Алюминий и цинк. Сталь и никель. Разные металлы.

Литьё под давлением работает с алюминием при 600–700 °C, а сталь плавится при 1400–1500. При таких температурах обычные пресс-формы из инструментальной стали размягчаются и быстро вымываются: их хватило бы на дни, а не на годы. Существуют особые материалы — молибденовые и керамические формы, — которыми можно лить сталь под давлением, но коммерчески это редкость. Для серийного стального литья устоявшийся процесс — по выплавляемым моделям.

При литье в кокиль металл заливают самотёком в многоразовую стальную форму: давления меньше, чем при литье под давлением, такт длиннее, оборудование проще. Так делают алюминиевые детали, слишком крупные или слишком толстостенные для машины литья под давлением, а также тиражи от 5000 до 50 000. Литьё под давлением даёт высокое давление впрыска, короткий такт и больше подробностей. И то и другое работает с алюминием и цинком. Для очень больших тиражей с тонкой проработкой — под давлением; для средних алюминиевых партий кокиль часто выгоднее.

Пресс-форма для литья под давлением требует от 8 до 16 недель от конструирования до первого образца, а с ползунами и до 20. При литье по выплавляемым моделям оснастка для моделей — металлическая форма, в которой делают восковки, — занимает 4–6 недель, а первые детали приходят через две-три недели после неё. Долгий срок литья под давлением объясняется закалённой сталью с её запутанными каналами охлаждения. Когда нужно быстро стартовать, чаще выбирают выплавляемые модели, несмотря на большую цену детали.

Отливки под давлением выходят из формы с хорошей поверхностью, но посадочные отверстия подшипников и привалочные плоскости приходится доводить на станке; такая связка с последующей обработкой — обычное дело. С выплавляемыми моделями то же самое: литая поверхность хороша, а резанием берут лишь точные элементы. Оба процесса дают деталь почти в готовой форме и сильно сокращают время обработки по сравнению с работой из заготовки. На доводке обычно снимают 10–20 % объёма детали, чтобы выйти на окончательный допуск.

В литье под давлением: алюминий A380 — самый массовый, для деталей автомобилей; алюминий A356 — прочнее и пластичнее; цинк ZA-8 — для герметичных под давлением деталей; магний AZ91 — самые лёгкие отливки. В литье по выплавляемым моделям: нержавеющая 17-4 PH высокой прочности, нержавеющая 316L против коррозии, Inconel 718 и 625 для авиации, углеродистая сталь 4140 для несущих деталей и кобальт-хром для медицины и стоматологии. Подбирайте материал под задачу и помните: не всякий металл доступен во всяком процессе.

Литьё под давлением: около 30 тысяч долларов на оснастку и 0,50–5 долларов за деталь; равновесие с ЧПУ наступает примерно на 5000 деталях, а при очень больших объёмах — от ста тысяч в год — доля оснастки в цене становится ничтожной. Литьё по выплавляемым моделям: около 8 тысяч на оснастку и 5–50 долларов за деталь; равновесие с ЧПУ — на 200–500 деталях, а на тысяче оно обычно идёт с обработкой вровень. Процесс выбирает тираж.