Odlewanie ciśnieniowe jest metodą formowania ciekłego metalu w gotowy wyrób. Stosuje się ją głównie do metali i stopów metali nieżelaznych. Odlewy wykonane tą metodą cechują się dużą dokładnością, stabilnością wymiarową, jakością powierzchni i odwzorowaniem kształtów.
Metoda odlewania odśrodkowego polega na formowaniu metalu, poprzez wlewanie przez układ wlewowy ciekłego metalu do wirującej formy. Płynny metal jest dociskany przez siłę odśrodkową do powierzchni formy.
Odlewanie pod ciśnieniem
Odlewanie pod ciśnieniem wykorzystywana jest do odlewów ze stopów cynku, aluminium itp. Jest to współczesna metoda polegająca na wprowadzaniu do wnęki formy metalu pod ciśnieniem w specjalnym urządzeniu do odlewania ciśnieniowego.
Odlewy takie cechują się dużą dokładnością wymiarów, gładkością powierzchni i niewielką grubością ścianek wynoszącą dla; stopów cynku od 1 do 3 mm, stopów aluminium od 1,5 do 4 mm, stopów miedzi od 2 do 5 mm. Metodą tą można wykonywać odlewy o bardzo złożonych kształtach.
Metalowe formy do odlewania ciśnieniowego są wykonywane z gatunków stali o wysokiej jakości, przez co są bardzo drogie. Stosowanie ich opłaca się tylko w masowej produkcji.
Proces odlewania pod ciśnieniem polega na tym, iż stopiony metal za pomocą kadzi wlewa się do komory prasującej specjalnej maszyny. Następnie pod działaniem tłoka prasującego, poruszającego się z dużą prędkością w tej komorze, metal wypełnia wnękę formy. Zestalanie stopu następuje pod wysokim ciśnieniem. Pod koniec utwardzania forma jest otwierana, tłok powraca do pierwotnej pozycji, a specjalny popychacz usuwa z niej odlew. Szybkość podawania ciekłego metalu do formy wynosić może około 0,5 m/s, a końcowe ciśnienie na metal od 40 do 100 MPa.
Forma jest wypełniana w dziesiątych częściach sekundy, natomiast w cienkościennych odlewach nawet w setnych częściach. Pozwala to, wytwarzać odlewy o bardzo cienkich ściankach. Takie maszyny są używane do produkcji odlewów ze stopów miedzi, aluminium, magnezu i cynku o wadze do 45 kg.
Rysunek. Proces odlewania metalu pod ciśnieniem. A – wlewanie stopu do matrycy, B – kształtowanie i zagęszczanie stwardniałego stopu, C – usunięcie odlewu z form, D – tłoczenie tłoka; 1 – matryca, 2 – stopiony metal, 3 – kadź do nalewania; 4 – tłok, 5 – odlew.
Jedną z odmian tej technologii jest odlewanie (formowanie wtryskowe) pod niskim ciśnieniem. Tygiel z metalem umieszczony jest w komorze hermetycznie zamkniętej pokrywą z zamontowanym w niej metalowym podajnikiem (rurą zasysającą). Podajnik jest zanurzony w metalu, sięgając prawie do dna tygla. Forma odlewnicza podłączona do podajnika, znajduje się na pokrywie zamykającej komorę. Powietrze lub gaz obojętny, pompowany jest pod ciśnieniem mniejszym niż 0,1 MPa do wnęki tygla i naciska na lustro ciekłego metalu. Pod wpływem nadciśnienia metal zasysany jest do formy z prędkością kontrolowaną za pomocą ciśnienia. Po zakończeniu napełniania formy i zestaleniu odlewu, komora jest otwierana, a nieutwardzony metal z podajnika opada do tygla.
Odlewanie pod niskim wykorzystywane jest w odlewaniu stopów aluminium i magnezu, rzadziej stopów miedzi oraz w produkcji seryjnej i masowej. Jedną z najistotniejszych zalet tej metody, jest możliwość kontrolowania prędkości przepływu wypełnienia formy, co jest ważne dla poprawy jakości cienkościennych dużych odlewów. Inne zalety to wzrost gęstości odlewu oraz możliwość zautomatyzowania procesu odlewnia.
Rysunek. Schemat odlewania metalu pod niskim ciśnieniem.
Odlewanie odśrodkowe
Odlewnictwo odśrodkowe to współczesna technika odlewania wykorzystująca zjawisko siły odśrodkowej. Polega ono na tym, że ciekły metal zalewa szybko obracającą się formę, w której siła odśrodkowa dociska metal do ścianek formy i krzepnąc odwzorowuje jej kształt.
Umożliwia ona wykonywanie wyrobów o kształtach brył obrotowych takich jak rury czy kolumny. W metodzie tej używane są formy metalowe bądź metalowe wykładane od wewnątrz masą formierską z dodatkiem spoiw o znacznej odporności, takich jak np. szkło wodne.
Szybkość obrotowa formy w odlewnictwie odśrodkowym wynosić może do 2000 obr./min. Urządzenia do odlewania odśrodkowego mają poziomą lub pionowa wirującą oś formy. Odlewy o dużej długości wykonuje się w formach wirujących w osi poziomej, a o małej długości w formach wirującej w osi pionowej.
Zaletami tej metody w porównaniu z odlewaniem grawitacyjnym jest lepsza jakość odlewów i własności mechaniczne, bardziej jednorodna drobnoziarnista struktura, mniejsze pory oraz układ wlewowy. Odlewnictwo odśrodkowe umożliwia wytwarzanie rur wielowarstwowych o każdej warstwie wykonanej z innego metalu. Wadami są ograniczenie kształtu i wielkości odlewów oraz wysoki koszt urządzeń.
Rysunek. Odlewanie odśrodkowe. A – w osi pionowej, B – w osi poziomej, 1 – kadź, 2 – stop, 3 – forma, 4 – odlew
