Tlakové lití

Tlakové lití (vysokotlaké lití, anglicky die casting nebo high pressure die casting, HPDC) je slévárenská technologie, při níž se roztavený kov vstřikuje vysokou rychlostí a pod vysokým tlakem do dělené ocelové formy. Kov formu zaplní ve zlomku sekundy, ztuhne pod dotlakem a hotový odlitek se vyhodí. Cyklus trvá obvykle desítky sekund, u malých dílů i méně, takže technologie je určena pro velké série. Princip připomíná vstřikování plastů, forma i stroj jsou však dimenzované na roztavený kov.

Podle stroje se rozlišuje lití s teplou a se studenou komorou. U teplé komory je vstřikovací mechanismus ponořen přímo v roztaveném kovu, což umožňuje rychlé cykly, ale hodí se jen pro kovy s nižší teplotou tavení, hlavně slitiny zinku (zamak) a hořčíku. U studené komory se kov dávkuje do plnicí komory pro každý cyklus zvlášť. Tak se odlévají slitiny hliníku, větší hořčíkové díly a slitiny mědi.

Běžnou hliníkovou slitinou pro tlakové lití je AlSi9Cu3(Fe) (EN AC-46000). Pro tenkostěnné díly se používá dobře zabíhavá AlSi12(Fe), pro konstrukční díly s požadavkem na tažnost slitiny typu AlSi10MnMg. Tlakové odlitky mají hladký povrch, dobrou rozměrovou přesnost a umožňují tenké stěny, žebra, otvory i výstupky pro šrouby bez dalšího obrábění. Tolerance a přídavky se předepisují podle ISO 8062-3.

Omezením je pórovitost. Kov proudí formou turbulentně a strhává vzduch a plyny z dělicích prostředků. Běžné tlakové odlitky se proto obvykle nesvařují ani tepelně nezpracovávají na vysokou pevnost, protože plyn v pórech by při ohřevu vytvořil na povrchu puchýře. Pro konstrukční díly se používá lití s vakuovým odsáváním formy, které pórovitost výrazně snižuje.

Tlakové lití se vyplatí u kovových dílů se složitým tvarem v sériích od tisíců kusů ročně výše: skříně převodovek a elektroniky, chladiče, tělesa čerpadel, držáky v automobilovém průmyslu, těla nářadí nebo dveřní kliky. Ocelová forma je velká investice. Její životnost je u hliníku obvykle v řádu desítek až stovek tisíc cyklů, u zinku, který se lije za nižší teploty, bývá delší.

Pro malé série je vhodnější gravitační lití do kokil, lití do písku nebo obrábění z plného materiálu. Prototypy budoucích tlakových odlitků se často obrábějí nebo odlévají do pískových forem. Mají ale jiné mechanické vlastnosti a jinou pórovitost než sériový díl.

Konstrukci podřiďte technologii: rovnoměrné tloušťky stěn (u hliníku obvykle zhruba 1,5 až 4 mm), dostatečné úkosy, zaoblené rohy a žebra místo masivních průřezů, ve kterých vznikají staženiny. Podříznutí vyžadují šoupátka a výrazně zdražují formu. Počítejte se stopami po vyhazovačích a s otřepem v dělicí rovině, který se odstraňuje ostřihem.

Funkční plochy obrábějte s co nejmenším přídavkem, protože nejhutnější je povrchová vrstva odlitku a hlubší obrábění odkrývá póry. U dílů, které mají těsnit tlakové médium, dohodněte zkoušku těsnosti a případně impregnaci. Ve slévárně si ověřte dosažitelné tolerance, cenu, vlastnictví a životnost formy, cenu vzorkování a způsob kontroly vnitřních vad (rentgen, tlaková zkouška). Konstrukci konzultujte se slévárnou dřív, než ji zmrazíte, a u složitějších dílů požadujte simulaci plnění formy.