Когда говорят про заливку алюминия, многие представляют простое наполнение формы расплавом. Но на деле это целая цепочка нюансов — от подготовки шихты до контроля температуры в зоне разливки. Частая ошибка новичков — недооценивать влияние влажности формовой смеси на итоговое качество отливки.
У нас в ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии для ответственных отливок используем только сертифицированные алюминиевые сплавы. Но даже с хорошим сырьём бывают сюрпризы — например, при переплавке обрезков литниковой системы важно контролировать содержание железа. Один раз недосмотрели — и на готовых деталях пошли пятна выцветания.
Температуру плавки держим в районе 720–750°C, но тут многое зависит от конфигурации отливки. Для тонкостенных деталей иногда поднимаем до 780°C, иначе не заполнятся полости. Но с перегревом тоже опасно — растёт газопоглощение, потом в отливках раковины пойдут.
Раскисление проводим продувкой азотом, хотя некоторые коллеги до сих пор используют таблетки-модификаторы. На мой взгляд, газовые методы дают более стабильный результат, особенно когда нужно получить мелкозернистую структуру.
С формами работаем разные — и песчано-глинистые, и металлические постоянные. Для огнеупорных покрытий используем составы на основе циркона, особенно для ответственных деталей. Кстати, на сайте https://www.xinkexin.ru есть технические спецификации по нашим огнеупорам — там подробно расписаны параметры термостойкости.
Перед заливкой обязательно прогреваем формы. Оптимальная температура 150–200°C, но зимой приходится поднимать до 250°C — иначе возможен незапор из-за перепада температур. Один раз сэкономили на подогреве металлической оснастки — получили брак на всей партии из-за неравномерного охлаждения.
Важный момент — скорость заливки. Если лить слишком медленно, возможны спаи и недоливы. Слишком быстро — включения шлака и эрозия формы. Опытные разливщики определяют оптимальную скорость по поведению струи, но у нас на критичных позициях стоят датчики контроля.
Непосредственно заливка алюминия в форму — это всегда баланс между технологией и опытом. Давление в литниковой системе, скорость подъёма металла в полости формы — всё это влияет на качество. Особенно сложно с тонкостенными отливками сложной конфигурации.
При заливке в песчаные формы всегда следим за газовыделением. Бывает, при плохой газопроницаемости смеси образуются подрывы — потом дорого исправлять. Наши технологи рекомендуют добавлять в смесь до 3% молотого угля для улучшения газоотвода.
Для специальных керамических изделий, которые мы производим в ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии, используем особые приемы заливки — с вакуумированием формы. Это позволяет получать отливки с минимальной пористостью, что критично для деталей работающих под нагрузкой.
После выбивки первым делом смотрим на поверхность отливки — должны быть чистые, без раковин и спаев. Но внешний вид — это только половина дела. Обязательно делаем вырезки для металлографического анализа — проверяем структуру сплава.
Частый дефект — усадочные раковины. Борьба с ними — это правильное проектирование прибылей и холодильников. Помню, как переделывали оснастку для крышки подшипника — три итерации потребовалось, пока не подобрали оптимальную схему питания.
Ещё одна головная боль — газовые поры. Особенно в верхних частях отливок. Сейчас внедряем систему компьютерного моделирования затвердевания — помогает прогнозировать проблемные зоны ещё на этапе проектирования технологии.
С алюминиево-кремниевыми сплавами типа АК12 работаем чаще всего — они хорошо заполняют форму, меньше склонны к образованию горячих трещин. Но для ответственных деталей иногда переходим на АК9ч — прочность выше, хотя и литейные свойства похуже.
С магниевыми сплавами сложнее — там нужны особые защитные атмосферы при плавке, иначе металл просто сгорит. Для таких случаев у нас отдельное оборудование с герметичными тиглями.
Интересный опыт был с силуминами для специальных керамических изделий — пришлось разрабатывать особый режим термической обработки, чтобы совместить прочность и герметичность. Результаты этих наработок теперь используем в серийном производстве.
Сейчас много внимания уделяем автоматизации процесса заливки. Роботизированные комплексы позволяют поддерживать стабильные параметры, что особенно важно для массового производства. Но полностью исключить человеческий фактор пока не получается — опыт мастера всё ещё незаменим.
Из новшеств — пробуем аддитивные технологии для быстрого прототипирования литейной оснастки. Это ускоряет подготовку производства в несколько раз, хотя по точности пока уступает традиционным методам.
В ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии, основанной 23 мая 2024 года, исследования в области новых материалов ведутся постоянно. Сейчас тестируем композитные материалы на алюминиевой основе — перспективное направление, хотя и требующее пересмотра многих традиционных подходов к литью.
Начинающим технологам советую вести подробный журнал всех параметров заливки — температуры, времени, марки смеси. Потом эти данные помогают анализировать причины брака и оптимизировать процесс.
Не экономьте на подготовке формы — лучше потратить лишний час на её проверку, чем потом выбраковывать готовые отливки. Особенно это касается сложных форм с тонкими сечениями.
И главное — не бойтесь экспериментировать в разумных пределах. Иногда небольшое отклонение от технологии даёт неожиданно хороший результат. Но любые изменения обязательно документируйте — чтобы потом можно было повторить успешный опыт.
