hrvatski

Modificiranje površina dijelova alata za tlačno lijevanje aluminija

Tlačni lijev vrlo je raširen proces koji se koristi za visokoserijsku proizvodnju preciznih odljevaka legura nižeg tališta. Zbog visoke cijene alata za lijevanje (kalupa) obično se upotrebljava za izradu odljevaka u velikim serijama od nekoliko tisuća do nekoliko milijuna komada, debljine stjenke od 0, 5 do 15 mm, i može biti potpuno automatiziran. Legure za tlačni lijev se baziraju na aluminiju, magneziju i cinku. Kalupi za tlačni lijev aluminijskih legura podvrgnuti su višim radnim temperaturama i mehaničkim opterećenjima u ciklusima od 15 do 80 sekundi. Izrađuju se od alatnih čelika za topli rad koji moraju biti otporni na različite mehanizme trošenja, te trebaju imati veću dinamičku izdržljivost. Oni su složen i vrlo skup alat od kojih se uz što veću izdržljivost zahtijeva što dulji radni vijek uz zadovoljavajući izgled površine. U tijeku lijevanja na alat djeluje čitav niz kompleksnih mehanizama trošenja koji skraćuju njegov radni vijek, a dominantni mehanizam je reakcijsko nataljenje radne površine dijelova kalupa. Reakcijom između alata i aluminijske legure nastaje tvrda i krhka intermetalna faza koja prilikom izbacivanja odljevka iz kalupa puca i djelomično ostaje na dijelovima alata. Takova slijepljena područja mogu prouzročiti nastanak tragova na odljevku i spriječiti njegovo izbacivanje što dovodi do zastoja u proizvodnji. Primjenom odgovarajućih metoda modificiranja i prevlačenja površina moguće je značajno produljiti radni vijek ovih alata i time spriječiti skupe zastoje i obustavu proizvodnje. Odluka o primjeni određenog postupka modificiranja i prevlačenja površina dijelova kalupa za tlačni lijev ovisi o nizu utjecajnih čimbenika i proizlazi iz razmatranja uvjeta i naprezanja kalupa tijekom rada. U industriji je do sada najčešće bio primjenjivan postupak toplinske obrade kaljenjem i modificiranja površine nitriranjem u solnoj kupci. No, zbog dobrih svojstava karbidnih slojeva razmatrat ćemo mogućnost primjene difuzijskog prevlačenja karbidnog sloja postupkom vanadiranja zbog dobrih kemijskih i triboloških svojstava vanadijevog karbida u svrhu produljenja vijeka trajanja pojedinih dijelova alata. U eksperimentalnom dijelu rada usporedit će se postupci kaljenja, nitriranja u solnoj kupki (TENIFER) i prevlačenje površine vanadiranjem. Eksperiment će se izvesti na uzorcima od alatnog čelika za topli rad UTOP Mo1 (Č4751) koje će se uranjati u rastaljenu aluminijsku leguru za tlačni lijev, nakon čega će se provesti analiza provedenih pokusa i dobivenih rezultata. 2. TLAČNI LIJEV Izraz  tlačni lijev  obično znači lijevanje pod visokim tlakom. To je proces u kojem se talina tlači u metalni kalup i tlak se održava sve dok se skrućivanje potpuno ne završi. Proizvod je odljevak na kojem se mogu reproducirati i najfiniji detalji unutrašnjeg oblika kalupa, a postiže se i visok stupanj točnosti odljevka. Tlačnim lijevom mogu se lijevati slitine s rasponom temperatura lijevanja od 100 C do 900 C. Ima uspješnih pokušaja lijevanja i slitina na bazi željeza. Za legure s niskim talištem (oko 420 C) upotrebljavaju se toplo komorni tlačni strojevi s metalnom pumpom potopljenom u talinu. Toplo komorni strojevi nisu primjenjivi za lijevanje slitina na bazi aluminija i bakra zbog jake toplinske erozije kojom slitina djeluje na željezo. Slitine magnezija premda s visokim talištem (oko 650 C ) zbog kemijske pasivnosti prema željezu mogu se lijevati s toplom komorom, ali se ipak se najveći dio odljevaka na bazi magnezija proizvodi na strojevima s hladnom komorom. Tlačnim postupkom izrade odljevaka omogućuje dobivanje dovoljno glatke površine i primjenjiv je za velik broj slitina, a omogućuje postizanje dobrih mehaničkih svojstava odljevaka. Mogu se lijevati odljevci mase od dijela grama do više od 40 kg. Tlačni lijev ekonomičan je tek za velike serije odljevaka jer su instalirano postrojenje, izrada alata i usvajanje proizvodnje u usporedbi s klasičnim pješčanim lijevom vrlo skupi i zahtijevaju visok stupanj stručnog znanja [1].

modificiranje površina; tlačni lijev; kalup

nije evidentirano