» » Характер формообразования в зависимости от состояния металла
24.04.2015

Формообразование непосредственно из жидкого металла является оптимальным вариантом, обеспечивающим получение четких контуров и острых кромок в деталях с глубокими полостями при наименьшей затрате усилий.
При формообразовании из жидкого металла облойные резервуары не применяются, так как под давлением пуансона жидкий металл устремляется в вышележащие участки и на периферию. При этом облойные резервуары будут всегда заполняться не избытком металла, а первыми его порциями даже при общем недостатке металла.
Облойные резервуары можно применять только при работе с охлажденным металлом (близким к пластическому состоянию), что достигается выдержкой его в матрице до подачи давления.
Если из жидкого металла могут быть получены сложные тонкостенные детали с глубокими полостями, выполненными подвижными стержнями при сравнительно малых усилиях, то при работе с подстуженным металлом, несмотря на потребность в более значительных усилиях прессования, сильно ограничиваются размеры и сложность деталей.
В заводской практике необходимость работы на охлажденном металле вызывается отсутствием гидравлических прессов.
При работе на фрикционных прессах, не дающих постоянного давления, нельзя производить отливку непосредственно из жидкого металла, ибо при ударном действии пресса все давление будет затрачено на формообразование. При этом металл образует около стенок каркас из кристаллической корочки, наполненный незакристаллизовавшимся металлом.
Ввиду того что конечной целью является уплотнение металла, прессование приходится начинать после того, как значительная часть металла затвердеет, т. е. когда он будет охлажден в матрице; до пластического или твердо-жидкого состояния.
В данном случае процесс уподобляется горячей штамповке с той только разницей, что вместо куска мерной черновой заготовки, нагретой до пластического состояния, в форму наливается жидкий металл. Прессование обычно начинается после образования корочки на зеркале залитого металла и появление следов усадки (усадочной воронки), т. е. когда процесс усадки приближается к концу.
Штамповкой из металла, находящегося в состоянии, близком к пластическому, можно изготовлять только несложные детали с небольшими полостями, что является недостатком по сравнению со штамповкой непосредственно из жидкого металла.
Штамповка из охлажденного металла по сравнению с горячей штамповкой имеет следующие преимущества:
1) вместо сортового материала могут быть применены отходы производства;
2) наравне с деформируемыми сплавами могут применяться также литейные сплавы;
3) формообразование идет несколько лучше, особенно при изготовлении деталей с острыми углами, для которых при горячей штамповке требуются переходные штампы; так как металл, разливаясь в полости матрицы, приобретает конфигурацию детали, то ряд деталей, которые вообще нельзя изготовить горячей штамповкой в закрытых штампах (например, большие детали П-образного типа), могут быть изготовлены из охлажденного металла;
4) нет перекосов от неправильно установленной черновой заготовки;
5) меньше механический износ штампа.
К недостаткам штамповки из охлажденного металла по сравнению с горячей штамповкой можно отнести следующие;
1) при горячей штамповке из черновой заготовки металл имеет больше перемещений, что обеспечивает более высокую плотность, а при штамповке из охлажденного металла он разливается по матрице, что в ряде случаев сильно уменьшает степень перемещения металла; это особенно сказывается при изготовлении деталей с местными скоплениями металла;
2) при охлаждении металла заготовка нагрета неравномерно: наряду с кристаллической корочкой на периферии с пластическим состоянием на участке, прилегающем к корочке, имеется также полужидкая фаза в сердцевине.
Из опыта применения горячей штамповки известно, что неравномерный нагрев заготовки приводит к получению слоистой поковки; чтобы устранить этот недостаток, штамповку надо вести на прессах с избыточной мощностью при удельном давлении, незначительно уступающем (на 25—35%) потребному при горячей штамповке.
При такой мощности деформируется кристаллическая корочка и ускоряется переход твердо-жидкого металла (при соприкосновении с пуансоном) в пластическое состояние.
При варианте штамповки с охлажденным металлом точная дозировка достигается применением облойных резервуаров, расположенных в верхней части штампа.
Штамповка из значительно охлажденного металла на фрикционных прессах не является оптимальным вариантом штамповки жидкого металла, тем не менее она дает при изготовлении ряда деталей (особенно из медных сплавов) лучшие результаты в отношении уплотнения, чем литье под давлением. При изготовлении плоскостных или невысоких деталей без полостей благодаря возможности применения облойных резервуаров штамповка из охлажденного металла (наравне с методом выдавливания жидкого металла в закрытые полости) дает хорошие результаты и в данном случае имеет преимущество перед штамповкой из жидкого металла.
В ряде случаев используются без внесения переделок имеющиеся штампы для горячей штамповки.
Данный вариант штамповки жидкого металла применен на ряде заводов и осуществляется на имеющихся 150—180-тонных фрикционных прессах. На некоторых заводах освоено свыше 150 наименований мелких деталей с получением качественных результатов.