Promising Materials and Technologies for Forming Elements of Press Tool and Chill Moulds
Nowadays in order to reduce the price of chill and die casting, there is a tendency of transition from expensive and scarce materials for press tool production to relatively cheap and not complicated in obtaining and processing materials. This task can be solved with the help of modern technologies Rapid Prototyping. Thus, the article deals with the following issues: new materials for casted press tool, light alloys for press tool and chill moulds, the possibilities of press tool and chill moulds production by means of “rapid prototyping”.
Для снижения стоимости литья в кокиль и под давлением при изготовлении пресс-форм следует уходить от использования столь дорогих и дефицитных материалов, как W, Mo, Ni. Основное направление развития этих технологий во всем мире и, в частности, в Украине — изготовление пресс-форм из относительно дешевых и несложных в получении и обработке материалов типа алюминия, чугуна, псевдосплавов Fe-Cu и других. Существенно сократить путь от разработки оснастки до ее внедрения способно использование современных технологий Rapid Prototiping.
Б.П. Таран, к.т.н., профессор кафедры «Литейное производство», НТУ «ХПИ», г. Харьков,
Т.Л. Тринева, главный конструктор, ЗАО «Конструкторско-технологическое бюро
верификационного моделирования и подготовки производства», г. Харьков,
Л.Г. Сабо, студент, Ю.Ф. Василенко, студент, НТУ «ХПИ», г. Харьков
Главным и наиболее характерным обстоятельством работы многократно используемых формообразующих изделий — кокилей, а также пресс-форм литья под давлением — является их циклический быстрый нагрев до температуры заливаемого металла и синхронное с ним возникновение внутренних напряжений.
Последние представляют собой результат высокого температурного градиента — «термического удара» в момент заливки расплава в кокили. Кроме того, пресс-формы для литья под давлением испытывают внутренние напряжения как от термического удара, так и от значительных внешних усилий.
Очевидно, что наилучшим материалом для изготовления кокилей и пресс-форм явился бы тот, который воспринимал бы термосиловые циклы литья в области нагруженно-деформированного состояния, подчиняющегося закону Гука. Но это может быть достигнуто только при использовании тугоплавких металлов типа молибдена или сплавов на его основе, поскольку их нагрев до 700–800 °С не приводит к столь резкому снижению модуля упругости, как это имеет место у обычных материалов. Хотя в исключительных случаях и эти материалы могут применяться при изготовлении пресс-форм литья под давлением — для вставок и стержней для них. Поскольку сплавы на основе молибдена весьма дороги и дефицитны, в настоящее время внимание исследователей и практиков сосредоточено в основном на специальных сталях.
