Odlewanie ciśnieniowe to proces odlewania metali , który charakteryzuje się wtłaczaniem stopionego metalu pod wysokim ciśnieniem do gniazda formy . Wnęka formy jest tworzona za pomocą dwóch hartowanych matryc ze stali narzędziowej, które zostały obrobione do kształtu i działają podobnie do formy wtryskowej podczas procesu. Większość odlewów matrycowych wykonana jest z metali nieżelaznych , w szczególności cynku , miedzi , aluminium , magnezu , ołowiu , cyny i stopów na bazie cyny . W zależności od rodzaju odlewanego metalu stosowana jest maszyna z komorą gorącą lub zimną.
Sprzęt odlewniczy i matryce metalowe generują duże koszty inwestycyjne, co zwykle ogranicza proces do produkcji na dużą skalę. Produkcja części przy użyciu odlewów ciśnieniowych jest stosunkowo prosta i obejmuje tylko cztery główne etapy, co pozwala utrzymać niski koszt przyrostowy na przedmiot. Szczególnie nadaje się do dużej liczby małych i średnich odlewów, dlatego odlewanie matrycowe wytwarza więcej odlewów niż jakikolwiek inny proces odlewania. Odlewy matrycowe charakteryzują się bardzo dobrym wykończeniem powierzchni (według standardów odlewania) i spójnością wymiarową.
Materiał matrycy i komponentu oraz twardość dla różnych metali odlewanych
Składnik matrycy
Wkładki do ubytków
Rdzenie
Szpilki rdzenia
Części wlewowe
Dysza
Kołki wypychaczy
Trzpień strzałowy
Blok uchwytu
Dwie matryce są używane do odlewania; jedna nazywa się „połówką matrycy pokrywającej”, a drugą „połówką matrycy wypychacza”. Tam, gdzie się spotykają, nazywa się linia podziału . Matryca pokrywowa zawiera wlew (dla maszyn z komorą gorącą) lub otwór do śrutowania (dla maszyn z komorą zimną), który pozwala na przepływ stopionego metalu do matryc; ta funkcja pasuje do dyszy wtryskiwacza w maszynach z komorą gorącą lub komory śrutowej w maszynach z komorą zimną. Dysza ssąca strumieniowa zawiera kołki wyrzutnika i zazwyczaj rynny spustowej , która jest ścieżka z nadlewu wtryskowego i strzał otworu do wnęki formy. Matryca przykrywająca jest przymocowana do stacjonarnej lub przedniej płyty dociskowej maszyny odlewniczej, natomiast matryca wypychająca jest przymocowana do ruchomej płyty dociskowej. Wnęka formy jest cięta na dwie wkładki wnękowe , które są oddzielnymi elementami, które można stosunkowo łatwo wymienić i przykręcić do połówek matrycy.
Matryce są zaprojektowane w taki sposób, że gotowy odlew ześlizgnie się z połowy pokrywy matrycy i pozostanie w połowie wyrzutnika po otwarciu matryc. Zapewnia to, że odlew będzie wyrzucany w każdym cyklu, ponieważ połowa wyrzutnika zawiera kołki wypychacza, które wypychają odlew z tej połowy matrycy. Sworznie wypychacza są napędzane przez płytkę sworznia wypychacza , która dokładnie napędza wszystkie sworznie w tym samym czasie i z tą samą siłą, aby odlew nie został uszkodzony. Płytka wyrzutnika również chowa sworznie po wyrzuceniu odlewu, aby przygotować się do następnego strzału. Musi być wystarczająco dużo sworzni wypychaczy, aby utrzymać niską siłę na każdym sworzniu, ponieważ odlew jest nadal gorący i może zostać uszkodzony przez nadmierną siłę. Szpilki nadal pozostawiają ślad, więc muszą być umieszczone w miejscach, w których te ślady nie będą utrudniały celu rzutu.
Inne elementy matrycy obejmują rdzenie i prowadnice . Rdzenie są komponentami, które zwykle wytwarzają otwory lub otwory, ale można ich również używać do tworzenia innych szczegółów. Istnieją trzy rodzaje rdzeni: stały, ruchomy i luźny. Stałe rdzenie to takie, które są zorientowane równolegle do kierunku ciągnięcia matryc (tj. Kierunku, w którym matryce się otwierają), dlatego są nieruchome lub trwale przymocowane do matrycy. Rdzenie ruchome to takie, które są zorientowane w jakikolwiek inny sposób niż równolegle do kierunku ciągnięcia. Rdzenie te muszą zostać usunięte z wnęki matrycy po zestaleniu się strzału, ale przed otwarciem matryc, przy użyciu osobnego mechanizmu. Prowadnice są podobne do ruchomych rdzeni, tyle że służą do tworzenia podciętych powierzchni. Zastosowanie ruchomych rdzeni i prowadnic znacznie zwiększa koszt matryc. [16] Luźne rdzenie, zwane również pick-outami , służą do odlewania skomplikowanych elementów, takich jak otwory gwintowane . Te luźne rdzenie są ręcznie wkładane do matrycy przed każdym cyklem, a następnie wyrzucane z częścią na końcu cyklu. Rdzeń należy następnie usunąć ręcznie. Luźne rdzenie są najdroższym rodzajem rdzenia, ze względu na dodatkową pracę i wydłużony czas cyklu. Inne cechy matryc obejmują kanały chłodzące wodę i otwory wentylacyjne wzdłuż linii podziału . Otwory te są zwykle szerokie i cienkie (około 0,13 mm lub 0,005 cala), więc gdy stopiony metal zaczyna je wypełniać, metal szybko zestala się i minimalizuje złom. Nie stosuje się pionów, ponieważ wysokie ciśnienie zapewnia ciągłe podawanie metalu z bramki.
Najważniejszymi właściwościami matryc są odporność na szok termiczny i mięknienie w podwyższonej temperaturze; inne ważne właściwości obejmują hartowność , skrawalność , odporność na sprawdzanie ciepła, spawalność, dostępność (szczególnie w przypadku większych matryc) i koszt. Długowieczność matrycy zależy bezpośrednio od temperatury stopionego metalu i czasu cyklu. Matryce stosowane w odlewach matrycowych są zwykle wykonane z hartowanej stali narzędziowej , ponieważ żeliwo nie jest w stanie wytrzymać wysokich ciśnień, dlatego matryce są bardzo drogie, co powoduje wysokie koszty rozruchu. Metale odlewane w wyższych temperaturach wymagają matryc wykonanych ze stali wyższego stopu .
