (2-2,6%) iurotropin (oko 10% masenog udjela), kao i samostvrdnjavajući (vezivo - tekuće staklo) i keramički spojevi (vezivo - etil silikat). Rashladni kalup i model za lijevanje, koji imaju temperaturu od 200 stupnjeva, prenose toplinu smjese koja se stvrdne i formira sloj obloge debljine 3-5 mm. Za izradu šupljina u odljevcima koriste se obične ili školjke.
Proces kastinga
Kalup za hlađenje, prekriven slojem vatrostalnog materijala, zagrijava se. Radna temperatura mora biti najmanje dvjesto stupnjeva, ali ne ovisi samo o leguri koja se koristi za izlijevanje, već i o dimenzijama odljevka, debljini stjenke te o svojstvima koja se od njega traže. Nakon zagrijavanja, šipke, keramike ili pijesak, mogu se ugraditi u kalup, ako je to, naravno, potrebno prema planu lijevanja, a zatim se polovice kalupa spajaju i čvrsto zatvaraju posebnim stezaljkama. Ako se lijevanje odvija u kalupnom stroju, tada se koristi vlastiti mehanizam za zaključavanje kalupa. Nakon ovih pripremnih mjera, rastopljeni metal se može izliti u kalup za hlađenje.
Kada je odljevak već stekao određenu čvrstoću, metalne šipke se mogu djelomično ukloniti iz njega. To naknadno olakšava konačno uklanjanje jezgri iz odljevaka zbog smanjenja pritiska na njih od metala koji se skrućuje.
Nakon što se odljevak ohladi na željenu temperaturu, kalup se može otvoriti. U ovoj fazi uklanjaju se metalne šipke, a odljevci se vade iz kalupa. Pješčane jezgre su izbačene, profiti, usponi i spruesse odsjeku, te se provodi kontrola kvalitete proizvoda nakon čega se cijeli proces može ponoviti.
Prije izrade novog odljevka pažljivo se pregledavaju ravnina razdvajanja i površina kalupa. Vatrostalni sastav se nanosi jednom ili dvaput u smjeni, međutim, u slučaju odvajanja od radne površine, potrebno je obnoviti sloj. Ako je proizvod tankih stijenki, kalup se snažno ohladi; ako je odljevak koji se izrađuje bio dovoljno masivan, tada bi se kalup mogao zagrijati iznad radne temperature, a zatim se koriste posebno predviđeni sustavi hlađenja, tako da će se kalup u svakom slučaju ohladiti prije sljedećeg lijevanja.
Hladno lijevanje ne uključuje nikakve složene i dugotrajne radnje, osim procesa hlađenja odljevka na željenu temperaturu. Većinu operacija mogu automatski izvesti strojevi, što je jedna od važnih prednosti metode, ali je najvažnije da kalup nije jednokratni oblik.