odlew.docx

1. Materiały stosowane do wytwarzania form odlewniczych

2. Wymień elementy wchodzące w skład oprzyrządowania odlewniczego

3. Jakimi właściwościami powinny charakteryzować się stopy odlewnicze ?

4. Metody maszynowego wytwarzania form odlewniczych

5. Metody wytwarzania odlewów w formach metalowych

1.

Formy odlewnicze dzieli się na formy wielokrotnego i jednokrotnego użycia. Formy wielokrotnego użycia wykonuje się z metali odpornych na wysoką temperaturę odlewanego, roztopionego metalu. Noszą one nazwę formy metalowe - kokili. Formy jednorazowego użycia wykonuje się przede wszystkim z mas formierskich. Podstawowymi składnikami mas formierskich są: piasek kwarcowy, glina i woda. Piasek kwarcowy (SiO2) charakteryzuje się dużą twardością i odpornością na wysokie temperatury. Glina używana do mas formierskich jest ogniotrwała, ponieważ głównym jej składnikiem jest kaolin (AI203. 2SiO2. 2H2O). 

 

piaski formierskie - niektóre z sypkich i luźnych skał osadowych, składające sięgłównie z ziarn kwarcu o nieregularnych kształtach, gdzie zawartość osnowy ziarnowejwynosi minimum 65% ciężaru. W piaskach tych może występować naturalne lepiszczemineralne - w ilości do 35%.

gliny formierskie zawierające powyżej 50% lepiszcza.

Cechy mas formierskich:

1.

dobra plastyczność – zdolność przyjmowania kształtu według

modelu i zachowania tegoż kształtu,

2.

wielka spoistość cząstek masy formierskiej zapewniająca odporność
na wszelkiego rodzaju wstrząsy i ciśnienie hydrostatyczne
wlewanego metalu,

3.

znaczna odporność na wysoką temperaturę płynnego metalu,

4.

wystarczająca przepuszczalność gazów i par powstałych w czasie
odlewania i podczas procesu stygnięcia metalu w formie
odlewniczej,

5.

zdolność zachowania pełnej przydatności do wielokrotnego użycia

w formie domieszek do nowych mas,

6.

łatwe oddzielanie sięod ścian gotowego odlewu w czasie wybijania

Własności mas formierskich
– wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie, ścinanie;
– ogniotrwałość;
– przepuszczalność gazów;
– czyli zdolność do utraty wytrzymałości po zastygnięciu odlewu;

Masy cementowe – skład to ok. 10 cementu portlandzkiego i 7 do 10 % wody; utwardzanie trwa 1 do 2 dób; stosowana do dużych form i rdzeni. Zalety:
-niski koszt cementu jako spoiwa,
- mała energia zagęszczania,

- dobra dokładność wymiarowa,

- duża wytrzymałość po utwardzeniu.

• Wady:

- niezbyt dobra jakość powierzchni,

- silne przywieranie masy do powierzchni modelu

1.    CMS – Ciekłe Masy Utwardzalne zawierają oprócz krzemu szkło wodne i żużel chromowy 

Zalety:

- obniżenie kosztów produkcji,
- zmniejszenie pracochłonności wykonania odlewu,
- wyeliminowanie potrzeby suszenia form i rdzeni,
- daje sięłatwo mechanizować i automatyzować.

• Wady:

- niezbyt dobra wybijalność,

- przyczepność do modeli i rdzennic

2.    Masy żywiczne termoutwardzalne :

Odlewanie kokilowe
stosowane przy produkcji części samochodowych, przy odlewach ze stopów metali nieżelaznych (stopy Al., miedzi, cynku , magnezu). Nie nadaje się do żeliw i staliw ze względu na wysoka temperaturę , długi czas potrzebny do krzepnięcia. Większość metali nieżelaznych odlewa się kokilowo.
Kolkile wykonuje się z żeliwa szarego lub stopowego , czasem z miedzi; rdzenie wykonuje się czasem stalowe lub jako rdzenie jednorazowe; kokile pokrywą się warstwą ................
Cechy odlewania w kokilach
– silny wpływ temperatury form na właściwości i jakość odlewu (wstępne podgrzanie kokili do 200oC);
– szybkie krzepnięcie i stygnięcie odlewu kokili;
– sztywność formy;
– brak przepuszczalności formy;

Kokile wykonuje się z:

-żeliwa szarego perlitycznego – do odlewów z metali nieżelaznych i

małych odlewów cienkościennych z żeliwa,

-żeliwa szarego stopowego nisko krzemowego do odlewania

wszystkich stopów metali nieżelaznych i żelaza,

-żeliwa sferoidalnego do odlewania głównie średnich odlewów

żeliwnych i staliwnych,

- staliwa węglowego do odlewania dużych odlewów żeliwnych i

staliwnych,

- staliwa niskostopowego stosowane do średnich i dużych odlewów ze

stopów aluminium i żelaza

2.

Najprostszy komplet skrzynek formierskich składa się z dwóch sztuk. Obie skrzynki są jednakowe, nie mają ani dna, ani ścianki górnej, a wyłącznie ściany boczne.

Układem wlewowym nazywa się system kanałów wykonanych w formie

odlewniczej, który powinien spełniać następujące zadania:

- doprowadzenie ciekłego metalu do ustalonych miejsc wnęki formy

z wymaganą prędkością,

Elementy ukł wlewowego:

-zbiornik wlewowy

-wlew główny

-wlewy rozprowadzające

-wlewy doprowadzające

-wlewy oddzielające (zatrz nieczystości)

-nadlewy

Podstawowym materiałem stosowanym na kokile jest żeliwo perlityczne lub perlitycznoferrytyczne (5÷10% ferrytu).Z żeliwa stopowego oprócz zawierającego 1% Ni i 2% Cr, względnie

1% Cr, można polecić żeliwo chromowo-molibdenowe (3,2÷3,5% C, 1,8÷2,0% Si, 0,9÷1,1% Mn,

do 0,2%P,  do  0,1% S, 0,4÷0,9% Cr i 0,60,8% Mo). Kokile staliwne są rzadziej stosowane (np.

0,2÷0,4% C, 0,3÷0,4% Si, 0,5÷0,8% Mn, 0,03÷0,07% P, 0,01÷0,07 S i ewentualnie 0,1% Cr i 0,1% Ni).

W żeliwie jest wymagany drobny grafit płatkowy i możliwie wysoka zawartość węgla

związanego.

Części kokil bardziej narażone na obciążenia mechaniczne i cieplne wykonuje się ze stali

stopowych (np. 0,4÷0,5%C, 0,8%  Si, 0,7% Mn, 13÷15% Cr,13÷15% Ni, 2÷2,7% W, 0,25÷0,4%

Mo do 0,03% P i do 0,03% S lub 0,35÷0,45% C, 1,9÷2,6% Si, do 0,7% Mn, 0÷10%Cr, do 0,5% Ni,

0,7÷0,9% Mo, do 0,03% P  i do 0,03% S).

Zwiększenie trwałości kokil można uzyskać przez wprowadzenie różnych usprawnień

konstrukcyjnych (w odlewie i kokili), technologicznych (np. Doprowadzenie metalu)

eksploatacyjnych (np. chłodzenie, stosowanie powłok) itp.

3.

Stopy odlewnicze: kruche, zła plastyczność, dbre wypełnienie formy odlewnicz.

a)stopy żelaza: -żeliwo(szare, sferoidalne),-staliwo(węglowe, stopowe)-żeliwo ciągliwe(białe, czarne, perlityczne)

b)st.metali nieżelaznych: -st. miedzi(brązy, mosiądze, cynowe)-st. cynku(z aluminium)

st. ołowiu(łożyskowe) –st. aluminium –st. magnezu

. Podstawowe własności odlewnicze stopów:

lejność-zdolność metalu i stopów w stanie ciekłym do wypełnienia wnęki formy odlewniczej i dokładnego odtwarzania zarysów odlewu

skurcz-zmniejszenie linii. i obj. wymiarów materiału w wyniku krzepnięcia, może być swobodny lub hamowany(90%)

skłonność do tworzenia jam skurczowych-spowodowana zmianą obj. metalu

skłonność do tworzenia naprężeń i pęknięć

segregacja

Powstawanie jamy skurczowej zależy od:

Czynniki fizyko-chemiczne

-skład chemiczny

-zawartość gazów

-wspólcz. rozszerzalności ciepl.

-przewodność cieplna

-stopień przegrzania

Czynniki związane z formą:

-temp.formy

-ukl .wlewowy

-nadlewy

-zmiany grubości ścianek

Czynniki związane z zalewa.formy:

-ciśnienie atmosferyczne

-temp. formy odlewn.

-szybkość zalewania

Formowanie maszynowe

•Maszyny do wytwarzania form i rdzeni nazywamy ogólnie maszynami formierskimi lub formierkami.

Formierki mechanizują zasadniczo dwie podstawowe operacje:
- zagęszczanie masy w skrzynkach formierskich lub rdzennicach,
-oddzielenie modelu od formy.

•Ze względu na sposób zagęszczania mas maszyny formierskie dzielimy na;

-prasy, czyli formierki prasujące,

- wstrząsarki,

-wstrząsarki z doprasowaniem,

- narzucarki,

-strzelarki i nadmuchiwarki,

-inne formierki specjalne.

•Ze względu na sposób oddzielania modelu od formy maszyny formierskie dzielimy na:
a) oddzielające formę znad modelu;
-formierki trzpieniowe lub ramowe,
-formierki z opuszczanym modelem,
b)oddzielające model w górę po odwróceniu formy:

-formierki z obracanym stołem,
-formierki z przerzucanym stołem,
-formierki z obracaną kolumną.

(podział ten dotyczy tylko pras, wstrząsarek i wstrząsarek z doprasowaniem

5.

Odlewanie kokilowe grawitacyjne

•Odlewanie kokilowe grawitacyjne polega na wykonywaniu odlewów
poprzez zalanie ciekłym metalem form metalowych zwanych
kokilami. Kokile są formami wielokrotnego użytku.

Zalety odlewania kokilowego grawitacyjnego:

-duża dokładność i stałość wymiarowa odlewów,

- dobra gładkość i czystość powierzchni odlewów,

- możliwość uzyskania cienkich ścianek odlewów,

-duża wydajność procesu,

- wyeliminowanie skrzynek formierskich, ich składowanie i transport,

-łatwa mechanizacja i automatyzacja procesu.

•Wady odlewania kokilowego grawitacyjnego:

- ograniczone zastosowanie do odlewania niektórych stopów zwłaszcza żelaza,

- ograniczony kształt i wielkość odlewu,

- wysoki koszt kokili.

Odlewanie kokilowe...