Oprema za livenje i metalni kalupi predstavljaju velike kapitalne troškove, što ograničava postupak na veliko-količinsku proizvodnju. Izrada delova pomoću livenja pod pritiskom relativno je jednostavna, i obuhvata samo četiri glavna koraka, čime se ograničavaju troškovi po komadu. Ona je posebno pogodna za veliku količinu odlivaka male do srednje veličine, zbog čega se livenjem pod pritiskom dobija više odlivaka od bilo kog drugog postupka livenja.[1] Liv pod pritiskom odlikuje se vrlo dobromzavršnom obradom površine (prema standardima za livenje) i konzistentnošću dimenzija.
Oprema za livenje pod pritiskom izumljena je 1838. godine u svrhu proizvodnjepokretnih tipova zaštamparsku industriju. Prvipatent koji se odnosi na livenje pod pritiskom dodeljen je 1849. godine za malu mašinu sa ručnim pogonom u svrhu mehanizovane proizvodnje štampe. Godine 1885, Oto Mergentaler je izumeomašinu za linotip, koja je izlivala čitavu liniju tipova kao jednu celinu, koristeći postupak livenja pod pritiskom. To je gotovo u potpunosti zamenio ručno podešavanje u izdavačkoj industriji. Sosova mašina za livenje pod pritiskom, proizvedena uBruklinu u državi Njujork, bila je prva mašina koja se prodavala na otvorenom tržištu Severne Amerike.[2] Ostali vidovi primene su brzo napredovali, pri čemu je livenjem pod pritiskom olakšavalo rast robe široke potrošnje i uređaja, u velikoj meri smanjujući proizvodne troškove kompleksnih delova u velikim količinama.[3] Godine 1966,[4] General Motors je objavio procesAkurad.[5]
Glavne legure za livenje pod pritiskom su: cink, aluminijum, magnezijum, bakar, olovo i kalaj; mada je neobičајеno livenjegvožđe oksida pod pritiskom je isto tako moguće.[6] Specifične legure za livenje pod pritiskom uključuju:cink aluminijum; aluminijum, npr. standardialuminijumske asocijacije (AA): AA 380, AA 384, AA 386, AA 390; i AZ91D magnezijum.[7] Sledi sažetak prednosti pojedinih legura:[8]
Cink: metal najlakši za livenje; ima visoku duktilnost; ima veliku udarnu čvrstoću; lako je obložen; ekonomičan je za male delove; promoviše dugotrajan odlivak.
Aluminijum: lagan; iaa visokodimenzionalna stabilnost za vrlo složene oblike i tanke zidove; poseduje dobru otpornost na koroziju; ima dobre mehaničke osobine; ima visoku toplotnu i električnu provodljivost; zadržava čvrstoću na visokim temperaturama.
Magnezijum: metal najlakši za obradu; ima odličan odnos čvrstoće i težine; ovo je najlakša legura u širokoj upotrebi za livenje.
Bakar: velika tvrdoća; visoka otpornost na koroziju; najviša mehanička svojstva livenih legura; odlična otpornost na habanje; odlična stabilnost dimenzija; njegova snaga se približava snazi čeličnih delova.
Silicijumski tombak: legura visoke čvrstoće koja se sastoji od bakra, cinka i silicijuma. Ova legura se često koristi kao alternativa za livene čelične delove.
Olovo ikalaj: velika gustina; izuzetno bliska preciznost dimenzija; koristi se za posebne forme otpornosti na koroziju. Takve se legure ne koriste uprehrambenim primenama zaradjavnog zdravlja. Tipski metal, legura olova, kalaja iantimona (sa ponegde i tragovima bakra) koristi se za livenje ručno postavljanog tipa uvisokopritisnoj štampi i blokiranju vrućom folijom. Tradicionalno livenje u kalupima je sada uglavnom zamenjeno livenjem pod pritiskom nakon industrijalizacije livnica. Oko 1900. godinemašine za livenje štamparkih komponenti pojavile su se na tržištu i doprinele daljoj automatizaciji, sa ponekad desetinama mašina za livenje u jednom novinskom uredu.
Maksimalno ograničenje težine za odlivke od aluminijuma,mesinga, magnezijuma i cinka su približno 70 lb (32 kg), 10 lb (4,5 kg), 44 lb (20 kg), i 75 lb (34 kg), respektivno.[9]
Korišćeni materijal definiše minimalnu debljinu preseka i minimalni gaz potreban za livenje, kako je navedeno u donjoj tabeli. Najdeblji presek treba da bude manji od 13 mm (0,5 in), ali može biti i veći.[10]
Slede četiri koraka u tradicionalnom livenju pod pritiskom, takođe poznatom kaolivenje pod visokim pritiskom,[5] oni su takođe osnova za bilo koju od varijacija livenja pod pritiskom: priprema kalupa, punjenje, izbacivanje i istresanje. Matrice se pripremaju prskanjem šupljine kalupamazivom. Mazivo pomaže u kontroli temperature matrice i takođe pomaže u uklanjanju odlivaka. Matrice se zatim zatvaraju i rastopljeni metal se ubrizgava u kalupe pod visokim pritiskom; između 10 i 175 MPa (1.500 i 25.400 psi). Kada se šupljina kalupa napuni, pritisak se održava sve dok se odlivak ne očvrsne. Matrice se zatim otvaraju i artikal (oni se razlikuju od odlivaka jer u kalupu može biti više šupljina, što daje više odlivaka po operaciji) se izbacuje pomoću klinova za izbacivanje. Konačno, istresanje uključuje odvajanje otpada, koji uključujekapiju,klizače,otvore iblic, od odlivanja. Ovo se često radi pomoću posebne matrice za obrezivanje u električnoj ili hidrauličnoj presi. Druge metode istresanja uključuju testerisanje i mlevenje. Manje radno intenzivan metod su udarci prevrtanja ako su kapije tanke i lako se lome; mora uslediti odvajanje kapija od gotovih delova. Ovaj otpad se reciklira pretapanjem.[11] Prinos je približno 67%.[12]
Nakon istresanja odlivaka on se pregleda za nedostatke. Najčešći kvarovi supogrešno pokretanje ihladno zatvaranje. Ovi defekti mogu biti uzrokovani hladnim kalupima, niskom temperaturom metala, prljavim metalom, nedostatkom ventilacije ili viškom maziva. Drugi mogući nedostaci su poroznost gasa,poroznost skupljanja,vruće suze i tragovi protoka.Oznake protoka su tragovi ostavljeni na površini odlivaka zbog lošeg zatvaranja, oštrih uglova ili prekomernog maziva.[13]
Odlična tačnost dimenzija (zavisi od materijala za livenje, ali obično 0,1 mm za prvih 2,5 cm (0,004 inča za prvi inč) i 0,02 mm za svaki dodatni centimetar (0,002 inča za svaki dodatni inč).
Glatke livene površine (Ra 1—2,5 µm ili 0,04–0,10 thourms).
Tanji zidovi se mogu liti u poređenju sa livenjem u pesak i trajnim kalupima (približno 0,75 mm ili 0,030 in).
Umetci mogu biti liveni (kao što su umetci sa navojem, grejni elementi i noseće površine visoke čvrstoće).
Smanjuje ili eliminiše sekundarne operacije obrade.
Glavni nedostatak livenja pod pritiskom je veoma visokkapitalni trošak. Potrebna oprema za livenje, kalupi i povezane komponente su veoma skupi, u poređenju sa većinom drugih procesa livenja. Stoga, da bi livenje pod pritiskom bio ekonomičan proces, potreban je veliki obim proizvodnje. Ostali nedostaci su:
Proces je ograničen na metale visoke fluidnosti. Povećane stope otpada mogu biti uzrokovane poremećajima fluidnosti, i troškovi otpada u livenju pod pritiskom su visoki.[16]
Livenje pod pritiskom uključuje veliki broj delova, tako da su pitanja ponovljivosti posebno važna.[17]
Težina odlivaka je ranije bila ograničena na između 30 grama (1 oz) i 10 kg (20 lb),[note 1][10] ali su od 2018. godine postali mogući udarci od 80 kg (180 lb).[18]
U standardnom procesu livenja pod pritiskom, konačni odlivak će imati malu količinu poroznosti. Ovo sprečava bilo kakvu toplotnu obradu ili zavarivanje, jer toplota izaziva širenje gasa u porama, što uzrokuje mikro-pukotine unutar dela i ljuštenje površine. Međutim, neke kompanije su pronašle načine da smanje poroznost dela, dozvoljavajući ograničeno zavarivanje i toplotnu obradu.[4] Stoga je srodni nedostatak livenja pod pritiskom to što je podesno samo za delove u kojima je mekoća prihvatljiva. Delovi kojima je potrebnootvrđavanje (kroz kaljenje iliotpuštanje) se ne liju pod pritiskom.
^Brevick, Jerald; Mount-Campbell, Clark; Mobley, Carroll (2004-03-15),Energy Consumption of Die Casting Operations(PDF), Ohio State University,doi:10.2172/822409, (US Department of Energy Grant/Contract No. DE-FC07-00ID13843, OSURF Project No. 739022), Приступљено2010-10-15.
^Dewhirst, B. „Castability Measures for Diecasting Alloys: Fluidity, Hot Tearing, and Die Soldering”.Proceedings of the 4th International High Tech die Casting Conference — преко HTDC. 2008.
Schleg, Frederick P.; Kohloff, Frederick H.; Sylvia, J. Gerin; American Foundry Society (2003),Technology of Metalcasting, American Foundry Society,ISBN978-0-87433-257-5.
