Kaj je litje pod tlakom
Litje pod pritiskom je proizvodni postopek, ki se uporablja za izdelavo kovinskih delov z visoko dimenzijsko natančnostjo in površinsko obdelavo. Vključuje vtiskovanje staljene kovine v votlino kalupa pod visokim tlakom. Votlino kalupa ustvarita dva kaljena jeklena matrica, ki se nato strojno obdelata v želeno obliko.
Postopek se začne s taljenjem kovine, običajno aluminija, cinka ali magnezija, v peči. Staljena kovina se nato pod visokim tlakom s pomočjo hidravlične stiskalnice vbrizga v kalup. Kovina se v kalupu hitro strdi, obe polovici kalupa pa se odpreta, da se sprosti končni del.
Tlačno litje se pogosto uporablja za izdelavo delov s kompleksnimi oblikami in tankimi stenami, kot so bloki motorjev, ohišja menjalnikov in različne avtomobilske in vesoljske komponente. Postopek je priljubljen tudi pri proizvodnji potrošniškega blaga, kot so igrače, kuhinjska posoda in elektronika.
tlačno litje
Litje pod pritiskom je dokaj specializiran postopek, ki se je pretežno razvil v 20. stoletju. Osnovni postopek obsega: staljeno kovino vlijemo/vbrizgamo v jekleni kalup, kjer se z visoko hitrostjo, konstantnim in naraščajočim tlakom (pri litju pod pritiskom) in hlajenjem strdi v trdno litje. Običajno postopek traja le nekaj sekund in je hiter način oblikovanja kovinskega izdelka iz surovine. Litje pod pritiskom je primerno za materiale, kot so kositer, svinec, cink, aluminij, magnezij, bakrove zlitine in celo železove zlitine, kot je nerjaveče jeklo. Glavne zlitine, ki se danes uporabljajo pri litju pod pritiskom, so aluminij, cink in magnezij. Od zgodnjih strojev za litje pod pritiskom, ki so orodja za litje usmerjali v navpično orientacijo, do danes običajnega standarda vodoravne orientacije in delovanja, napenjanja s štirimi veznimi palicami in popolnoma računalniško nadzorovanih procesnih faz, se je postopek skozi leta izboljševal.
Industrija je zrasla v svetovni proizvodni stroj, ki izdeluje komponente za različne aplikacije, od katerih bodo mnoge dosegljive tudi same, saj je uporaba tlačnih ulitkov tako raznolika.
Prednosti tlačnega litja
Nekatere prednosti litja pod visokim tlakom:
• Postopek je primeren za proizvodnjo velikih količin.
• Hitra izdelava dokaj kompleksnih ulitkov v primerjavi z drugimi postopki oblikovanja kovin (npr. strojna obdelava).
• Visoko trdne komponente, izdelane v ulitem stanju (odvisno od zasnove komponente).
• Dimenzijska ponovljivost.
• Možni so tankostenski deli (npr. 1–2,5 mm).
• Dobra linearna toleranca (npr. 2 mm/m).
• Dobra površinska obdelava (npr. 0,5–3 µm).
Postopek tlačnega litja v vroči komori vključuje taljenje kovinskih ingota v peči, ki se nahaja blizu/sestavni del fiksne polovice plošče stroja za tlačno litje, in vbrizgavanje staljene kovine preko potopljenega bata neposredno skozi vrat in šobo v orodje za tlačno litje. Vrata in šoba zahtevata segrevanje, da se prepreči zmrzovanje kovine, preden pride v votlino orodja. Celoten element segrevanja in staljene kovine v tem procesu je tisto, od koder izvira oznaka vroča komora. Teža ulitega brizga je odvisna od hoda, dolžine in premera bata ter velikosti tulca/komore, pri čemer ima tudi šoba vlogo, ki jo je treba upoštevati pri načrtovanju orodja. Ko se kovina strdi v votlini orodja (traja le nekaj sekund), se odpre premična pol plošča stroja, na katero je pritrjena premična polovica orodja, in ulitek se izvrže s površine orodja. Površine orodja se nato namažejo s sistemom za pršenje, orodje se zapre in postopek se ponovi.
Zaradi tega »zaprtega« sistema taljenja/brizganja kovine in minimalnega mehanskega gibanja lahko litje pod pritiskom v vroči komori zagotovi boljše ekonomične stroške proizvodnje. Cinkova zlitina se uporablja predvsem pri litju pod pritiskom v vroči komori in ima dokaj nizko tališče, kar ponuja dodatne prednosti za nizko obrabo strojev (lonec, vrat, tulec, bat, šoba) in tudi nizko obrabo orodij za litje pod pritiskom (torej daljša življenjska doba orodja v primerjavi z orodji za litje pod pritiskom iz aluminija – odvisno od sprejetja kakovosti ulitka).
Ime hladna komora izhaja iz postopka vlivanja staljene kovine v hladno komoro/tulko za vbrizgavanje, ki je pritrjena s fiksno polovično ploščo matrice na zadnji del orodja za tlačno litje. Peči za držanje/taljenje staljene kovine so običajno nameščene čim bližje koncu stroja za tlačno litje, kjer se vbrizgava, tako da lahko ročni operater ali avtomatski livarski lonček s lončkom izvleče staljeno kovino, potrebno za vsak vbrizgavanje/cikel, in vlije staljeno kovino v izlivno odprtino znotraj tulca/komore za vbrizgavanje. Konica bata (ki je obrabljiv in zamenljiv del, natančno obdelan na notranji premer tulca za vbrizgavanje z upoštevanjem toplotnega raztezanja), povezana z batnim valjem stroja, potisne staljeno kovino skozi komoro za vbrizgavanje in v votlino kalupa. Stroj za tlačno litje bo ob pozivu izvedel prvo fazo, da potisne staljeno kovino mimo izlivne odprtine v tulcu. Nadaljnje faze potekajo pod povečanim hidravličnim tlakom bata, da se staljena kovina vbrizga v votlino kalupa. Celoten postopek traja nekaj sekund, hiter in naraščajoč tlak ter padec temperature kovine pa povzročita strjevanje kovine v votlini kalupa. Premična polovica livarske plošče (na katero je pritrjena premična polovica orodja) se odpre in izvrže strjeni ulitek z čelne površine orodja. Ulitek se odstrani, čelne površine orodja se namažejo s sistemom za pršenje in nato se cikel ponovi.
Stroji s hladno komoro so primerni za tlačno litje aluminija, dele na stroju (tulko, konico bata) je mogoče sčasoma zamenjati, tulce pa je mogoče obdelati s kovino, da se poveča njihova vzdržljivost. Aluminijeva zlitina se tali v keramičnem lončku zaradi relativno visokega tališča aluminija in potrebe po zmanjšanju tveganja za nabiranje železa, kar je tveganje v železnih lončkih. Ker je aluminij relativno lahka kovinska zlitina, omogoča litje velikih in težkih tlačnih ulitkov ali kjer je potrebna večja trdnost in lahkost tlačnih ulitkov.
