1. Wymienić metody odlewania i podać charakterystyczne cechy odlewów: stop, wielkość
odlewu, grubość ścianki odlewu, chropowatość

Materiał formy i metoda
odlewania

Rodzaj odlewanego stopy i
grubość ścianki

Wielkość odlewu i
chropowatość powierzchni

Forma piaskowa – odelwanie
grawitacyjne

Żeliwo szare 3
Żeliwo białe 3-4
Staliwo 5 - 7
Stopy Cu Al. 3 - 5

Wielkośći: małe, średnie,
duże,
Chropowatość średnia duża

Forma skorupowa -
grawitacyjne

Staliwo 4- 5
Żeliwo 2,5-3

Gładka powierzchnia
skomplikowane kształty, do
100 kg

Forma wykonana metodą
wytapianych modeli

Staliwo 2,5
Stopy Al. Mg 1,3 -1,5
Brąz berylowy 1

Małe, bardzo małe.
Duża gładkość powierchni

Kokila

Staliwo 10 - 12
Żeliwo 5 - 6
Stopy Al. Mg 4

Małe średnie wielkie
Duża gładkość

Forma Metalowa –
ciśnieniowe

Stopy Cu – 1,5 – 2
stopy Al. Mg – 0,8 – 1,2
Stopy Pb, Zn, Sn – 0,6 – 1

Duża gładkość powierzchni

Forma metalowa -
odśrodkowe

Al. Mg – 1,0

Małe obrotowe, duża
gładkość powierzchni

2. Opisać formowanie metodą modeli wytapianych

Cechy metody:

- model wytopiony z mieszanki łatwotopliwej, jednorazowej
- masa formerska ma konstrukcję gęstej cieczy
- forma wykonana z materiałów ceramicznych – postać nie dzielonej skorupy

Operacje:

1. wykoanienie modeli z masy woskowej niskotopliwej: mieszanina wosku Montana,

roślinnego, parafiny, stearyny z dodatkiem 2 - % polietylenu. Wykonanie w metalowej
matrycy . temp 45-55C

2. Połączenie pojedynczych modeli w zespoły i dołączenie do układu wlewowego za

pomocą lutownicy (choinka modeli)

3. Przygotowanie masy ceramicznej: mączka egrkonowa + spoiwa tj: krzemian etylu,

krzemian sodu itp., Konsystencja gęstej cieczy

4. Wytwarzanie formy – zanurzenie 5 – 8 razy w masie ceramicznej. Po każdym

zanurzeniu obsypuje się drobno ziarnistym materialem ceramicznym i utwardza przez
suszenie na powietrzu.

5. Wytopienie modeli i układu wlewowego; utwardzanie formy przez wygrzewanie w

temp 800 – 1000 C

6. Zalanie formy ciekłym metalem
7. Rozbicie formy i odciecie odlewów od układu wlewowego, oczyszczenie.

3. Podać odmiany maszyn ciśnieniowych i opisać odlewanie ciśnieniowe w maszynie z
komorą poziomą.

Podstawowy podział:

- z gorącą
- z zimną komorą

- maszyny z gorącą komorą używane sądo metali o niskiej temp. topnienia, tj. ołów i cynk. W
tej maszynie tłok znajduje się w komorze która jest zanurona w ciekłym metalu
- maszyny z zimną komorą są stosowane do pozostałych metali a ich budowę można podzielić
na dwa typy:

- z pionową komorą
- z poziomą komorą

Odlewanie ciśnieniowe w maszynie z zimną poziomą komorą:

1. Suw na odcinku A(v=0,3-0,5 m/s) zapewnia zamknięcie otworu zalewowego. Nie ma
wpływu na zapełnienie formy
2. Suw na odcinku B (v=0,3-0,5m/s) usuwa powietrze w formie i zalewa układ wlewowy
3. Suw na odcinku C (v=0,5 – 8 m/s) duże ciśnienie wypełnia całą formę; na końcu tłok
zostaje zatrzymany.
4.Doprasowanie metalu we wnęce formy – wzorst nacisku tłoka na metal. Koniec następuje
wraz z zakrzepnięciem metalu.

4. Opisać metodę tiksotropową wykonywania odlewów:

Etap I: otrzymywanie wlewki strukturze reocast:

- mechaniczne mieszanie stopu o temp. bliskiej temp. krzepnięcia
-w urządzeniu do odlewania ciągłego

- w przemyśle: odlewanie metodą ciągłą z mieszaniem elektromagnetycznym

Etap II: a) nagrzewanie półwyrobu o strukturze reocast do temp. odlewania

Temperatura podgrzania i czas wytwarzania mają zapewnić:
-przejście całej eutektyki w stan ciekły
-sferyczny kształt fazy stałej
-udział fazy stałej < 50%
b) kształtowanie odlewu ze stanu ciekło stałego
-półwyrób w stanie ciekło stałym układa się na połączeniu formy do odlewania

ciśnieniowego z zimnakomorą poziomą; tłok prasy hydraulicznej

-przyłożenie energi a co za tym idzie zwiekszenie cisnienia powoduje upłynnienie

wlewki i uzupełni

-krzepnięcie odewu po wpływem ciśnienia doprasowania

5. Klasyfikacja piasku kwarcowego, frakcja główna, podstawowe składniki wilgotnej masy
formierskiej

a) zawartość lepiszcza (gliny)
1K – max 0,2%
2K – max 0,5%
3K – max 1%
4K – max 2%
p. chudy 2 – 8 %
p. półtłusty 8-15%
p. bardzo tłusty 25 – 35%

Najbardziej pożądane w praktyce są piaski z grupy K, wtedy można kierować zawartościa
lepiszcza w zależności od wymagań jakie stawia się danemu rodzajowi formy

b) Frakcja główna świadczy o jednorodności piasku i jest ona sumą odsiewow przeliczonych
w % masowych z trzech sąsiednich sit na których zebrało się najwięcej osnowy ziarnowej. Ze
względu na udział grakcji głównej wyróżniamy trzy klasyfikacje piasku:

- piasek jednorodny – frakcja gówna > 80%
- piasek mało jednorodny 60 – 80 %
- piasek niejednorodny <60 %

c) Podstawowe składniki wilgotnej masy formierskiej:

-najczęsciej piasek kwarcowy w ilości 94 % masy całości
-materiały wiążące ok. 6%

-lepiszcza tj: glina kaolinitowa, bentonitowa
-spoiwa: szkło wodne sodowe, krzemian etylu

-aby związały się materiały wiążące potrzebna jest woda ze względu na hydrofilny
charakter materiałów wiążących

6. Schemat budowy mieszarki turbinowej

1 – Silnik; 2- turbina przeciw bierzna, 3 – misa obrotowa; 4 turbina wspóółbierzna

Mieszarka wyposażona jest w dwie szybko obrotowe turbiny i obrotową mise. Jedna turbina
obraca się przeciwnie do kierunku obrotu misy, druga zgodnie. Material napływający w
zasięgu działania pierwszej turbiny doprowadzany przez misę obrotową jest odrzucany przez
drugą turbinę w kierunku przeciwnym do obrotu misy. Materiał spiętrza się przy pierwszej
turbinie.

7. Opisać proces zagęszczenia formy metodą impulsu sprężonego powietrza

Zagęszczenie masy falą sprężonego powietrza wywołana nagłym otwarciem zaworu o dużym
przekroju który łączy 2 przestrzenie: głowice impulsową i skrzynkę formierską z nadstawką.
Otwarcie zaworu powoduje nagły wzrost ciśnienia nad powierzchnią masy w nadstawce.

8. Opisać różnice w konstrukcji i w procesie zagęszczenia nadmuchiwarka – strzelarka

Metoda nadmuchiwania:
Do robienia rdzeni skorupowych. Strumień sprężonego powietrza doprowadzany do komory
nabojowej ponad powierzchnią luźno nasypanej i spulchnionej masy powoduje on
przemieszczenie się czątek masy przepływając przez nia w kierunku otworu dmuchowego.
Cząstki otrzymują tak prędkość wylotową. Tą drogą cząstki dostaja się do rdzennicy.
Wady: duże zużycie sprężonego powietrza duże zużycie ścierne rdzennic. Masy powinny
mieć małą wytrzymałość i dużą płynność.

Metoda wstrzeliwania:
Proces przy zastosowaniu strzelarek (Do wytworzenie rdzeni oraz form z różnych mas_ masa
w komorze uzyskuje stan fluidalny zostaje wystrzelona przez otwór strzałkowy w głowicy do
rdzennicy fluidyzacja masy zmniejsza jej tarcie o powierzchnie boczne cylindra strzałowego.
Zalety: 4 razy mniejsze zużycie powietrza., mniejsze zużycie rdzennic, mała wrażliwość na
zmianę właściwości masy, możliwość zagęszczenia różnych mas, mniejsze zagęszczenie
masy w rdzennicy, uniwersalność w zastosowaniu rdzeni i formy

9. Uproszczony rysunek odlewu i koncepcja technologii wykonania odlewu:

Rysunek:

1 – układ wlewowy; 2 – płaszczyzna podzialu formy, 3- zaokrąglenie łączenia scianek;
nadatki na obróbkę skrawaniem

Koncepcja technologi wykonania:

-odlew wykonany z żeliwa szarego
-forma piaskowa
-model niedzielony
-płaszczyzna podziału formy na największej średnicy
- zaprojektowanie naddatków na obrobkiem skrawaniem: cel: zapobieganie powstania

karbu, ułatwianie oddzielenia odlewu od formy

-wlew rozprowadzający o przekroju trapezowym
-wykonanie zbiornika wlewowego w celu umożliwienia zalania formy czystym

stopem (zanieczyszczenia unoszą się na powierzchni)

-zaprojektowanie i wykonanie rdzenia
-osadzenie rdzenia w formie; zalanie ciekłym metalem o temp. ok. 1350 C wówczas

nie ma potrzeby sosowania nadlewu.

11. Zasięgi działania efektu brzegowego, nadlewu i zmiana konstrukcji odlewu w celu
zwiększenia zasięgu nadlewu oraz połaczenie scianek pod kątem w celu likwidacji
obciągnięcia i karbu

Zasięgi działania efektu brzegowe i nadlewów

Zmiana konstrukcji nadlewu w celu zwiekszenia jego zasięgu:

-konstrukcję można zmodyfikować stosując pogrubienie przekroju odlewu, który
pomoże grawitacyjnie uzupełnić niedobór metalu w odlewie

- zwiększenie wysokości nadlewu co zwiększy ciśnienie metalostatyczne i pomoże
grawitacyjnie uzupełnić niedobór metalu w odlewie
-można zastosować pogrubienie ścian przylegających do lokalnych węzłów cieplnych istotnie
konstrukcja nadlewu nie zmienia się ale jego zasieg ulega zwiekszeniu wobec takich zmian
moduł węzła cieplnego jest o 15% mniejszy niż moduł ściany i wady skurczowe w węźle nie
powstają

1-pochylenie w celu zapobiegania powstawania karbu i obciagnienia

1-odlew;2-forma;3-obciagnięcie; 4-karb;5-odlew;6-forma;7-linia zokrąglenia węzła(poprawne
rozwiązanie)

12. Opisz przybliżone warunki kiedy nie trzeba stosować nadlewów

-Istnieją stopy, które w procesie krystalizacji mają skurcz ujemny tzn. ich objętość wzrasta.
Do tego typu metali należą: antymon, bizmut i gal. Taką właściwością cechuje się również
żeliwo eutektyczne i nadeutektyczne.
- Ce>=4,1%
-gdy stop nie krzepnie objętościowo
-żeliwo szare dla scianek o grubości nie większej niż 40mm

13. Rysunek formy odlewniczej

To chyba każdy umie. Ważne żeby go dobrze opisać. Przykładowy rysunek:

14. Opisz zarodkowanie kryształów

Homogeniczne – polega na tworzeniu cieczy ugrupowań atomów(zarodków) o
uporządkowaniu zbliżonym do rozkładu w krystalicznej fazie stałej. Aby zarodek mógł się
rozrastać, musi osiągnąć pewną wielkość krytyczna co na ogłów wymaga dużych
przechodzeń. W ciekłych metalach występują na ogół zbyt małe przechłodzenia jedynie metal
rozdrobniony na bardzo małe krople można silnie przechłodzić nawet o 300C. Zarodkowanie
homogeniczne jest szczególnym przypadkiem zarodkowania heterogenicznego.

Heterogeniczne – Powstawanie zarodków następuje na powierzchni fazy stałej stykającej się z
cieczą. Polega na wykorzystaniu w procesie zarodkowania różnego rodzaju powierzchni
wtrąceń(niemetalicznych) czy też zanieczyszczeń obecnych w ciekłym metalu albo ścianek
formy odlewniczej lub wlewnicy. Zarodkowanie może następować również na warstewce
stałych tlenków znajdujących się na powierzchni ciekłego metalu.

15. Opisać warunki wzrostu kryształów w odlewach

Krystalizacja jest procesem dwu etapowym –zarodkowanie i wzrost
Wzrost kryształów jest procesem przyłączenia się pojedynczych atomów do istniejących już
powierzchni zarodków zdeterminowanych przez dyfuzje atomow na powierzchnie frontu
krystalizacji oraz budowanie atomów w sieć kryształu.
Krystalizacja stopów jest bardziej złożona ze względu na:
-krzepnięcie może zachodzić w stałej temperaturze lub w zakresie od lini likwidus do lini
solidus
-skład chemiczny fazy ciekłej różni się od składu powstającej fazy stałej
Krzepniecie eutektyk również przebiega w dwóch etapach obejmując zarodkowanie i wzrost.
W miare ochładzania ciekłego stopu o składzie eutektycznym zarodkuje a następnie wzrasta
jedna z faz, np. faza β. Jej zwiększenie dokonuje się kosztem atomów β znajdujących się w
pobliżu, przy jednoczesnym wzroście stężenia atomów α na froncie krystalizacji.

16. Opisać proces krystalizacji odlewu z podeutektycznego stopu Al.-Si na podstawie krzywej
stygnięcia temperatura – czas

1-zarodkowanie fazy α;2-wzrost podeutektycznej fazy α kształt dendrytyczny;3-wzrost
eutektyki (α + Si);4,ΔTre-temperatura równowagi eutektycznej; ΔTe – temperatura
przechłodzenia

Odcinek A-B – wrost do wielkości krytycznej i większej zarodków roztworu stalego si w al.
(faza α ); odprowadzanie ciepła krystalizacji zarodkowania fazy α do formy przez otaczającą
faze ciekła; zarodkowanie heterogeniczne

Odcinek B-C – wzrost kryształów fazy α ; zmiana zawartości Sido max 1,65% w fazie
Solidus, w fazie L do składu eutektycznego;

Odcinek C-D: zarodkowanie eutektyk (α + β), gdzie α –roztwór stały 1,65% Si w Al., β-Su
jako pierwszy zarodkuje Si; zarodkowanie heterogeniczne; przekroczenie wielkości i
uzyskanie małych wypustek -> zarodkowanie fazy α w eutektyce;zarodkowanie eutektyki (α
+Si) kończy się poniżej puktu D

Odcinek D-E: sprzężony wzrost eutektyki (α +Si), Si – faza wiodąca. Punkt E jest końcem
krzepnięcia odlewu.

17. Narysować mikrostrukturę odlewu z podeutektycznego stopu Al-Si widoczną na
wypolerowanej powierzchni.

1-podeutektyka faza α ; 2-eutektyka(α +Si);3-Si

18. Opisać w jaki sposób można zmienić kształt geometryczny fazy alfa(dendrytyczny) i
krzemu (włóknisty) w eutektyce w odlewach ze stopu Al-Si na sferyczny oraz grafitu
eutektycznego w żeliwie i na jaki kształt.

NIE KOMPLETNE!!

Do żeliw
Modyfikacja polega na dodaniu do ciekłego stopu tuż przed odlaniem niewielkiej ilości
sproszkowanego modyfikatora. W przypadku żeliwa szarego jest to stop Fe-Si z dodatkiem
Ca, Al, Sr, lub Ba i tworzy on zarodki krystalizacji grafitu

Sferoidyzacja – polega na podwójnej modyfikacji która polega na dodaniu do kadzi granulek
modyfikatora, czyli stop Fe-Si w ilości 1,2 % oraz sferoidyzatorów, którymi SA stopy
FeSiMg7 (1%) i CuMg17Ce(0.5%). Kadź zalewa się żeliwem, którego skład jest taki że po
skrzepnięciu bez modyfikatorów byłby żeliwem białym. Sferoidyzacja zachodzi dzięki
oddziaływaniu magnezu na powierzchnię zarodków grafitu.

19. Wymienić metody rafinacji i opisać proces rafinacji metodą ekstrakcji żużlowej

Metody rafinacji:

A. Metody fizyczne:

-metody mechaniczne:

a) filtrowanie

-metody ekstrakcyjne:

a)żużlowe
b)gazowe
c)próżniowe

B. Metody chemiczne

a)żużlowe
b)gazowe
c)żużlowo-gazowe

Ekstrakcja żużlowa polega na naniesieniu na powierzchnię roztopionego metalu żużla o dużej
zdolności do rozpuszczania w nim zanieczyszczeń znajdujących się w stopie. W tym
przypadku zanieczyszczenia znajdują się w ciekłym metalu (stopie) przechodzą do żużla a
proces ten trwa aż do ustalenia się równowagi.

.