Chill kalup je višekratni kalup za izlivanje metala. Može biti odvojiv (sastoji se od dva dijela) ili ne (kalup za protresanje). Lijevanje pod tlakom ima niz prednosti u odnosu na livenje ljuske, ali postoje i neki nedostaci, na primjer, kod livenja livenog gvožđa, odlivci zahtevaju dodatnu termičku obradu.
Pogodnosti
Tokom formiranja odlivaka dolazi do intenzivnog prenosa toplote sa rastopljenog metala na kalup. Ovo rezultira većom gustinom, boljim mehaničkim svojstvima metala, većom preciznošću, boljom strukturom i manjom hrapavosti u poređenju sa odljevcima od pijeska.
Proces livenja u kalup se takođe razlikuje po tome što se metalni kalup (kalup za hlađenje) može ponovo koristiti. Izrađen je od materijala visoke čvrstoće, zbog čega se radna površina kalupa izvodi preciznije. Ovo poboljšava kvalitet površine odlivaka, a zbog visoke toplotne provodljivosti kalupa, odlivci se brzo stvrdnjavaju.
Još jedna prednost tlačnog livenja u odnosu na pješčane kalupe je ta što su rezultirajući odlivci manje mehanički obrađeni, a to smanjuje potrošnju materijala za oblikovanje.
Zdravlje i ekologija
Hladno oblikovanje povećava produktivnost rada za 2-3 puta, jer iz procesadugotrajne operacije kao što su priprema smjese, čišćenje i oblikovanje proizvoda su isključeni. Budući da se smanjuje i proizvodna površina, troškovi popravke i izgradnje novih radionica su znatno niži.
Mnoge nezdrave radne operacije su eliminisane iz procesa, kao što je kucanje kalupa, čišćenje odlivaka i usitnjavanje. Ovo doprinosi ne samo poboljšanju uslova rada, već i smanjenju zagađenja životne sredine.
Nedostaci
Proizvodnja 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, pijesak za jednokratnu upotrebu i rascjepkane metalne šipke.
Vek trajanja kalupa je određen brojem kvalitetnih odlivaka koji se mogu dobiti u njemu. Stabilnost oblika određuje ekonomsku isplativost procesa, posebno u procesu livenja čelika i livenog gvožđa. Produženje vijeka trajanja kalupa jedan je od glavnih tehnoloških izazova u ovoj oblasti proizvodnje.
Usled brzog hlađenja i zgušnjavanja taline, teško je dobiti proizvode dugih tankih zidova prilikom livenja u kalup. Ovo takođe uzrokuje da liveno gvožđe dobije tvrdi, izbeljeni sloj. Oblik je savitljiv, što može dovesti do naprezanja i pukotina u odljevcima. Kada se koriste jednokratna pješčana jezgra, smanjuje se tačnost odljevaka, povećava se hrapavost površine na mjestu kontakta sa jezgrom.
Kvalitetni odljevci
Odlivanje i kalup u interakciji sa visokom efikasnošću. Odljevak stvrdnjava i hladi se u pješčanom kalupu mnogo duže nego u kalupu, međutim, punivost pješčanog kalupa je obično bolja, što proces proizvodnje livenjem u kalupe netečnih odljevaka čini napornijim, a također nameće ograničenja za takve odljevke. parametri kao što su veličina odlivaka i minimalna debljina zidova. Aluminijumsko livenje pod pritiskom (kao i bakar i drugi obojeni metali) je najpopularnije u Rusiji.
Međutim, kao rezultat brzog hlađenja, može se dobiti neporozna, fino zrnasta struktura, što povećava ne samo čvrstoću, već i duktilnost rezultirajućeg odlivaka. U proizvodnji proizvoda od lijevanog željeza rashladnim lijevanjem javlja se niz problema: zbog osobene kristalizacije u odljevcima moguće je stvaranje karbida, feritno-grafitne eutektike. Ovo smanjuje žilavost i otpornost na habanje livenog gvožđa. Izbijeljeni površinski sloj kod ovakvih odljevaka je vrlo tvrd, tako da su proizvodi pogodni za sečenje tek nakon termičke obrade (žarenja), čime se eliminiše hladnoća.
struktura oblika
Kolp za hlađenje su po pravilu dva polukalupa koja se pričvršćuju stezaljkama (pinovima), a neposredno pre početka izlivanja rastopljenog metala polukalupi se učvršćuju bravicama. Dobit hrani odljevak kroz takozvane ventilacijske otvore i ventilacijske čepove. Metalni kalupi bez funkcije spajanja nazivaju se kalupi za protresanje.
Pre izlivanja, radnu površinu kalupaobrađen slojem tvari koja štiti kalup od termičkog udara od naglog povećanja temperature. Ova mjera također sprječava da se odljevak zaglavi sa kalupom.
Čelik i liveno gvožđe
Ljevanje čelika i livenog gvožđa pod pritiskom vrši se upotrebom kvarca u prahu, grafita, vodenog stakla i vatrostalne gline kao vatrostalnog premaza. Pre izlivanja kalup se mora zagrejati na određenu temperaturu, koja zavisi od debljine zida odlivaka i legure koja se koristi.
Glavni zahtjev koji materijal kalupa mora ispuniti je otpornost na toplotne udare, neizbježne prilikom izlijevanja rastopljenog metala. Za izradu kalupa koristi se sivi liv, nodularno gvožđe, konstrukcijski, ugljenični i legirani čelik, kao i legure bakra i aluminijuma.
Obloženi kalup za hlađenje
Ovo je vrsta tehnologije koja kombinuje prednosti livenja ljuske i tlačnog livenja, dok su nedostaci obe metode izglađeni. Ovu tehnologiju karakteriše ne samo otpornost na pucanje, već i duktilnost, što omogućava proizvodnju odlivaka visoke preciznosti, a u poređenju sa livenjem ljuske, skupi materijal za kalupovanje se troši minimalno.
Obloženi metalni kalup se pravi popunjavanjem prostora između metalnog modela odlivaka i unutrašnje 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 samootvrdnjavajuća (vezivo - tekuće staklo) i keramička jedinjenja (vezivo - etil silikat). Rashladni kalup i model za livenje, temperature 200 stepeni, prenose toplotu mešavine 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, se zagrijava. Radna temperatura mora biti najmanje dvije stotine stupnjeva, ali ne ovisi samo o leguri koja se koristi za izlivanje, već i o dimenzijama odljevka, debljini njegove stijenke i karakteristikama koje se od njega traže. Nakon zagrijavanja, šipke, keramika 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 livenje odvija u mašini za kalupe, tada se koristi sopstveni mehanizam za zaključavanje kalupa. Nakon ovih pripremnih mjera, rastopljeni metal se može sipati u kalup za hlađenje.
Kada odljevak već dobije određenu čvrstoću, metalne šipke se mogu djelomično ukloniti iz njega. Ovo naknadno olakšava konačno uklanjanje jezgri iz odlivaka zbog smanjenja pritiska na njih od metala koji se učvršćuje.
Nakon što se odljevak ohladi na željenu temperaturu, kalup se može otvoriti. U ovoj fazi se metalne šipke uklanjaju, a odljevci se vade iz kalupa. Peščana jezgra su izbijena, profiti, usponi i sprudovise odsijecaju, a vrši se kontrola kvaliteta proizvoda, nakon čega se cijeli proces može ponoviti.
Prije izrade novog odljevka pažljivo se ispituju ravan razdvajanja i površina kalupa. Vatrostalni sastav se nanosi jednom ili dva puta u smjeni, međutim, u slučaju odvajanja od radne površine, potrebno je obnoviti sloj. Ako je proizvod tankih stijenki, kalup se snažno hladi; ako je odlivanje bilo dovoljno masivno, tada bi se kalup mogao zagrijati iznad radne temperature, a zatim se koriste posebno predviđeni sistemi za hlađenje, tako da će se kalup u svakom slučaju ohladiti prije sljedećeg livenja.
Hladno livenje ne podrazumeva nikakve složene i dugotrajne radnje, osim procesa hlađenja odlivaka na željenu temperaturu. Većina operacija se može izvršiti automatski pomoću mašina, što je jedna od bitnih prednosti metode, ali najvažnije je da kalup nije jednokratni oblik.