Co je tlakové lití
Tlakové lití je výrobní proces používaný k výrobě kovových dílů s vysokou rozměrovou přesností a povrchovou úpravou.Zahrnuje vytlačování roztaveného kovu do dutiny formy pod vysokým tlakem.Dutina formy je vytvořena dvěma kalenými ocelovými matricemi, které jsou opracovány do požadovaného tvaru.
Proces začíná tavením kovu, typicky hliníku, zinku nebo hořčíku, v peci.Roztavený kov je pak vstřikován do formy pod vysokým tlakem pomocí hydraulického lisu.Kov uvnitř formy rychle tuhne a obě poloviny formy se otevřou, aby se uvolnil hotový díl.
Tlakové lití se široce používá k výrobě dílů se složitými tvary a tenkými stěnami, jako jsou bloky motorů, skříně převodovek a různé automobilové a letecké součásti.Tento proces je také populární při výrobě spotřebního zboží, jako jsou hračky, kuchyňské nádobí a elektronika.
Lití pod tlakem
Tlakové lití je poměrně specializovaný proces, který se rozvinul především ve 20. století.Základní proces se skládá z: roztavený kov se nalévá/vstřikuje do ocelové formy a vysokou rychlostí, konstantním a zesilujícím tlakem (při tlakovém lití) a ochlazením roztavený kov tuhne na pevný odlitek.Samotný proces obvykle trvá jen několik sekund a je rychlým způsobem formování kovového produktu ze surového materiálu.Tlakové lití je vhodné pro materiály jako je cín, olovo, zinek, hliník, slitiny hořčíku a mědi a dokonce i slitiny železa, jako je nerezová ocel.Hlavními slitinami používanými dnes při tlakovém lití jsou hliník, zinek a hořčík.Od prvních strojů na tlakové lití, které orientovaly nástroje ve vertikální orientaci, až po nyní běžný standard horizontální orientace a provozu, čtyři napínání spojovacích tyčí a plně počítačem řízené procesní fáze, proces v průběhu let pokročil.
Odvětví se rozrostlo do celosvětového výrobního stroje, který vyrábí komponenty pro různé aplikace, z nichž mnohé budou v dosahu jednotlivců, protože aplikace tlakových odlitků je tak rozmanitá.
Výhody tlakového lití
Některé z výhod vysokotlakého lití pod tlakem:
• Proces je vhodný pro velkoobjemovou výrobu.
• Rychle produkujte poměrně složité odlitky ve srovnání s jinými procesy tváření kovů (např. obrábění).
• Vysoce pevné komponenty vyrobené v litém stavu (v závislosti na konstrukci komponentu).
• Rozměrová opakovatelnost.
• Možnost tenkých stěn (např. 1-2,5 mm).
• Dobrá lineární tolerance (např. 2 mm/m).
• Dobrá povrchová úprava (např. 0,5-3 µm).
Proces tlakového lití v horké komoře zahrnuje tavení kovového ingotu v peci, která je umístěna blízko/integrálně k pevné polodesce tlakového licího stroje, a vstřikování roztaveného kovu pomocí ponořeného plunžru přímo přes husí krk a trysku a do nástroj matrice.Husí krk a tryska vyžadují zahřátí, aby se zabránilo zamrznutí kovu před tím, než se dostane do dutiny formy, z celého topného a roztaveného kovového prvku tohoto procesu pochází označení horká komora.Hmotnost licího broku je dána zdvihem, délkou a průměrem plunžru a také velikostí pouzdra/komory a tryska také hraje roli, kterou je třeba vzít v úvahu při konstrukci formy.Jakmile kov ztuhne v dutině formy (trvá to jen několik sekund), otevře se pohyblivá polovina desky stroje, ke které je pohyblivá polovina formy upevněna, a odlitek je vyhozen z čela formy a odstraněn z nástroje.Čela matrice jsou poté namazána pomocí sprejového systému, matrice se uzavře a proces se znovu opakuje.
Díky tomuto „uzavřenému“ systému taveniny/vstřikování kovu a minimálnímu mechanickému pohybu může tlakové lití v horké komoře poskytnout lepší úspory ve výrobě.Slitina zinkového kovu se primárně používá při tlakovém lití v horké komoře, která má poměrně nízký bod tání, což nabízí další výhody pro nízké opotřebení strojů (hrnec, husí krk, pouzdro, plunžr, tryska) a také nízké opotřebení zápustkových nástrojů (takže delší nástroj životnost ve srovnání s nástroji pro tlakové lití hliníku – podléhá schválení kvality odlitku).
Název studená komora pochází z procesu lití roztaveného kovu do studené komory/nástavce, která je připevněna přes pevnou desku poloviční matrice k zadní části nástroje s pevnou poloviční matricí.Udržovací/tavicí pece na roztavený kov jsou obvykle umístěny tak blízko, jak je to praktické, ke konci tlakového licího stroje, takže manuální operátor nebo automatická nalévací pánev může pomocí pánve odebírat roztavený kov potřebný pro každý výstřel/cyklus a nalévat roztavený kov do licího otvoru v pouzdru/nástřelové komoře.Špička plunžru (což je opotřebitelná a vyměnitelná část, přesně opracovaná na vnitřní průměr brokové objímky s přídavkem na tepelnou roztažnost) připojená k beranu stroje tlačí roztavený kov skrz brokovou komoru a do dutiny formy.Stroj na tlakové lití, když je k tomu vyzván, provede první fázi pro vytlačení roztaveného kovu za licí otvor v objímce.Další fáze probíhají za zvýšených hydraulických tlaků z pístu pro vstřikování roztaveného kovu do dutiny formy.Celý proces trvá sekundy, rychlý a zesilující tlak a také pokles teploty kovu způsobí, že kov v dutině formy tuhne.Pohyblivá polodeska tlakového licího stroje se otevře (ke které je pohyblivá polovina lisovacího nástroje upevněna) a vyhazuje ztuhlý odlitek z čela formy nástroje.Odlitek je vyjmut, čela formy jsou namazána sprejovým systémem a poté se cyklus opakuje.
Stroje se studenou komorou jsou vhodné pro tlakové lití hliníku, díly na stroji (objímka broku, hrot plunžru) lze časem vyměnit, pouzdra mohou být pro zvýšení odolnosti kovově upravena.Hliníková slitina se taví v keramickém kelímku kvůli relativně vysokému bodu tání hliníku a potřebě snížit riziko nabírání železa, které je riziko u železných kelímků.Protože hliník je relativně lehká kovová slitina, umožňuje odlévání velkých a těžkých tlakových odlitků nebo tam, kde je vyžadována zvýšená pevnost a lehkost tlakových odlitků.
