Рис.1. Схема процесса литья под низким давлением.

 
а). начало процесса, Р1=1атм.

  б). заполнение формы, Р2>1атм.  1- тигель, 2- металлопровод, 3- станина,  4- нижняя половина формы, 5- верхняя половина формы.

2.     Литье под низким давлением в вакуумированную форму.

При этом способе, как форма, так и тигель с жидким металлом

загерметизированы. Сущность этого процесса в том, что перед заливкой формы металлом из полости кожуха, где находится литейная форма, и пространства над Рис.2. литье в вакуумированную форму.

 

а). начало литейного процесса, Р1<1атм.

б). заполнение формы, Р2-Р1, Р2<1атм

1- тигель, 2- металлопровод, 3- станина, 4- нижняя половина, 5- верхняя половина формы, 6- кожух.

поверхностью жидкого металла отсасывается воздух и создается одинаковое разряжение. Затем над поверхностью металла создается избыточное давление и жидкий металл заполняет форму.  Процесс аналогичен литью под низким давлением, но при литье в вакуумированную форму можно создать избыточное давление в период  затвердевания отливки в пределах 1,2 – 1,6 атм. Схема представлена на рис. 2.

3.     Литье с противодавлением.

Загерметизированы форма и тигель с жидким металлом. Сущность этого процесса в том, что в полости тигля, под уровнем жидкого металла, создается избыточное давление, под воздействием которого металл по металлопроводу поднимается в форму. После заполнения в полость тигля и кожух автоматически подается одинаковая величина избыточного давления, которое воздействует на отливку в период ее затвердевания.

Рис.3. Схема процесса литья с  противодавлением. 

а). начало литейного процесса, Р1=4-10атм.

б). Заполнение формы, 1<Р1-Р2>0, Р2>1атм.

1- тигель, 2- металлопровод, 3- станина, 4- нижняя половина, 5- верхняя половина формы, 6- кожух.

Перепад давления меньше чем при низком давлении. Но если отливка имеет утолщенные места сверху и снизу, соединенные между собой стенкой, которая быстро «перемерзает», то этот способ дает возможность создать избыточное давление на отливку в верхней части формы, необходимое для получения качественной отливки. Схема на рис.3.

4.     Литье методом вакуумного всасывания.

При этом методе не требуется герметизация тигля, а требуется лишь герметизация кожуха (литейной формы).

 Сущность процесса в том, что в герметичном кожухе, в котором находится литейная форма, создается разрежение, за счет которого жидкий металл поднимается по металлопроводу вверх и заполняет полость литейной формы. Схема процесса приведена на рис. 4.

Рис.4. Схема литья методом вакуумного всасывания.
а). начало процесса, Р1=1атм.

б). заполнение формы, Р1-Р2, Р2<1атм.

Не смотря на то, что указанные способы литья позволяют полностью автоматизировать процесс изготовления отливок и дают возможность получать отливки повышенного качества, широкого распространения в нашей стране они не получили. Это связано, с одной стороны, с отсутствием оборудования, а с другой, обусловлено тем, что нет четких результатов о преимуществах того или иного способа с точки зрения получения качественных заготовок различной конфигурации.  

Для проведения сравнительных испытаний последовательно изготавливались отливки в виде плиты 200х200х25мм. каждым из указанных способов. Исследование проводили на сплаве АК12, при одинаковых температурах расплава (680 град.) и формы (200 град.). Заполнение форм проводилось при одинаковых параметрах (перепад давления и скорость нарастания давления). Таким образом, разница в результатах получалась только за счет разницы в технологической схеме изготовления отливок. Для проведения экспериментов была использована литейная машина ВИД-13, на которой можно произвести все необходимые исследования. Результаты механических испытаний приведены в таблице №1.

Таблица №1                                                            

Способ литья	Номер образца	Предел прочности на разрыв, кгс/мм2		Предел текучести, кгс/мм2	Относительное удлинение, %
		Значения	Среднее
Низкое давление	11	22,9	22,2	15	7,5
	12	21,2
	13	22,4
	14	22,3
Низкое давление с избыт. 0,4 атм	21	23,7	22,05	15,8	7
	22	21,1
	23	20,8
	24	22,6
Противодавлением	31	24,5	23,5	15,5	7,3
	32	22,2
	33	24,3
	34	22,9
Вакуумированная форма	41	25	23,3	16	6,9
	42	22,5
	43	23,8
	44	22
Ваккумное всасывание с избыт. 0,4 атм.	51	26	24,6	15,3	7,2
	52	23,5
	53	24,7
	54	24
Вакуумное всасывание	61	24,4	23,1	15,2	7,1
	62	22,7
	63	23
	64	22,4

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

·        Избыточное давление 0,4 атм. приводит повышению механических свойств, при всех исследуемых способах литья;

·        Самые высокие значения предела прочности  получены при литье вакуумным всасыванием (24,6 кгс/мм²), при литье противодавлением, в вакуумированную форму и ЛНД соответственно 23,5; 23,3; 22,5 кгс/мм²;

·        Значение предела текучести незначительно отличается для всех рассматриваемых видов литья и находится в пределах 15-16 кгс/мм²;

·        Относительное удлинение для всех видов литья повышенное и находится в пределах 6,9-7,5%;

·        При литье в вакуумированную форму и при литье вакуумным всасыванием заполняемость лучше, чем при литье под низким давлением и с противодавлением.