1. Sposoby przygotowania rudy do procesu metalurgicznego.

Aktualnie podstawowym sposobem uzyskiwania żelaza z kopalin (rud) jest proces

wielkopiecowy.

Wielki piec pozostaje dotychczas najważniejszym elementem procesu wytwarzania surówki.

Wielki piec jest układem zamkniętym, do którego w sposób ciągły przez gardziel pieca

ładowane są materiały żelazonośne (kawałkowa ruda żelaza, spiek i/lub pelety), dodatki

(materiały żużlotwórcze takie jak kamień wapienny) oraz środki redukujące (koks) za pomocąukładu zasypowego, który równocześnie zapobiega ucieczce gazu wielkopiecowego.Dmuch gorącego powietrza, wzbogacony w tlen i pomocnicze środki redukujące (pyłwęglowy, ropa, gaz ziemny i w niektórych przypadkach tworzywa sztuczne), jest wdmuchiwany na poziomie dysz, powodując w ten sposób powstanie przeciwprądu gazów redukujących. Dmuch powietrza reaguje ze środkami redukującymi wytwarzając głównie tlenek węgla (CO), który z kolei redukuje tlenki żelaza do żelaza metalicznego. Ciekłe żelazo jest zbierane w garze wielkiego pieca razem z żużlem i oba są odlewane regularnie. Ciekła surówka jest transportowana w kadzi mieszalnikowej (torpedo) do stalowni, a żużel jest przetwarzany na kruszywo, granulat lub grudki do budowy dróg i produkcji cementu. Gaz wielkopiecowy (gaz BF) jest zbierany w gardzieli wielkiego pieca. Jest on oczyszczany i rozprowadzany po zakładzie, a także stosowany jako paliwo do ogrzewania lub do produkcji energii elektrycznej.

1. Proces metalurgiczny żelaza

Otrzymywanie żelaza z jego rud polega na redukcji tlenków żelaza za pomocą węgla i tlenku węgla , który jest szczególnie czynnym reduktorem , ponieważ jako gaz reaguje z tlenkami żelaza w całej objętości pieca. Szybkość redukcji wzrasta ze wzrostem temperatury , a wydzielanie produktów reakcji w stanie ciekłym sprzyja usuwaniu zanieczyszczeń , dlatego proces przeprowadza się w wysokich temperaturach w tak zwanych wielkich piecach. Są to wielkie konstrukcje mające do 30 m wysokości i 2000 m3 pojemności. Ładowanie pieca odbywa się od góry przez urządzenie zasypowe , przez które wprowadza się: koks , rudę i topniki (dolomit, wapień) , które ze złożem rudy tworzą w piecu łatwo topliwą mieszaninę krzemianów wapnia , glinu , manganu zwaną żużlem. Koks wprowadzany do wielkiego pieca spala się w strumieniu gorącego powietrza wdmuchiwanego przez dysze. Wytworzony CO2 przechodząc przez rozżarzone warstwy koksu redukuje się do tlenku węgla.

Gorące gazy( CO i CO2) unosząc się ku górze ogrzewają wsad wielkopiecowy zsuwający się ku dołowi . Procesy zachodzące w warstwach rudy zależą od temperatury wytworzonej w dolnej strefie pieca. W najwyższych jego częściach następuje odwodnienie rudy , przy temperaturze 120-230 stopni Celcjusza . Redukcja rozpoczyna się w temperaturze 420 stopni i początkowo polega na redukcji Fe(III) do Fe(II). W miarę posuwania się ku dołowi i dalszego wzrostu temperatury następuje redukcja tlenków do metalu.W temperaturze 930 stopni redukująco działa również węgiel.W miarę obsuwania się ładunku do dolnych , gorętszych części pieca , mających temp. większą niż 930 stopni, następuje stopienie żelaza i na skutek rozpuszczania się w nim węgla i innych pierwiastków powstaje stop żelaza z węglem (2,5-4,5%) oraz krzemem , fosforem , manganem. Jest to właśnie surówka - produkt wielkiego pieca.

Równocześnie z redukcją tlenków żelaza odbywa się też reakcja pomiędzy topnikami i zanieczyszczeniami rudy. W wyniku tych reakcji tworzy się ciekły żużel , który spływa w dół pieca i jako lżejszy od surówki tworzy warstwę na jej powierzchni.

1. Budowa wielkiego pieca

1. Procedury wielkiego pieca

2. Wsad wielkiego pieca

Ruda żelaza z dodatkami koksu i topników

1. Proces hutniczy – otrzymywanie stali proces konwertorowy polega na utlenianiu domieszek przez przedmuchiwanie powietrzem ciekłej surówki znajdującej się w konwertorze stalowniczym (Bessemera - proces besemerowski lub Thomasa - proces tomasowski). Obecnie zamiast powietrza do kon­wertora wtłaczany jest tlen. Otrzymywana w tym procesie stal nie jest zanieczyszczona azotem. W procesie martenowskim stal otrzymywana jest w spe­cjalnych piecach zwanych martenowskimi (piece Simens-Martina). Główną zaletą tego procesu jest możliwość wykorzystania do produ­kcji stali złomu stalowego oraz gorszej (pod względem składu chemi­cznego) surówki przeróbczej. Piec Simens-Martina jest piecem płomiennym, opala­nym gazem. W celu uzyskania wysokiej temperatury (ok. 1800 °C), potrzebnej do utrzymania stali w stanie płynnym, gaz i powietrze, niezbędne do spalania gazu, są podgrzewane. Proces otrzymywania stali polega na tym, że surówka w gąskach lub w stanie płynnym oraz złom stalowy i ruda są ładowane do pieca, w którym na skutek wysokiej temperatury wsad jest topiony. Tlen zawarty w rudzie utlenia (spala) węgiel i inne domieszki znaj­dujące sie w surówce. Proces martenowski trwa od 5 do 8 godzin (znacznie dłużej od procesu konwertorowego); istnieje więc możliwość śledzenia przebie­gu tego procesu i jego regulowania. W tym celu pobierane są próbki stali i badany jest ich skład chemiczny. Pojemność pieców mar-tenowskich dochodzi do 500 ton. Otrzymywana w piecach marteno-wskich stal jest lepsza od otrzymywanej w konwertorach, ponieważ zawiera mniej fosforu i siarki. Otrzymywanie stali w piecach mar-tenowskich jest najbardziej powszechną metodą (ponad 90% produ­kowanej w Polsce stali).

3. Co to jest stal uspokojona i nieuspokojona ?

Stal uspokojona – Stal poddana odtlenianiu.w celu zmniejszenia wydzielania gazów podczas krzepnięcia we wlewnicy. Stal uspokojona jest odtleniona w taki sposób, by podczas krzepnięcia proces wydzielania gazów był całkowicie wyeliminowany. Proces ten polega na dodaniu w końcowej fazie żelazo-krzemu, aluminium, manganu lub siarki.

Stal nieuspokojona -Stal nieuspokojona jest bardziej zanieczyszczona gazami i ma niejednolitą strukturę na skutek tego, że po wytopieniu jest od razu wylewana z kadzi do wlewnicy. 

1. Proces ciągłego odlewania

metoda metalurgiczna pozwalająca na prowadzenie procesu odlewaniametali w sposób ciągły. Uzyskiwane półprodukty stanowią różne formy odlewów i wlewków. Linia ciągłego odlewania stali (COS) jest jednym ze składowych elementów zautomatyzowanejtechnologiihutniczej stosowanej (obok tradycyjnej) do produkcji hutniczych wyrobów płaskich, zapoczątkowanej przez najbogatsze kraje w latach 60. XX wieku.W procesie produkcji płynny metal, najczęściej stal o temperaturze około 1550 °C, wlewany jest pod kontrolą z kadzi do przelotowej wlewnicy - krystalizatora, gdzie krzepnąc uzyskuje kształt tej formy i jest sukcesywnie z niej wysuwanOpuszczający maszynę odlew stalowy ma temperaturę około 1000 °C i jest długim blokiem, który po pocięciu przekazywany jest do dalszej obróbki w walcowni.

1. Co to jest świeżenie stali?

Świeżenie - to w metalurgii proces podczas wytopu niektórych metali (cyna, miedź, ołów, stal) służący usuwaniu z nich niepożądanych domieszek poprzez ich utlenianietlenem atmosferycznym lub zawartym w tlenkach dodawanych do wytapianej mieszaniny. Usuwa się w ten sposób niektóre inne metale (np. mangan), oraz inne pierwiastki, jak fosfor, krzem czy węgiel (lub ich nadmiar). Domieszki te przechodzą z wytapianego metalu do żużla lub uchodzą do atmosfery jako dym.

1. Sposoby odgazowania stali

Procesy odtleniania dzielimy na:
1.Osadowe – polega na wprowadzeniu do kąpieli metalicznej stopu, którego główny składnik ma większe powinowactwo do tlenu niż Fe. Jest to standardowa zdolność odtleniająca, której miarą jest aktywność tlenu będącego w równowadze z daną aktywnością odtleniacza. Dany odtleniacz będzie miał większą zdolność odtleniającą im mniejsza będzie aktywność O.
2.Ekstrakcyjne.
3.Próżniowe.

Mechanizm osadowego odtleniania stali wygląda następująco:
1.Rozpuszczanie dodanego odtleniacza.
2.Jednoczesne z rozpuszczaniem przebieg reakcji łączenia się odtleniacza z tlenem rozpuszczonym w kąpieli metalicznej.
3.Tworzenie się trwałego zarodka produktu odtleniania i powstawanie nowej powierzchni podziału faz metal - faza tlenkowa.
4. Transport tlenu i odtleniacza do utworzonej powierzchni podziału dalszy przebieg reakcji chemicznej i wzrost zarodka.
5.Wypływanie produktów odtleniania połączone z przebiegiem na ich powierzchni reakcji odtleniania oraz wzrostem ich rozmiarów drogą koagulacji.
6.Wydzielenie się produktów odtleniania do żużla.

1. Metody przeróbki plastycznej.

Kucie,obróbkaskrawaniem,walcowanie.

1. Kucie

Kuźnictwo

Kucie jest procesem przeróbki plastycznej wykonywanym najczęściej na gorąco, w którym

metal jest odkształcany za pomocą uderzeń młota lub nacisku prasy. Z tego powodu znaczna

część operacji, nazywanych tutaj kuciem, jest taka sama dla operacji prasowania, czyli

operacji z zastosowaniem pras. Proces kucia ma za zadanie nadanie określonego kształtu,

żądanych wymiarów, ale także i odpowiedniej struktury wyrobom przy użyciu pras

kuźniczych, młotów lub innych urządzeń kuźniczych, np. kowarek, kuźniarek itp. Kucie jest

procesem stosowanym w produkcji masowej, wielkoseryjnej, średnio- i małoseryjnej, a także

produkcji jednostkowej. W zależności od wielkości produkcji, kształtu, wielkości wyrobu i

sposobu kucia rozróżnia się różne rodzaje tego procesu.

Wyroby otrzymywane poprzez kucie charakteryzują się znaczną wytrzymałością i łatwością

otrzymania; są nimi np. korbowody, wały korbowe, popychacze, wsporniki, koła, główki

śrub, nity, gwoździe, nakrętki, klucze do śrub, haki, akcesoria aparatury wysokociśnieniowej.

Wytrzymałość tych wyrobów wynika w dużej mierze z korzystnego rozkładu wtrąceń oraz

stopnia plastycznego odkształcenia materiału. Znaczna część tych wyrobów jest wykonana

podczas jednego uderzenia młota lub suwu prasy.

Prasy stosowane do kucia zwane są prasami lub dokładniej – prasami kuźniczymi.

Młoty wykorzystują głównie energię kinetyczną powstającą podczas swobodnego spadku,

czyli w efekcie zamiany energii potencjalnej na kinetyczną. Drugą składową energii

kinetycznej może być energia sprężonego powietrza przyspieszająca ruch bijaka, młota.

Zdolność młota do wykonania pracy odkształcenia charakteryzuje energia kinetyczna bijaka,

określana najczęściej w kJ (kilojoul), a nawet MJ (megajoul). Wysokoenergetyczne młoty

pracują z prędkością uderzenia ok. 30 m/s.

Prasy wykorzystują energię nagromadzoną w czasie ruchu jałowego w kole zamachowym lub

akumulatorach ciśnienia wspomagających pompę wysokociśnieniową. Zdolność prasy dowykonania pracy odkształcenia charakteryzuje maksymalny nacisk określany najczęściej w MN. Są to wielkości od kilku do 1000 MN. Kowarki są urządzeniami udarowymi zazwyczaj o dwóch lub czterech bijakach. Stosowane SA do wstępnego przerobu wlewków, prętów lub wykonywania wyrobów

osiowosymetrycznych o wydłużonych kształtach.

Technologia

Kucie najczęściej wykonuje się na gorąco, czyli powyżej temperatury rekrystalizacji.

Nagrzewanie dużego wsadu odbywa się w gazowych lub elektrycznych piecach z

atmosferami ochronnymi, co wynika z długiego czasu nagrzewania. Małe elementy natomiast

ogrzewane są elektrooporowo lub indukcyjnie, bezpośrednio przy mlocie. W zależności od

wielkości i skomplikowania wyrobu kucie odbywa się w jednej lub kilku po sobie

następujących operacjach.

Dla otrzymania wyrobu o podwyższonych własnościach wytrzymałościowych stosuje się

obróbkę cieplną, chłodząc z temperatury kucia w wodzie lub oleju otrzymane odkuwki.

Odmiennym sposobem poprawy własności wytrzymałościowych, a często także i

plastycznych, jest wykonanie odpowiednio dużego odkształcenia plastycznego podczas

kształtowania odkuwki.

Kucie swobodne wykonywane jest głównie dla dużych lub pojedynczych wyrobów. Kowadła

nadające kształt odkuwce są płaskie lub kształtowe. Stan naprężeń podczas kucia elementów

o dużych przekrojach w rejonie ich osi jest na tyle niekorzystny, ze może powodować

pęknięcia zwane krzyżem kucia. Aby tego uniknąć oraz by zmniejszyć niekorzystne

poszerzenie materiału, stosuje się kowadła kształtowe, co znacznie polepsza odkształcenie

materiału.

Kucie półswobodne

Z procesów półswobodnego kucia możemy otrzymywać wyroby o dokładności dużo większej

niż z kucia swobodnego. Na przykła, dla wałów korbowych kutych metodą T. Ruta wielkość

wsadu zmniejsza się nawet o ok. 40% w stosunku do kucia swobodnego, co związane jest z

dokładnością odwzorowania wymaganego kształtu. Kucie półswobodne stosuje się na ogół

dla wyrobów średniej wielkości oraz produkcji mało- i średnioseryjnej. Urządzeniami

najczęściej stosowanymi w tego rodzaju kuciu są prasy.

Kucie matrycowe

Odkuwki matrycowe stanowią bardzo szeroki asortyment wyrobów o kształtach prostych i

złożonych, kutych masowo oraz w krótkich seriach.

Podczas kucia matrycowego metal, ściskany pomiędzy częściami matrycy, wypełnia

przestrzeń utworzoną przez schodzące się powierzchnie matryc, zwaną wykrojem, którego

kształt przyjmuje odkuwka. Warunkiem dobrego wypełnienia wykroju jest właściwy dobór

kształtu i wymiarów wsadu, przedkuwki oraz konstrukcja matrycy. Wypełnianie wykrojów

matryce może następować przez spęczanie lub wytłaczanie. Podczas kucia pomiędzy

zbliżającymi się połówkami matrycy następuje odkształcenie wsadu uwarunkowane kształtem

matrycy. Kucie matrycowe może się odbywać w jednej lub kilku operacjach. W ostatnich

wykrojach, wykańczających, stosuje się w miejscu zamknięcia matrycy zwężenie,

utrudniające wypływ nadwyżki kutego materiału, który po częściowym wypłynięciu

dodatkowo utrudnia dalszy wypływ. Powoduje to znaczny wzrost ciśnienia w odkształcanym

materiale i dokładniejsze wypełnienie pustych miejsc a matrycy. Otrzymany tym samym wyrób dokładnie odpowiada kształtowi matrycy. Nadwyżka materiału, który wypłynął z

matrycy, tworzy cienki pierścień zwany wypływką. Po kuciu wypływka, jako odpad

technologiczny. Jest okrawana na przelotowych matrycach.

Wypływka spełnia następujące zadania:

1. powoduje w końcowym etapie kucia dokładne wypełnienie matrycy

2. zabezpiecza przed bezpośrednim zderzeniem się matryc, zmniejsza oddziaływania

dynamiczne

3. ułatwia proces przygotowania wsadu poprzez nadwyżkę ilości materiału

4. ułatwia także kontrolę dokładności wypełnienia matrycy.

1. Walcowanie

Walcownictwo

Walcowanie wzdłużne polega na odkształceniu metalu pomiędzy dwoma obracającymi się w

przeciwnych kierunkach walcami.

Metal wciągany w szczelinę pomiędzy walcami zmniejsza swą wysokość, zwiększając

długość, a także szerokość. Jeżeli powierzchnia walca posiada wycięcia, bruzdy, to kształt

tych bruzd zostaje odwzorowany na walcowanym paśmie, co pozwala nadawaćżądany kształt

pasmu. Wyjątek stanowią rury, które są otrzymywane poprzez walcowanie skośne.

Walcowanie dokonywane jest zarówno na gorąco, jak i na zimno: granicą podziału jest

temperatura rekrystalizacji. Walcowanie na gorąco stosuje się dla większości wyrobów,

jedynie niektóre, np. taśmy i blachy cienkie ze względu na wymagania powierzchni oraz

szybkość odprowadzania ciepła, walcowane są głównie na zimno.

Walcowanie na zimno:

zapewnia dobrą jakość powierzchni

powoduje umocnienie materiału, co można niwelować poprzez wyżarzanie

rekrystalizujące

powoduje znaczne obciążenia urządzeń, często kilkadziesiąt razy większe niż przy

analogicznym walcowaniu na gorąco.

Walcowanie na gorąco:

zapewnia dobrą plastyczność metalu

zezwala na dokonywanie dużych odkształceń

powoduje, ze powierzchnia pasma pokrywa się zgorzeliną.

Wsad i wyroby

Wsadem do walcowania na gorąco są wlewki otrzymane z procesu odlewania do wlewnic lub

procesu COS. Przy mniejszych przekrojach stosowane są także wyroby walcowni wstępnego

przerobu, tzw. kęsy i kęsiska. Obecnie najczęściej stosuje się walcowanie wsadu

pochodzącego z COS-u pomijając etap produkcji półwyrobu przeznaczonego do dalszego

walcowania na gorąco. Wyroby walcowane na gorąco są albo wyrobami finalnymi procesu

walcowania albo półwyrobami przeznaczonymi do dalszego walcowania na gorąco bądź do

walcowania na zimno.

Półwyroby przeznaczone do dalszego walcowania na gorąco to kęsy i kęsiska. Kęsiska są

prętami o przekroju większym od powierzchni kwadratu 140 mm, natomiast kęsy mają

powierzchnię przekroju równą lub mniejszą od kwadratu o boku 140 mm.

Wyroby finalne procesu walcowania na gorąco: kształtowniki, pręty, walcówka, blachy

gorącowalcowane.

Wsadem do walcowania na zimno są blachy cienkie zwijane w kręgi walcowane na gorąco

oraz bednarka przeznaczona do walcowania taśm na zimno. Różnica pomiędzy blachą cienką

w kręgach walcowaną na gorąco a bednarką tkwi w jej szerokości. Bednarka jest węższa niż

600 mm i obecnie otrzymywana jest z rozcinania blachy walcowanej na gorąco.

1. Tłoczenie

Eed

Wyciskanie

Wyciskanie jest jednym z rodzajów procesów przeróbki plastycznej wykonywanych

najczęściej na gorąco. Istnieje kilka rodzajów wyciskania:

współbieżne

przeciwbieżne

kombinowane.

Wsad w procesie wyciskania posiada zazwyczaj okrągły przekrój. Najczęściej stosowanymi

materiałami są stopy metali, takich jak aluminium, miedź, cynk, cyna charakteryzujące się

niskim naprężeniem uplastyczni8ającym oraz możliwością znacznych odkształceń bez

naruszenia spójności. Najczęściej otrzymywane wyroby posiadają stały przekrój, znaczny

stopień przerobu oraz tolerancje wymiarowe wyrażane w dziesiątych i setnych częściach

milimetra, czyli zbliżone jak w procesach ciągnienia. Podstawowe wyroby to pręty, rury,

kształtowniki, w tym także o bardzo skomplikowanym kształcie i znacznym stopniu przerobu.

Technologia

Procesy wyciskania odbywają się na zimno, jednak częściej na gorąco. Duże opory

odkształcenia podczas wyciskania wymagają stosowania w tym procesie znacznych sił oraz

podwyższonej temperatury. W przypadku konieczności podgrzewania wsadu do wyższych

temperatur, np. dla stali, pojawia się poważny problem, gdyż temperatura ta jest bliska lub

nawet przekracza graniczną temperaturę prac narzędzi, matrycy czy recypienta (pojemnika, w

którym umieszczony jest wyciskany materiał). Trwałość narzędzi w tak ekstremalnych

warunkach pracy, pomimo chłodzenia matrycy, a także jej smarowania, jest bardzo mała i z

tego powodu wyciskanie stali jest rzadko stosowanym procesem. Wartości odkształceń w

procesie wyciskania są bardzo duże i w przeliczeniu na współczynnik wydłużenia γ wynoszą

20 – 400.

Technologia

Proces tłoczenia czasami wykonywany jest na gorąco, ale najczęściej odbywa się na zimno,

czyli poniżej temperatury rekrystalizacji. Materiał tłoczony w takich warunkach nie ulega

utlenieniu, czyli z metalicznie połyskującej blachy wsadowej otrzymujemy wyrób także o

metalicznej, na ogół błyszczącej powierzchni. Materiały stosowane w procesie tłoczenia na

zimno charakteryzują się małym umocnieniem i również dużym zapasem plastyczności, co

pozwala dokonywać znacznych odkształceń bez powstawania pęknięć lub konieczności

wyżarzania. Stale najczęściej stosowane do tłoczenia SA z gatunków nieuspokojonych,

niskowęglowych ok. 0,1%C. W czasie procesu tłoczenia następuje takie plastyczne

odkształcenie blachy, w których materiał przemieszcza się na długości i szerokości nie

zmieniając grubości. Jest to tzw. płaskie odkształcenie lub płaski stan odkształcenia.

Kontynuowanie takiego odkształcenia podczas całości procesu tłoczenia wymaga specjalnego

materiału o wyższej granicy plastyczności na grubości i niższej, ale najlepiej jednakowej na

szerokości i długości. Dąży się zatem, by wsad w omawianych procesach tłoczenia nie

posiadał jednakowych, lecz różne własności, zależne od kierunku wycinanej do badań próbki,

a dokładniej kierunku walcowania. Ogólnie zmienność własności materiału w zależności od

kierunku badania nazywa się anizotropią.

1. Ciągnienie

Wyroby

Drut (w kręgach), pręty (w odcinkach), rury (w kręgach lub odcinkach), rzadziej małe

kształtowniki. Wyroby te są wykonane w dużo węższej tolerancji niż walcowanie.

Powierzchnia jest błyszcząca, bez nalotu, zgorzelin. Tolerancje wykonania wynoszą setne

części milimetra, przy walcowaniu wynoszą dziesiąte części milimetra. Także przekrój tych

wyrobów może być duzo mniejszy. Drut ciągniony może mieć średnicę nawet kilku setnych

milimetra, podczas gdy walcówka minimum ok. 5 mm.

Technologia

Wsadem w ciągarniach są wyroby walcowni drobnych i średnich: walcówka, pręty, rury i

kształtowniki na ogół o małym przekroju. Proces ciągnienia poprzedzają operacje

przygotowawcze, mające na celu zmianę struktury i własności mechanicznych oraz

przygotowanie powierzchni, są to: wyżarzanie zmiękczające, rekrystalizujące lub

patentowanie oraz usuwanie zgorzeliny. Dodatkowo nanoszona jest powłoka podsmarowa

zapewniająca lepsze przyleganie smaru. Początek wsadu jest zaostrzany do wprowadzenia w

ciągadło.

Wsad przeciągany jest przez ciągadło. Proces odbywa się zazwyczaj na zimno. Podczas

ciągnienia występują znaczne naprężenia, a w efekcie i siły, co wymaga wytrzymałej i

stabilnej konstrukcji ciągarki, ale także zabiegów zmniejszających obciążenie. Zmniejszenie

obciążeń otrzymuje się poprzez:

*zmniejszenie tarcia w strefie styku materiału z narzędziem, smarowanie

*obniżenie granicy plastyczności materiału wsadowego, wyżarzanie

*dobór kształtu ciągadła minimalizującego siłę ciągnienia

*stosowanie przeciwciągu, czyli siły działającej na materiał wsadowy skierowanej

przeciwnie do siły ciągnącej.

1. Sposoby wytwarzania rur- Sposób budowania rur zależy w znacznym stopniu od stawianych im wymagań eksploatacyjnych. Największą wytrzymałość rury na ciśnienie wewnętrzne mają (oprócz rur ciągnionych z monolitycznego kęsa materiału wyjściowego) rury wykonane z przewierconego wzdłuż pręta, w ten sposób budowane bywają rury przeznaczone do produkcji luf broni palnej. Najprostsza technika wykonania rury sprowadza się do zwinięcia w rurę prostokątnego arkusza materiału wyjściowego (np. blachy) i połączenia go szwem (np. spoiną) w punkcie styku wzdłuż długości rury, ale produkt wykonany taką technologią nie ma dużej wytrzymałości. Inna technika, dająca lepsze rezultaty wytrzymałościowe, polega na śrubowym zwijaniu pasa materiału wyjściowego tak, że szew łączący owija się wokół rury na jej powierzchni. Jeszcze inna technologia, częściej stosowana przy produkcji rur szklanych lub z tworzyw sztucznych, polega na wyciąganiu "na gorąco" rury z surowca wyjściowego od razu w żądanym kształcie, często przy użyciu powietrza tłoczonego do jej wnętrza w celu uzyskania oczekiwanego kształtu.

2. Przeróbka plastyczna na zimno i na gorąco

Obróbka plastyczna na zimno

Obróbka plastyczna na zimno polega na odkształcaniu plastycznym materiału, które wywołuje wzrost gęstościdefektów w sieci krystalograficznej, głównie punktowych i liniowych, a tym samym nagromadzenie energii odkształcenia, która jest tym większa, im niższa jest temperatura tego procesu. Temperatura, w której przeprowadza się obróbkę plastyczną na zimno jest niższa od temperatury rekrystalizacji czyli 0,4 bezwzględnej temperatury topnienia.Nagromadzenie się dużej liczby dyslokacji powoduje wzajemne blokowanie się ich - skutkiem tego jest zmiana własności fizycznych i mechanicznych. Zmianę tychże własności przyjęto nazywać zgniotem.Miarą zgniotu jest stopień odkształcenia plastycznego, który można określić na podstawie względnej zmiany długości lub względnej redukcji przekroju:

Na gorącoZalety obróbki plastycznej[edytuj]

• Oszczędność materiału - wyroby otrzymywane metodami obróbki plastycznej są wytwarzane masowo. Pozwala to na ograniczenie kosztów jednostkowych i takie dostosowanie linii produkcyjnej aby cena wytwarzania elementów była jak najniższa. Wysoki spadek kosztów produkcji spowodowany jest automatyzacją procesu produkcyjnego.

• Stosunkowo niskie koszty jednostkowe - w przypadku walcowania gwintów jak również elementów uzębionych takich jak koła zębate, wielokarby, zauważa się poprawę własności mechanicznych w porównaniu z obróbką skrawaniem oraz poprawia się gładkość elementów.

• Polepszenie właściwości fizykalnych i mechanicznych przerobionego materiału.

• Obróbka plastyczna zachowuje ciągłość włókien, co zapewnia lepsze własności mechaniczne gotowego wyrobu.

• Możliwość nadawania skomplikowanych kształtów, które w innych technologiach są trudne bądź niemożliwe do osiągnięcia.

Wady obróbki plastycznej[edytuj]

• Wysoki koszt maszyn i narzędzi

Temperatura w obróbce plastycznej[edytuj]

Obróbkę plastyczną wykonuje się w trzech zakresach temperaturowych:

• na zimno (duże siły, duża dokładność) do 0,4*T_t

• na ciepło, półgorąco (średnie siły, średnia dokładność) od 0,4 do 0,6*T_t

• na gorąco (małe siły, mała dokładność) od 0,6 do 0,9*T_t

1. Definicja techniki wytwarzania „odlewanie”

Odlewnictwo jest technologią zajmującą się formowaniem wyrobów przez wprowadzenie ciekłego metalu do formy. Doświadczenia rzemieślnicze, gromadzone kilka tysięcy lat,

pogłębione w ostatnich dwóch stuleciach badaniami naukowymi, doprowadziły do powstania

wielu różnorodnych metod wytwarzania odlewów. Różnorodność ta wynika z szerokiego

przedziału temperatury topienia tworzyw odlewniczych (350÷2000 K i wyższa), dużych różnic masy odlewów (kilka gramów kilkaset megagramów), różnorodności stawianych im

wymagań, różnej liczności produkowanych serii (od jednej sztuki do kilkuset tysięcy sztuk)

itp. czynników. Metody te różnią się materiałem formy, sposobem jej wypełniania,

przebiegiem krzepnięcia metalu oraz wynikającymi stąd cechami wykonywanego odlewu.

Pomimo różnorodności metod wytwarzania odlewów proces powstawania odlewu w

dowolnej formie odlewniczej można podzielić na cztery etapy:

– wypełnienie formy metalem

– stygniecie ciekłego metalu

– krzepnięcie odlewu

– stygnięcie odlewu w stanie stałym.

1. Formy trwałe i nietrwałe.

Trwałe – metalowe,kokilowe

Nietrwałe – żywica,wosk

1. Metoda odlewania do form piaskowych – zalety i wady

Odlewanie w formach piaskowych nie jest metodą precyzyjną. Powierzchnia odlewu jest bardzo chropowata ze względu na ziarnistość ścian piaskowej formy. Jednak stosując piasek drobniejszy, można uzyskać powierzchnie gładszą. Stosowanie form piaskowych jest opłacalne, gdy trzeba wykonać niewielka partię odlewów. Proces ten jest zbyt powolny i mało wydajny, by opłacało się go stosować w produkcji wieloseryjnej.

1. Metoda odlewania kokilowego.

Odlewaniem kokilowym grawitacyjnym nazywa się proces wykonywania odlewów w formach metalowych (kokilach) — grawitacyjnie, przy ewentualnym zastosowaniu rdzeni metalowych lub piaskowych.

Ze względu na wielokrotne użycie kokili w procesie odlewania stosuje się niekiedy pojecie o szerszym zakresie — odlewanie do form trwałych (kokile od kilkuset odlewów), w odróżnieniu od odlewania do form półtrwałych (kilkadziesiąt odlewów) i odlewania do form jednorazowych (piaskowych). Do form trwałych zalicza się również formy wykonane z materiałów niemetalowych, np. z grafitu. Przez zastosowanie obniżonego ciśnienia we wnęce formy czy nadanie kokili drgań przy jej wypełnianiu lub w czasie krzepnięcia odlewów można uzyskać takie warianty odlewania kokilowego, jak odlewanie niskociśnieniowe, odlewanie przez zassanie próżniowe i odlewanie do form drgających. Zabiegi te zmierzają do lepszego wypełniania form lub uzyskania korzystnej struktury odlewu.

O zastosowaniu odlewania kokilowego decydują takie czynniki, jak: kształt i ciężar odlewu, własności odlewnicze stopu oraz wielkości serii. Odlewy wykonywane w kokilach powinny charakteryzować się:

— dostateczną grubością ścianki,

— łatwą usuwalnością z formy przy ograniczonym jej podziale,

— małą liczbą rdzeni piaskowych,

— brakiem dużych występów (hamujących skurcz), nagłych zmian grubości ścianek oraz dużych węzłów cieplnych.

Zaletami odlewania kokilowego z porównaniu z odlewaniem w formach piaskowych są:

— większa dokładność wymiarowa odlewów,

— mniejsza chropowatość powierzchni, umożliwiająca 2÷3-krotne zmniejszanie naddatków na obróbkę lub nawet na ich unikniecie,

— bardziej drobnoziarnista struktura, a więc polepszenie własności mechanicznych o 15÷30%, zwiększanie wytrzymałości odlewu oraz jego odporności na korozję, erozję i zużycie,

— wzrost wskaźników wydajności na jednego pracownika bezpośrednio produkcyjnego (2÷6 razy) oraz z1m2powierzchni produkcyjnej (3÷4-kronie),

— zwiększanie uzysku do wartości 75÷98% wskutek zmniejszania układu wlewowego i naddatków obróbkowych,

— wielokrotne zmniejszenie lub wyeliminowanie obiegu masy rdzeniowej i formierskiej oraz wydatne ograniczenie związanego z tym transportu,

— skrócenie czasu obróbki cieplnej

— łatwość zmechanizowania i zautomatyzowania procesu,

— lepsze warunki pracy.

Wadami odlewania kokilowego, ograniczającymi zakres jego zastosowania, są:

— trudności w uzyskiwaniu odlewów cienkościennych — wskutek dużej szybkości odprowadzania ciepła przez formę,

— konieczność stosowania rdzeni piaskowych przy żebrach zewnętrznych, pogrubieniach i występach,

— znaczne naprężenia cieplne — wskutek hamowania skurczu w niepodatnej kokili,

— skłonność do zabieleń żeliwa szarego — wskutek większej szybkości krzepnięcia i chłodzenia,

— większa niejednorodność własności w przekroju ścianki odlewu,

— ograniczona trwałość formy i długi czas jej wykonania,

— większa wrażliwość na zmiany parametrów technologicznych procesu.

1. Metoda odlewania dużych odlewów

2. Odlewanie precyzyjne

Metoda odlewania precyzyjnego znajduje najczęściej zastosowanie w odlewaniu drobnych, skomplikowanych części maszyn i urządzeń. Polega na wytworzeniu modelu z materiału nadającego się do wytopienia (np. wosk) lub wypalenia i połączenia go z układem wlewowym, który także jest wykonany z materiału łatwo ulegającego wytopieniu lub wypaleniu. Następnie model jest pokrywany naprzemiennie warstwą masy ceramicznej i piasku kwarcowego lub innym materiałem ceramicznym (np. molochitem, który stabilizuje wymiary i posiada większą wytrzymałość). Po jego wytopieniu forma jest wypalana w celu nadania jej odpowiedniej wytrzymałości. W przypadku stosowania modelu wykonanego maszyną Z Corporation proces jego wypalania jest równoczesny z wypalaniem formy i nabieraniem przez nią wytrzymałości, która po tej operacji jest gotowa do zalania.

1. Obróbka wykańczająca odlewów

Nadawanie ,dokladnoscipowierzchni,usuwanie nie równość,obróbka skrawaniem

1. Cechy masy formierskiej

1. Dobra plastyczność – zdolność do przyjmowania kształtu według modelu i zachowania tegoż kształtu.

2. Wielka spoistość cząsteczek masy formierskiej zapewniają 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 oddzielenie się od ścian gotowego odlewu w czasie wybijania