Формы для литья методом LPDC и гравитационного литья значительно различаются по рабочему давлению, конструкции системы отвода газов и схеме охлаждения, что определяет сферу их применения при литье алюминия и качество получаемой продукции.
Форма для литья методом LPDC работает при стабильном давлении 0,02–0,05 МПа, в то время как форма для гравитационного литья использует естественную течь расплава без дополнительного давления, что приводит к различиям в конструкции литниковой системы.
Форма для гравитационного литья имеет открытую конструкцию отвода газов с площадью отвода на 20 % больше, чем у форм LPDC, что позволяет обеспечить быстрое заполнение расплавом и высокий объем улетучивания газов.
Расстояние между охлаждающими каналами в формах для гравитационного литья фиксировано на уровне 15–22 мм, что на 10 % шире, чем у форм LPDC, и соответствует более медленной скорости затвердевания толстостенных отливок.
Коэффициент усадки пористости литейных форм LPDC контролируется на уровне ниже 0,8 % с помощью CAE-моделирования, тогда как при гравитационном литье допустимый уровень дефектов составляет 1,2 % при нормальных технологических процессах.
Форма для алюминиевых колес, предназначенная для гравитационного литья, подходит для изделий с толщиной стенок более 5 мм, в то время как форма для алюминиевых колес LPDC стабильно производит заготовки колес с тонкостенными стенками толщиной 3–5 мм.
Сталь горячей штамповки H13 подходит для обоих типов форм, однако формы для гравитационного литья имеют на 15 % более длительный срок службы в одном цикле благодаря меньшему повторяющемуся давлению.
Формы для литья конструкционных деталей электромобилей методом гравитационного литья ориентированы на прочность конструкции, тогда как формы LPDC для электромобилей уделяют приоритетное внимание точности формовки легких тонкостенных деталей.
Формы для литья под противодавлением (CPC) объединяют преимущества обоих методов, при этом рабочее давление в них в 3 раза выше, чем у традиционных форм LPDC, что обеспечивает производство продукции с крайне низким уровнем дефектов.
Стандарты испытаний литейных форм различаются в зависимости от типа; для гравитационных форм требуется 4 пробных партии, что на 1 больше, чем для форм LPDC, чтобы подтвердить стабильный баланс заполнения.
Параметры CAE-моделирования Procast настраиваются по-разному: в гравитационных формах основное внимание уделяется балансу скорости течения, тогда как в формах LPDC — поддержанию давления для обеспечения равномерности затвердевания.
Конструктивные различия между литейными формами LPDC и гравитационными формами являются ключевыми знаниями для выбора технологического процесса литья алюминиевых сплавов. В промышленном серийном производстве конструкция формы напрямую влияет на выход отливок, эффективность производства и цикл технического обслуживания форм. Формы для гравитационного литья отличаются простой конструкцией и низкой стоимостью изготовления, они подходят для крупносерийного производства толстостенных алюминиевых отливок с невысокими требованиями к точности поверхности. Формы для литья под давлением (LPDC) требуют высокоточной герметизации и конструкции, устойчивой к давлению, что делает их более применимыми для изготовления высокоточных форм для алюминиевых колес и форм для облегчённых конструкционных деталей электромобилей. Хотя в качестве основного сырья для обоих типов форм используется сталь для горячей штамповки H13, их допуски на обработку, расположение каналов и конструкция системы вытяжки не могут быть взаимозаменяемыми без учета конкретных условий. Форма для литья под противодавлением (CPC), как усовершенствованная технологическая форма, сочетает в себе преимущества LPDC в плане контроля давления и высокоэффективное заполнение, характерное для гравитационного литья, что позволяет еще больше снизить пористость и усадку отливок. Перед изготовлением формы необходимо провести профессиональное CAE-моделирование с помощью Procast для подбора соответствующих технологических параметров. При каждом пробном испытании литейной формы разрабатываются эксклюзивные стандарты проверки в соответствии с типом формы, что гарантирует соответствие конечной формы реальным условиям производства. Литейные предприятия должны выбирать типы форм с учётом толщины стенок отливки, требований к точности и объёма партии, чтобы избежать снижения выхода готовой продукции из-за несоответствия формы и технологического процесса.
Часто задаваемые вопросы
В1: Какая форма имеет более низкий уровень брака: LPDC или форма для гравитационного литья? О1: Стандартные формы LPDC обеспечивают уровень пористости ниже 0,8%, что лучше, чем стандартный показатель для гравитационного литья — 1,2%.
В2: Можно ли изготавливать тонкостенные детали для электромобилей с помощью форм для гравитационного литья? О2: Не рекомендуется; для стабильного производства требуется толщина стенок не менее 5 мм, что значительно превышает предельное значение для LPDC (3 мм).
В3: Используются ли в формах LPDC и гравитационных формах разные марки стали? О3: В обоих случаях используется сталь горячей штамповки H13, различаются только конструктивные параметры и технологические процессы.
В4: Какая форма имеет более длительный срок службы при непрерывном производстве? О4: Срок службы гравитационных форм на 15 % выше благодаря более низкому рабочему давлению.
В5: Сколько пробных испытаний требуется для гравитационных форм? A5: 4 пробные партии, на одну больше, чем для форм LPDC, для проверки стабильности заполнения.
Q6: В чём заключается основное преимущество форм LPDC перед формами для гравитационного литья? A6: Точное регулирование давления, подходящее для высокоточных тонкостенных алюминиевых дисков и деталей для электромобилей.
Q7: Необходимо ли CAE-моделирование для форм гравитационного литья? A7: Рекомендуется, так как позволяет эффективно оптимизировать скорость потока и уменьшить локальные дефекты отливки.
