Металлопровод является наиболее ответственной деталью установки для литья под низким давлением. От его конструкции во многом зависят качество отливок и легкость удаления их из литейной формы. Металлопровод, примененный в установке и показанный на фиг. 45, г, не сразу получил свои конструктивные формы. Ему предшествовал ряд вариантов — а, б, в.
Первый вариант а обладал очень существенным недостатком. При удалении отливки в верхней части трубы оставался затвердевший остаток сплава, форма которого не позволяла протолкнуть его вниз или извлечь кверху. Этот недостаток был устранен в следующем варианте б. Обратный конус в верхней части трубы металлопровода, который на фиг. 45, а условно не показан, был заменен цилиндрическим пояском, и проталкивание вниз затвердевшего остатка уже не вызывало затруднения. Но это не было еще решением задачи. Нужно было найти такие конструктивные соотношения, при которых металл вообще не затвердевал бы в металлопроводе. Было установлено, что одним из условий возникновения затвердевшего остатка является высокая теплопроводность верхней части металлопровода, имеющего толщину стенки 5 мм. В последующем варианте в толщина стенки была уменьшена до 3,5 мм и увеличены конус верхней части трубы и ее диаметр. Образование затвердевшего остатка в этом случае наблюдалось только тогда, когда уровень сплава в тигле подходил к нижнему значению, и выступающая из металла труба металлопровода интенсивно охлаждалась порциями сжатого воздуха, поступающего в тигель при каждой очередной отливке. При дальнейших исследованиях вопросов теплообмена, путем специально поставленных экспериментов, было установлено, что снижение теплопроводности может быть достигнуто путем замены медной уплотнительной прокладки под головкой металлопровода на асбестовую.
Дополнительно было установлено, что сокращение длины конической части трубы способствует лучшему ее прогреванию, особенно при еще большем уменьшении толщины стенки. С внесением всех этих изменений, а также с ликвидацией цилиндрического пояска на выходном отверстии, металлопровод принял вид, показанный на фиг. 45, г. Конструкция полностью отвечала предъявленным требованиям и не нуждалась в очистке между рабочими циклами, Тепловой режим металлопровода, особенно его верхней части, примыкающей к головке, должен быть таким, чтобы сплав после кратковременной выдержки, необходимой для кристаллизации отливки под давлением, полностью сливался вниз, не оставляя на внутренней поверхности трубы закристаллизовавшихся пленок. Эти пленки, постепенно наращиваясь, при последующих проходах сплава могут существенно уменьшить расчетное сечение металлопровода и вызвать брак отливок. Металлоемкость головки должна быть наименьшей, так как она является теплопроводным звеном между металлопроводом и крышкой тигля.
Большую неприятность могут принести даже микроскопические трещины в трубе металлопровода или в сварных швах, соединяющих трубу с головкой. Расширяясь при нагреве, эти трещины свободно пропускают сжатый воздух, который, увлекаясь проходящим по металлопроводу сплавом, попадает в отливку, образуя газовые дефекты, Сварку металлопровода следует поручать дипломированному сварщику, помня о том, что даже незначительный непровар и включение окислов в шов не допускаются. Цилиндрическая, погружаемая в сплав часть металлопровода может быть выполнена либо из чугуна, либо из конструкционной стали, обладающей хорошей свариваемостью. Сварку чугунного металлопровода рекомендуется выполнять обломками поршневых колец, а стального — специальными электродами. При отливке магниевых сплавов можно применять металлопроводы, сделанные из легированной хорошо свариваемой стали, не содержащей никеля, который очень легко растворяется в магниевом сплаве. Как чугунный, так и стальной металлопроводы должны иметь слой защитного покрытия, предохраняющий его поверхности от непосредственного контакта с жидким сплавом. Таким покрытием может быть любая кокильная краска толщиной слоя 0,3—0,5 мм, наносимая посредством пульверизатора. Герметическое соединение головки металлопровода с крышкой тигля обеспечивается асбестовым трехмиллиметровым шнуром, несколько оборотов которого укладывают ниток к витку между головкой и опорной плоскостью гнезда в крышке.
Необходимо предостеречь от установки холодного металлопровода в разогретую крышку тигля. Резьба на головке металлопровода, расширяясь от нагрева, вызовет заклинивание соединения, и вывернуть металлопровод в этом случае без опасности срыва резьбы очень трудно. Нижний конец установленного в тигель металлопровода не должен доходить до дна тигля на расстояние 50—60 мм. Сокращать указанный размер не рекомендуется, так как это может повлечь за собой попадание в отливку неметаллических засоров, часто встречающихся в нижних слоях сплава и на дне тигля. Увеличение расстояния также не желательно потому, что в тигле при этом остается большое количество неиспользуемого сплава, который по окончании работы необходимо вычерпывать и разливать в изложницы.
Дополнительным усовершенствованием металлопровода является устройство резьбовой заглушки, позволяющей герметически закрывать отверстие в головке металлопровода. Применение заглушки позволило существенно упростить процесс проверки герметичности тигля, осуществляемой перед началом работы. Раньше для проверки герметичности приходилось удалять металлопроводы, а отверстия для них в крышке тигля заглушать специальными пробками. Такой способ проверки был явно несовершенен, так как не позволял проверить герметичность соединения металлопровода с крышкой тигля, где по вине незначительного засора могла быть утечка сжатого воздуха, что практически и наблюдалось. При отливке деталей металлоемкостью более 15 кг, а также деталей панельного типа с размером в горизонтальном направлении около 1 м целесообразно при менять два одновременно действующих металлопровода. В этом случае увеличивается расход сплава (Q л/сек) во всех видах литья, являющийся положительным фактором. Одновременно уменьшается линейная скорость, которая не должна превышать 1,5—1,8 м/сек. Помимо возможной турбулизации потока, высокая линейная скорость сплава может вызвать размывание песчаного стержня и включение засоров в отливку.
При литье магниевых сплавов необходимо создать условия для защиты сплава от контакта с воздухом на всем пути движения его из тигля до полости промывника в литейной форме. Для защиты сплава от окисления и загорания инж. Ф.Д. Кармановым приспособление, показанное на фиг. 46. Верхняя часть металлопровода, находящаяся над зеркалом сплава, снабжается дополнительным кожухом 1, приваренным к металлопроводу и к его головке. На заключенной в кожух части металлопровода делаются три-четыре продольные сквозные прорези электроискровым способом. Головка металлопровода снабжается дополнительными каналами 3. Инертный газ под давлением около 10 мм рт. ст. поступает через канал 3 в кожух, а оттуда в металлопровод, откуда вытесняет воздух и устремляется вверх, также замещая воздух в полости формы. Автоматическое прекращение подачи газа производится в тот момент, когда сплав, заполнив коллектор, замкнет собой нижний электрический датчик. Включение подачи газа осуществляется одновременно со сбросом давления из тигля.