» » Образование первоначального слоя около стенок формы и окисной пленки на зеркале металла
24.04.2015

Металл, залитый в матрицу и находящийся в ней в покое до поступления прессующего пуансона, образует около стенок первоначальный слой, переходящий при дальнейшем нахождении в матрице в кристаллическое состояние.
На зеркале металла, залитого в матрицу, образуется окисная пленка, глубина которой и стойкость зависят от склонности сплава к окислению в жидком состоянии.
Когда под действием прессующего пуансона металл начинает выталкиваться вверх, то он также образует около стенок матрицы первоначальный слой, отличающийся от первого более высокой чистотой поверхности благодаря поступлению металла под давлением. При достаточно быстрой подаче давления, пока первоначальный слой в нижней части формы будет находиться в пластическом состоянии, он деформируется и приобретает чистоту поверхности, приближающуюся к чистоте верхнего слоя, образовавшегося под давлением; при запоздалой подаче давления труднее деформировать первоначальный слой, перешедший в кристаллическое состояние, поэтому на наружной поверхности заготовки может получиться линия раздела глубиной 0,3—0,6 мм.
Для снятия этого дефекта поверхности требуется механическая обработка.
При прессовании металла он идет на образование детали, причем выдавливаемый вверх металл наслаивается на первоначально образующийся слой. При своевременном поступлении прессующего пуансона, когда металл находится в жидком состоянии, не образуются участки раздела в сердцевине отливки между металлом, ранее залитым, так как при выдавливании нижележащие слои (чистые от окислов) в первую очередь идут на образование стенок заготовки. Окисные пленки, находящиеся на зеркале залитого металла, захолаживаются пуансоном и в основном осаждаются им на дно заготовки, откуда удаляются при механической обработке (у деталей типа втулок при проходке дна). He исключается частичное перемещение окисных включений вверх и попадание в отливку в виде отдельных вкраплений. Эти мелкие, обычно точечные включения практически не влияют на прочность деталей, но являются недопустимыми, когда заготовка подвергается в дальнейшем глубокой деформации с получением тонких сечений. Борьба с окисными включениями ведется путем применения бесковшевой заливки или газовой защиты с поступлением генераторного газа на струю льющегося металла.
На деталях без полостей поверхность, образующаяся пуансоном, всегда имеет высокую чистоту, доходящую у алюминия и его сплавов до 8. На этой поверхности может быть получена сложная гравировка, надписи и т. п. Поэтому эту поверхность не следует подвергать механической обработке, а в случае необходимости точной высоты заготовки обрабатывать поверхность, образованную дном матрицы.
Чем больше перемещений металла во время формообразования под давлением, тем лучше структура металла.
Кристаллизация при штамповке жидкого металла начинается значительно раньше окончания формообразования. При движении же металла в период его кристаллизации структура значительно измельчается; происходят изменения как макроструктуры, так и микроструктуры с превращением столбчатой структуры и мелкую равноосную. Наиболее эффективно происходит уплотнение усадочных раковин, когда кристаллизация под давлением начинается до момента окончания формообразования, т. е. когда один этап процесса переходит в другой без интервала, а также когда прессующий пуансон участвует при формообразовании, производя перемещение металлической массы в том или ином направлении. Чем больше перемещений производит пуансон при формообразовании, тем больше условий создается для уплотнения при осуществлении кристаллизации под давлением.
Поступление давления на заготовку, формообразование которой в основном закончено без участия пуансона и без значительных перемещений металла и сводится только к чеканке верхней части, может быть характеризовано как кокильное литье с допрессовкой. Оно не может дать таких результатов в отношении четкости контуров и плотности, какие получаются при штамповке жидкого металла.