Если искать производителя литья алюминиевых сплавов под низким давлением, многие сразу представляют гигантские цеха с роботизированными линиями. Но на практике ключевое — не масштаб, а понимание физики процесса. Часто заказчики требуют одновременно тонкие стенки и высокую герметичность, не осознавая, что эти параметры входят в противоречие при давлении ниже 0,1 МПа.
С нашим оборудованием в ООО 'Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии' сначала были проблемы с пористостью. Дегазацию проводили стандартную — продувка аргоном, но для ответственных деталей типа корпусов приборов этого оказалось мало. Добавили вакуумирование в ковше, но столкнулись с резким ростом себестоимости. Пришлось искать баланс.
Запомнился случай с крышкой редуктора толщиной 2,8 мм. Технолог настаивал на литье под низким давлением с предварительным нагревом оснастки до 300°C. А я знал, что при таком перепаде с температурой сплава 720°C пойдут трещины. Уступил — получили 23% брака. Потом снизили до 180°C и добавили локальный подогрудля сложных сечений — вышли на стабильные 4%.
Сейчас для таких задач используем модифицированные сплавы АК7ч и АК9ч. Важно не просто купить сертифицированный материал, а контролировать содержание железа на каждом этапе. Как-то поставили партию с превышением Fe на 0,15% — на изломах появились игольчатые включения, хотя по химсоставу всё сходилось.
В 2023 году пробовали заказать пресс-формы у местного производителя — вышло на 40% дешевле китайских аналогов. Но после 800 циклов начали появляться риски на поверхности отливок. Разобрались — проблема в стали 4Х5МФС: вместо вакуумного отпуска сделали обычный, структура не выдерживает термоциклирования.
Сейчас для серийных изделей типа кронштейнов крепления используем стали Х12МФ с плазменной упрочняющей обработкой. Дороже, но за 2 года ни одной замены. Кстати, охлаждение каналов проектируем с запасом — лучше немного увеличить цикл, чем бороться с усадочными раковинами.
Особенно сложно с тонкостенными корпусами электроники. Там где толщина 1,5-2 мм, даже идеальная оснастка не спасает от коробления. Пришлось разработать систему прижимных плит с водяным охлаждением — дополнительно 15% к стоимости оснастки, но брак упал с 12% до 1,7%.
Многие думают, что для Т6 достаточно выдержать температуру и время. Но с алюминиевыми сплавами литья под низким давлением есть нюанс — скорость нагрева. Если превысить 200°C/час для отливок с перепадом толщин более 3 раз, появляются остаточные напряжения. Позже детали трескаются при механической обработке.
Проверяли на партии крыльчаток вентиляторов — при стандартном режиме 17% шли в брак после фрезеровки. Снизили скорость нагрева до 80°C/час и добавили промежуточную выдержку при 300°C — брак упал до 2%. Правда, цикл увеличился на 4 часа, но для ответственных изделий это оправдано.
Сейчас для таких задач в ООО 'Шаньдун Синькэсинь' используем печи с программируемым нагревом. Дорого, но позволяет сохранять стабильность геометрии сложных отливок. Особенно важно для изделий с посадками под подшипники — там допуски ±0,05 мм после термообработки.
Рентген и ультразвук — это хорошо, но они не заменяют разрушающий контроль. Раз в квартал режем случайные отливки из партии — смотрим макроструктуру. Так обнаружили, что при литье под низким давлением в верхней зоне толстостенных отливок образуется зона с крупным зерном.
Решили проблему установкой холодильников в верхнюю часть формы. Нестандартное решение, но работает. Правда, пришлось пересчитать всю тепловую схему формы — первые испытания привели к недоливам в тонких сечениях.
Сейчас внедряем контроль твердости по Бринеллю на 100% отливок. Дополнительные 15 секунд на операцию, но зато отсекаем проблемы с недогревом/перегревом. Для особо ответственных деталей типа крепежных элементов спецтехники ввели контроль на микротвердомере — дорого, но необходимо.
Сейчас многие пытаются применять литье под низким давлением для крупногабаритных панелей. Но при длине свыше 1,2 метра начинаются проблемы с равномерностью подачи металла. Пробовали делать фасадные элементы 1,5 метра — получили разницу в плотности до 8% по длине отливки.
Для компании ООО 'Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии' это направление пока в разработке. Используем математическое моделирование потоков, но без физических экспериментов не обойтись. Последние тесты показали, что нужно увеличивать литниковую систему в прогрессивной пропорции, а не линейно.
Интересно, что для огнеупорных материалов (это тоже входит в нашу деятельность) нашли неожиданное применение — делаем изоляционные вкладыши для литниковых систем. Снижают теплопотери на 15-20%, что критично для стабильности процесса. Мелочь, а влияет на результат.
