ODLEWNICTWO

ODLEWNICTWO

1. METODY KLASYCZNE – odlewanie metalu do form piaskowych
2. METODY SPECJALNE  - wykorzystywane do:

·  Zwiększenia dokładności

·  Poprawienia jakości powierzchni

·  Zwiększenie wydajności

·  Uniemożliwienie automatyzacji procesu odlewania

·  Odlewanie elementów niemożliwych do odlania metodą klasyczną (np. nie posiadających płaszczyzny podziałowej, posiadających pochylenia itd.)

TWORZYWA ODLEWNICZE:

·  Żeliwo (dużo) – stop żelaza z węglem 0,2-6,67 węgla

·  Staliwo (mało) – stal lana (odlana do formy)

·  Stopy metali kolorowych (średnio) – miedzi, aluminium, cyny.

ŻELIWO:

·  Odlewy głównie ze stopu żeliwa szarego

·  Żeliwo białe wykorzystywane jako półwyrób do żeliwa półciągliwego

·  Żeliwo szare – stop żelaza z węglem o zawartości węgla od 3-4,5% (nazwa bierze się z koloru przełomu)

ŻELIWO SZARE:

1. 1. ZWYKŁE – niska wytrzymałość na rozrywanie, zupełnie nie plastyczne, tłumi drgania (do jest wolny węgiel), samo smarność, doskonałe własności odlewnicze (niski skurcz, wysoka lejność), łamliwy wiór.
   2. MODYFIKOWANE – Otrzymywane przez dodatek do kadzi odlewniczej modyfikatorów w postaci: Fe-Si, Ca-Si, (zw. krzemu). Krzem powoduje wzrost zarodków krzepnięcia (grafit krzepnie w mniejszych płatkach i większych grupach). Zwiększa to wytrzymałość i plastyczność żeliwa, bez pogorszenia ich własności odlewniczych i tłumiących.
   3. SFEROIDALNE – posiada kulki grafitowe, SFEROIDYZACJE przeprowadza się poprzez dodawanie związków magnezu, który powoduje zwiększenie napięcia powierzchniowego grafitu (otrzymane żeliwo ma własności mocniejsze od stali, ale zachowuje też wszystkie cechy żeliwa)

ŻELIWO CIĄGLIWE – wykonane z żeliwa białego, ale ma własności takie same jak stal. Otrzymuje się je przez wyżarzanie odlanych elementów z żeliwa białego w temp.1000°C przez ok.100 godz. w atmosferze utleniającej, bądź obojętnej. W tym czasie następuje rozpad cementytu Fe3C na węgiel wolny i żelazo, a węgiel krystalizuje w postaci kauczuków.

ŻELIWO – Produkuje się w żeliwniaku. Piece szybowe, mniejsze od węglowych, pracują ciągle. Wszystkie produkty ładujemy od góry rurami, złomem do kadzi, następnie zlewamy do kadzi wyłożonej grafitem, wlewamy do form, stygnięcie, rozbicie formy, wyrzucenie materiałów.

ZASADY DOBORU PŁASZCZYZNY PODZIAŁOWEJ:

1. Musi umożliwiać wyjęcie MODELU z formy
2. Musi przechodzić przez największą powierzchnie przekroju modelu
3. Musi umożliwiać formowanie w minimalnej liczbie skrzynek formierskich (dwie)
4. Większa część odlewu powinna być formowana w dolnej skrzynce
5. Powierzchnie odpowiedzialne powinny być formowane na dole odlewu.

SUROWY ODLEW – jest to rys. elementu wyjętego z formy. Zawiera w stosunku do rys. wykonawczego następujące elementy:

·  1.Naddatki technologiczne – ułatwiają wykonanie zadanego elementu w technologii odlewania są to najczęściej zalania niedużych otworów (rowków) niż podcięć. Ułatwiają np. dobór płaszczyzny podziałowej lub będące uchwytami do dalszej obróbki – żebra usztywniające

·  2.Naddatki na obróbkę skrawaniem – nanosimy tylko i wyłącznie na powierzchnie, które będą w dalszym procesie obrabiane skrawaniem. Dzielą się:

-          Naddatki poziome

-          Naddatki pionowe

·  3.Pochylenia odlewnicze – nanosimy tylko na ściany pionowe w kierunku płaszczyzny podziałowej. Zadaniem ich jest umożliwienie wyjęcia modelu z formy

·  4.Promienie odlewnicze – zapobiegają zerwaniu masy przy wyjmowaniu modelu z formy

MODEL-odzwierciedla tylko i wyłącznie zewnętrzny kształt odlewu. Nie ma wnętrza robi się je z drewna klejonego. Dzielony jest na płaszczyźnie dodatkowo:

·  Znaki rdzeniowe – służą do ustalenia jednoznacznego modelu na płycie podmodelowej

·  Kołki ustalające – umieszczane na otworze służą do odciśnięcia w masie gniazd rdzeniowych pod rdzenniki rdzenia.

·  Miarę skurczową – model musi być większy niż model, wymiary odlewu są większe od odlewu.

RDZENIE – wykonuje się z masy rdzeniowej w rdzennicach:

-          Ręczne – wykonywane ręcznie

-          Maszynowe – wykonywane maszynowo

WYKONYWANIE RDZENI RĘCZNYCH:

1. 1. 1. 1. Przesypać dolną skrzynkę rdzennicy pudrem formierskim (mielony piach kwarcowy)
         2. Wypełnić dolną połówkę rdzennicy masą rdzeniową, ubić i zgarnąć na równo
         3. Włożyć wzdłuż rdzenia pręty zbrojeniowe i sznurki woskowe
         4. Przesypać górną połówkę rdzennicy pudrem, ubić i wyrównać
         5. Złożyć obie połówki rdzennicy, ubić w celu sklejenia rdzenia
         6. Zdjąć górną połówkę rdzennicy
         7. Nałożyć na dolną połówkę rdzennicy z rdzeniem małą skrzynkę formierską (nie ma denka)
         8. Wypełnić skrzynkę masą formierską najgorszego gatunku
         9. Obrócić układ o 180° po zdjęciu skrzynki
         10. Pień z masą formierską wprowadzić do suszarni i wysuszyć
         11. Wyjąć sznurki, które utworzyły po wytopieniu wosku kanały odgazowujące rdzeń

WYKONYWANIE RDZENI MASZYNOWO

Wykonuje się w formach trwałych na wystrzeliwarkach. Spoiwem w formach maszynowych jest szkło wodne utwardzone następnie nadmuchem dwutlenku węgla.

UKŁAD WLEWOWY – jego zadaniem jest doprowadzenie laminarne ciekłego metalu do formy i odprowadzenie powietrza od formy.

PRZEPŁYW LAMINOWY – przepływ nieturbularny.

SKŁADOWE UKŁADU WLEWOWEGO

1. Zbiornik jałowy (główny)

2. Wlew główny

3. Belka żużlowa

4. Wlew doprowadzający

5. Wychody

UWAGI!!! (Dotyczące układu wlewowego)

1. Wlew doprowadzający styka się z belką żużlową w płaszczyźnie podziałowej
2. Górna powierzchnia zbiornika głównego oraz wychodów znajduje się na górnym poziomie
3. W układzie wlewowym przekrojem krytycznym jest przekrój wlewu doprowadzającego i jest on obliczany jako pierwszy Fd;Fb;Fg;=1:1,2:1,4 – przepływ laminarny

Fd – przekrój poprzeczny wlewu doprowadzającego

Fb - przekrój poprzeczny belki żużlowej

Fg - przekrój krytyczny wlewu głównego

UKŁAD WLEWOWY

MASY FORMIERSKIE – masy, z których robi się formy

·  Do formowania i rdzeniowe

-          Przymodelowe i wypełniające (wysokiej jakości i wypełniające używane 1 raz)

-          Niskiej jakości (używane wielokrotnie)

·  Naturalne (substancje naturalne) i syntetyczne (żywice syntetyczne)

·  Wilgotne i suche(wypalane)

SKŁAD MAS FORMIERSKICH:

·  Piaski (więcej niż 50%osnowy ziarnistej reszta lepiszcze) i gliny(więcej niż 50% lepiszczu reszta osnowa ziarnista) formierskie. Im wyższa temperatura tym więcej glin formierskich.

·  Spoiwa – woda, oleje mineralne, roślinne, syntetyczne

·  Szkło wodne – utwardzone dwutlenkiem węgla

·  Żywice, kleje, tworzywa sztuczne utwardzane chemicznie bądź termicznie

·  Pudry formierskie – mielony piach kwarcowy – zapobiega przytwierdzaniu masy formierskiej do modelu

·  Czarnidła zapobiegające przywieraniu masy formierskiej do metalu (mielony grafit z olejem)

FORMA GOTOWA DO ZALANIA

SKRZYNKI FORMIERSKIE NIE MAJĄ DENKA

1. SKRZYN KA GÓRNA
2. Skrzynka dolna
3. Uchwyty spinające skrzynki
4. Masa formierska wypełniająca
5. Masa formierska przymodelowa
6. Rdzeń
7. Nakłucia odgazowujące formę
8. Układ wlewowy

CZYNNOŚCI FORMIERZA

·  Formowanie dolnej skrzynki

1. 1. 1. Ustawić dolną część modelu na płycie podmodelowej
      2. Ustawić modele wlewów
      3. Ustawić i zamocować skrzynkę dolną. Ustawienie musi być jednoznaczne, zapobiegające przemieszczaniu się względem siebie modelu i skrzynki.
      4. Przesypać całość pudrem formierskim
      5. Obłożyć model masą przymodelową najwyższej jakości i ubić
      6. Wypełnić całość masą formierską wypełniającą i ubić
      7. Odpiąć skrzynkę od płyty, podnieść i obrócić

·  Formowanie górnej skrzynki

1. Ułożyć i ustawić górną część modelu
2. Ustawić modele belki żużlowej, wlewu głównego i wychodów
3. Przesypać całość pudrem
4. Obłożyć modele i ubić masę przymodelową
5. Wypełnić skrzynkę masą wypełniającą i włożyć model zbiornika
6. Wypełnić skrzynkę do końca i mocno ubić
7. Rozpiąć skrzynkę do płyty podmodelowej: rozpiąć i obrócić

·  Przesmarować formę czernidłem i osadzić rdzenie

·  Złożyć obie połówki formy, spiąć kołkami spinającymi i obciążyć

POMIAR LEJNOŚCI

METODY SPECJALNE – stosujemy wtedy, kiedy zachodzi metoda klasyczna należy zwiększyć wydajność, bądź zautomatyzować proces odlewania

1. Pod ciśnieniem (ciśnieniowe) –zwiększa wydajność, dokładność kształtu i powierzchni oraz poddają się automatyzacji

·  Z komorą gorącą – ciągle jest roztopiony metal (płyty aluminium). Odlewamy: ołów, cynk, cynę.

·  Z komorą zimną

Z KOMORĄ GORĄCĄ

1. 1. 1. Wanna z medium grzewczym
      2. Wanna z tworzywem odlewniczym
      3. Cylinder roboczy
      4. Okno wlewowe cylindra roboczego
      5. Tłok
      6. Forma dzielna

Ciśnienie 40 atmosfer –tłok spręża powietrze.

DZIAŁANIE:

1. W pierwszym suwie odsłonięcie okna wlewowego i wypełnienie cylindra metalem
2. Suw roboczy zamknięcie okna wlewowego i wstrzelenie metalu do formy.
3. Cofnięcie tłoka: cofając część roztopionego metalu
4. Odcięcie układu wlewowego można wyciągnąć element.

KOMORA ZIMNA:

1. Cylinder roboczy
2. Tłok dolny
3. Tłok górny
4. Forma

DZIAŁANIE:

1. Tłok dolny idzie do góry do układu wlewowego
2. Tłok górny idzie do góry odsłaniając okno wlewowe
3. Tłok górny idzie do dołu, zamyka okno wlewowe i wystrzeliwuje w suwie roboczym metal do formy, zastyga
4. Oba tłoki idą do góry a tłok dolny obcina krążek metalu
5. Usunięcie krążka metalu, otwarcie formy i wyjęcie elementu z formy

2. Skorupowe – jest odlewaniem precyzyjnym, poddającym się łatwo automatyzacji. Forma wykonana jest z piasku kwarcowego o jednakowej ziarnistości i każde ziarno piasku otoczone jest żywicą termoutwardzalną

1.Płyta podmodelowa

                        2.Płyta popychowa

3.Łożysko układu

4.Model metalowy

5.Popychacze

6.Ruchome elementy modelu

7.Układ grzewczy modelu

                        8.Kaseta
                        9.Masa formierska

                        10.Warstwa skorupy

DZIAŁANIE:

·  Nagrzać model do temp. 200-300°C, obrócić o 180° i przypiąć kasetę z masą formierską.

·  Obracamy układ do położenia c na modelu powstaje pierwsza warstwa skorupy o grubości do 5mm.

·  Obracamy układ do położenia b, nadmiar masy spada do kasety, skorupa zostaje, utwardza się i nagrzewa

·  Powrót do położenia c w celu wykonania następnej warstwy

·  Po wykonaniu kilku warstw odpinamy kasetę i przechodzimy w położenie a

·  Płyta popychaczy idzie do góry unosząc segmenty ruchome modelu w celu zdjęcia skorupy

·  Skleić obie połówki skorupy (formy) klejem, żywicą termoutwardzalną i wypalić w piecu w temp 400°C w celu utwardzenia formy

Służy do odlewania elementów małych (do 150 kg) o skomplikowanych kształtach i wysokiej jakości i gładkości powierzchni. Masę formierską stanowi wysokiej klasy glinka ceramiczna zawieszona ze spoiwem i rozpuszczalnikiem alkoholowym.

3. Shawa –Model obkładany jest masą w postaci szlamu i podpalany. Po wypalaniu powstaje cienka warstwa o konsystencji gumy, którą zdejmujemy z modelu. Można wykorzystywać modele o ujemnym pochyleniu. Obkładamy masą ceramiczną wypełniającą, sklejamy i wypalamy. Powstaje jednorazowa forma ceramiczna

4.    Wytapianych modeli (traconego wosku)

·  Stosowana do modelów o skomplikowanych kształtach nie posiadających płaszczyzny podziałowej

·  Model wykonany jest z łatwo topliwego tworzywa (wosku)

·  Wynaleziono dawno w celu wykonywania figurek

1. 1. Wykonanie modelu z tworzywa łatwo topliwego
   2. Przez zanurzenie wielokrotne w kąpieli krzemionkowej uzyskujemy warstwę krzemionki pokrywającą model
   3. Zaformować model w krzemionce w masie formierskiej
   4. Gorącym powietrzem wtopić wosk (wosk wypłynie)

5. Kokilowe – odlewanie form trwałych wykonanych z żeliwa szarego, forma otwierana dzielona, rdzenie stosowane w formie są rdzeniami metalowymi

·  Kokila obrócona układem wlewowym do dołu jest ogrzewana płomieniem

·  Przez zanurzenie wielokrotne w kąpieli krzemionkowej uzyskujemy cienką warstwę  krzemionki pokrywającą model.

·  Wyjmowane są rdzenie, otwierana jest kokila, wyciągany jest element wraz z układem wlewowym i nadlewami

...