Чугунная форма для литья

Когда речь заходит о чугунных формах, многие сразу представляют себе громоздкие конструкции с толщиной стенок 'на глазок'. Но за последние десять лет подходы изменились — сейчас даже для литья стеклянных подсвечников мы считаем теплопроводность сплава по секундам.

Ошибки при проектировании

В 2018 году мы получили заказ на формы для декоративных бутылок — клиент требовал сделать стенки тоньше для ускорения цикла. После трёх месяцев испытаний выяснилось: чугун марки СЧ25 не держит температурные перепады при толщине менее 12 мм. Пришлось переделывать весь комплект.

Сейчас всегда проверяем распределение напряжений в Ansys, даже если заказчик уверяет, что 'работало раньше'. Кстати, у ООО Чэнду Синьчжи Индастриз в арсенале есть пятикоординатные станки именно для таких сложных геометрий — сами видели их работы по изоляторам.

Особенно критична зона разъёма — как-то при литье косметических флаконов появилась едва заметная линия облоя. Дефект проявился только после шестого цикла, когда форма прогрелась до рабочей температуры.

Материалы: что действительно важно

Вопреки расхожему мнению, не всегда нужен легированный чугун. Для серий до 50 тысяч циклов достаточно СЧ20 с правильной термообработкой. Но если речь о литье медицинских пузырьков, где важна стерилизация — только ЧХ16 с плазменным упрочнением.

На их сайте https://www.xzyg.ru упоминают лазерные 3D-сканеры — это как раз для контроля структурных изменений после термоциклирования. Мы сами фиксировали деформацию в 0,2 мм после 2000 циклов у обычного чугуна.

Запомнился случай с литьём художественных изделий: заказчик сэкономил на материале, а потом месяц не мог вынуть отливку из-за задиров. Пришлось шлифовать каналы с помощью технологии, похожей на их лазерную сварку.

Теплообмен как ключевой параметр

Рассчитывая чугунную форму для литья стеклянных колб, мы теперь всегда закладываем запас по теплопроводности 15%. Особенно для тонкостенных изделий — там перегрев на 20°C уже приводит к браку.

Их металлографические анализаторы — не роскошь, а необходимость. Как-то обнаружили графитовые включения в критической зоне формы для посуды, которую уже собирались отгружать.

Важный нюанс: при литье алкогольных бутылок дно прогревается медленнее горловины. Приходится делать разную толщину стенок формы — но это искусство, а не инженерия.

Эксплуатационные проблемы

Никто не верит, но 70% поломок происходит при очистке. Жёсткие щётки царапают рабочие поверхности — потом в этих рисках застревает стекло. Видели, как на https://www.xzyg.ru решают эту проблему специальными покрытиями.

Термические трещины — бич всех литейщиков. Однажды пришлось выбраковать форму после 300 циклов из-за микротрещин в углах. Теперь всегда делаем галтели радиусом не менее 3 мм.

Система охлаждения — отдельная история. Медные трубки в чугунной массе ведут себя непредсказуемо при температурных расширениях. Кажется, у них в арсенале есть решения для таких случаев.

Перспективы развития

Сейчас экспериментируем с комбинированными формами — чугун + медные вставки в зонах интенсивного теплообмена. Результаты обнадёживают: цикл сократился на 18% для литья осветительных приборов.

Их подход к 'созданию бренда элитных пресс-форм' не просто слова — видели их работы по сложным многоместным формам. Особенно впечатлила конструкция для литья поршней с системой активного охлаждения.

Думаю, будущее за адаптивными чугунными формами с датчиками температуры в реальном времени. Но пока это дорого даже для серийного производства.

Практические советы

При приёмке новой формы всегда проверяем твёрдость в трёх точках — бывает разброс до 15 HB. Особенно если форма крупногабаритная, как для изоляторов.

Раз в полгода обязательно сканируем рабочие поверхности — микротрещины сначала видны только в ультрафиолете. Их 3D-сканеры вероятно справляются с этим лучше наших методов.

И главное: не экономьте на проектировании. Лучше потратить лишнюю неделю на расчёты, чем потом переделывать многоместную форму. Опыт ООО Чэнду Синьчжи Индастриз с 1996 года это подтверждает — видели их архив проектов.