Kas ir liešana
Spiediena liešana ir ražošanas process, ko izmanto, lai ražotu metāla detaļas ar augstu izmēru precizitāti un virsmas apdari. Tas ietver izkausēta metāla iespiedumu veidnes dobumā zem augsta spiediena. Veidnes dobumu izveido divas rūdīta tērauda veidnes, kas tiek apstrādātas vēlamajā formā.
Process sākas ar metāla, parasti alumīnija, cinka vai magnija, kausēšanu krāsnī. Pēc tam izkausētais metāls tiek ievadīts veidnē ar augstu spiedienu, izmantojot hidraulisko presi. Metāls veidnē ātri sacietē, un abas veidnes puses tiek atvērtas, lai atbrīvotu gatavo detaļu.
Spiediena liešana tiek plaši izmantota, lai ražotu detaļas ar sarežģītām formām un plānām sienām, piemēram, dzinēju blokus, transmisijas korpusus un dažādas automobiļu un kosmosa komponentes. Šis process ir populārs arī patēriņa preču, piemēram, rotaļlietu, virtuves piederumu un elektronikas, ražošanā.
Spiediena liešana
Spiediena liešana ir diezgan specializēts process, kas galvenokārt attīstījies 20. gadsimtā. Pamatprocess ietver: izkausētu metālu ielej/ievada tērauda veidnē, un ar lielu ātrumu, nemainīgu un intensificējošu spiedienu (spiediena liešanā) un atdzesējot, izkausētais metāls sacietē, veidojot cietu liešanu. Parasti pats process aizņem tikai dažas sekundes un ir ātrs veids, kā no izejmateriāla veidot metāla izstrādājumus. Spiediena liešana ir piemērota tādiem materiāliem kā alva, svins, cinks, alumīnijs, magnijs, vara sakausējumi un pat dzelzs sakausējumi, piemēram, nerūsējošais tērauds. Galvenie sakausējumi, ko mūsdienās izmanto spiediena liešanā, ir alumīnijs, cinks un magnijs. No agrīnajām spiedienliešanas mašīnām, kas orientēja presformas instrumentus vertikālā orientācijā, līdz tagad izplatītajam horizontālās orientācijas un darbības standartam, četrām stiepļu stieņu nospriegošanas un pilnībā datorvadītiem procesa posmiem process ir attīstījies gadu gaitā.
Šī nozare ir izaugusi par pasaules mēroga ražošanas iekārtu, kas ražo komponentus dažādiem pielietojumiem, no kuriem daudzi būs sasniedzami arī pašiem, jo liešanas detaļu pielietojums ir tik daudzveidīgs.
Spiediena liešanas priekšrocības
Dažas no augstspiediena liešanas priekšrocībām:
• Process ir piemērots liela apjoma ražošanai.
• Ātri saražot diezgan sarežģītus lējumus, salīdzinot ar citiem metālu formēšanas procesiem (piemēram, mehānisko apstrādi).
• Augstas izturības komponenti, kas ražoti kā lietais materiāls (atkarībā no komponentu konstrukcijas).
• Izmēru atkārtojamība.
• Iespējamas plānas sienu sekcijas (piemēram, 1–2,5 mm).
• Laba lineārā pielaide (piem., 2 mm/m).
• Laba virsmas apdare (piemēram, 0,5–3 µm).
Karstās kameras spiediena liešanas process ietver metāla stieņa kausēšanu krāsnī, kas atrodas tuvu/integrāli tai fiksētajai spiediena liešanas mašīnas pusplāksnei, un izkausēta metāla iesmidzināšanu caur iegremdētu virzuli tieši caur "zosu kaklu" un sprauslu presformas instrumentā. "Zosu kakls" un sprausla ir jāuzsilda, lai novērstu metāla sasalšanu, pirms tas nonāk presformas dobumā, un viss šī procesa sildīšanas un izkausētā metāla elements ir no kurienes radies apzīmējums "karstā kamera". Lējuma masu nosaka virzuļa gājiens, garums un diametrs, kā arī uzmavas/kameras izmērs, un arī sprauslai ir nozīme, kas jāņem vērā presformas konstrukcijā. Kad metāls ir sacietējis presformas dobumā (tas aizņem tikai dažas sekundes), atveras mašīnas kustīgā pusplāksne, pie kuras ir piestiprināta presformas kustīgā puse, un lējums tiek izmests no presformas virsmas un izņemts no instrumenta. Pēc tam presformas virsmas tiek ieeļļotas ar izsmidzināšanas sistēmu, presforma aizveras un process atkārtojas.
Šīs “slēgtās” metāla kausēšanas/iesmidzināšanas sistēmas un minimālās mehāniskās kustības dēļ karstās kameras spiedliešana var nodrošināt labāku ražošanas ekonomiju. Karstās kameras spiediena spiedliešanā galvenokārt izmanto cinka metāla sakausējumu, kam ir diezgan zema kušanas temperatūra, kas piedāvā papildu priekšrocības attiecībā uz zemu mašīnu (katla, “zoskakla” tipa, uzmavas, virzuļa, sprauslas) nodilumu, kā arī zemu presformu instrumentu nodilumu (tātad ilgāku instrumentu kalpošanas laiku salīdzinājumā ar alumīnija spiedliešanas instrumentiem – atkarībā no liešanas kvalitātes pieņemšanas).
Nosaukums "aukstā kamera" cēlies no procesa, kurā izkausēts metāls tiek ielejts aukstā kamerā/šāviena uzmavā, kas caur fiksēto pusformas plāksni ir piestiprināta pie fiksētās pusformas instrumenta aizmugures. Izkausēta metāla turēšanas/kausēšanas krāsnis parasti atrodas pēc iespējas tuvāk liešanas mašīnas šāviena galam, lai manuāls operators vai automātiska liešanas kauss varētu ar kausu izsūknēt katram šāvienam/ciklam nepieciešamo izkausēto metālu un ieliet izkausēto metālu liešanas atverē uzmavā/šāviena kamerā. Virzuļa gals (kas ir nolietojama un nomaināma detaļa, precīzi apstrādāta atbilstoši šāviena uzmavas iekšējam diametram, ņemot vērā termisko izplešanos), kas savienots ar mašīnas cilindru, iespiež izkausēto metālu caur šāviena kameru un presformas dobumā. Pēc uzaicinājuma liešanas mašīna veiks pirmo posmu, lai izstumtu izkausēto metālu garām ieliešanas atverei uzmavā. Turpmākie posmi notiek ar palielinātu hidraulisko spiedienu no cilindra, lai iesmidzinātu izkausēto metālu presformas dobumā. Viss process ilgst sekundes, ātrais un pieaugošais spiediens, kā arī metāla temperatūras pazemināšanās izraisa metāla sacietēšanu presformas dobumā. Atveras liešanas mašīnas kustīgā pusplāksne (pie kuras ir piestiprināta kustīgā presformas puse) un izgrūž sacietējušo lējumu no instrumenta presformas virsmas. Lējums tiek izņemts, presformas virsmas tiek ieeļļotas ar smidzināšanas sistēmu, un pēc tam cikls tiek atkārtots.
Aukstkameru mašīnas ir piemērotas alumīnija spiedliešanai, mašīnas detaļas (lodes uzmavu, virzuļa galu) laika gaitā var nomainīt, uzmavas var apstrādāt ar metālu, lai palielinātu to izturību. Alumīnija sakausējums tiek kausēts keramikas tīģelī, jo alumīnija kušanas temperatūra ir relatīvi augsta un ir jāsamazina dzelzs piesūkšanās risks, kas ir risks dzelzs tīģeļos. Tā kā alumīnijs ir relatīvi viegls metāla sakausējums, tas ļauj liet lielus un smagus spiedliešanas izstrādājumus vai gadījumos, kad nepieciešama lielāka spiedliešanas izstrādājumu izturība un vieglums.
