ODLEWANIE KOKILOWE

Dr hab. inż. A. Modrzyński,

prof. nadzw. PP

Etapy projektowania



I etap. Koncepcja odlewania i budowa

formy kokilowej,



II etap. Opracowanie rysunku surowego

odlewu,



III etap. Projekt układu wlewowego i

nadlewowego,



IV etap. Dobór parametrów procesu



V etap. Bilans cieplny kokili



VI etap. Dokumentacja wykonania odlewu.

Konstrukcja rys. surowego

odlewu

1. Pochylenia odlewnicze.
- gdy nie przewidział konstruktor :

3-5

o

– na powierzchniach

obrabianych

1-3

o

– na powierzchniach nie

obrabianych

Dobór wartości pochylenia

Promienie zaokrągleń

ścian odlewu

Kształtowanie otworów w

odlewach

Stop

Minimalna średnica

otworów w odlewach,mm

Maks. Stosunek

głębokości otworu
do jego średnicy

Małe
Do 1 kg

Średnie
1-10kg

Duże
> 10
kg

Otwor

y
ślepe

Otwory
przelotow
e

Zn

6

7

8

3

3-6

Al

8

10

12

2

2-3

Cu

10

12

14

1,5-

2,0

2-3

Staliwo

20

30

40

1,5-

2,0

2-3

Żeliwo

10

15

20

1,5-

2,0

2-3

Obliczenia układu
wlewowego



Czas zalewania

3

gQ

s





Gdzie:

 – czas zalewania , sek
S – współczynnik

g – średnia grubość ścianki odlewu , cm

Q – masa odlewu wraz z układem wlewowym , kg

Wartość współczynnika s



dla żeliwa s=3 – zalewanie z dołu,
s=3,9 – zalewanie z góry



stopy Al
s = 1,8 -2,6 ( dla Q od 1,8-12,0 kg )



stopy Cu
s=0,65 – 0,80( dla 6<g<20 mm )

Obliczenie F

min



Minimalny przekrój układu
wlewowego wyznaczany jest z
zależności













Śr

H

i

Q

F

min

Oznaczenia

Gdzie:
Q – masa metalu zalanego do formy, kg
i – współczynnik zależny od rodzaju

stopu

 - współczynnik oporu formy
h

śr

– średnie ciśnienie metalostatyczne,

cm

 - czas zalewania, s

Wartość współczynnika i

i = 0,31 – dla żeliwa i stopów miedzi
i = 0,11 – dla stopów aluminium

Współczynnik oporu

przepływu metalu w

formie

Grubość ścianki, mm

Wartość  dla żeliwa

4

0,1

8

0,15

12

0,17

20

0,25

40

0,30

Układ w rdzeniach

0,40

Przekroje układu
wlewowego



Odlewy żeliwne
F

WD

:F

WR

:F

WG

=1:1,1:1,2( lub 1:1,2:1,4)



Odlewy staliwne
F

WD

:F

WR

:F

WG

=1:1,1:1,2



Odlewy ze stopów aluminium
F

WD

:F

WR

:F

WG

=3:2:1 lub

F

WD

:F

WR

:F

WG

=4:4:1

Układ wlewowy-zasady



metal zalewać wąskim strumieniem

w pionowe ścianki o grubości > 6mm,



Strumień ciekłego metalu nie

powinien przepływać przez zgrubienia

odlewu (węzły cieplne ),



forma powinna być dokładnie

odpowietrzona ( zamykanie przez

ciekły metal pęcherzy powietrznych )

Różne sposoby

doprowadzenia ciekłego

metalu -stopy Al

Układ wlewowy (stopy Al) z
wielokrotną zmianą kierunku
płynięcia ciekłego metalu

Typy układów wlewowych-

stopy metali lekkich

Doprowadzenie metalu z
góry



Ekonomiczny sposób przyłożenia układu wlewowego,

przy zachowaniu następujących warunków:
- zalewania formy cienkim strumieniem w pionowe

ścianki o grubości do 6 mm (przy g>6 – ograniczyć

wysokość zalewania ),
-strumień ciekłego metalu nie powinien przepływać

przez węzły cieplne , ani obok nich

(niebezpieczeństwo wystąpienia jam skurczowych),
- bardzo starannie odpowietrzać wnękę formy

( niebezpieczeństwo zamknięcia pęcherzy

powietrznych)

Zasilanie odlewów -
nadlewy



Odlewy kokilowe dobrze odprowadzają
ciepło (jedyna możliwość ingerencji
poprzez dobór zróżnicowanej grubości
pokrycia lub chłodzenie-ogrzewanie
wybranego fragmentu kokili),



Nadlewy pokrywamy pokryciem
ochronnym o dużej grubości

OBLICZENIA NADLEWÓW

Podstawowa zależność









Oe

O

O

Ne

N

N

M

M









5

,

1

M

n

i M

o

– moduł nadlewu i odlewu,



N

i 

O

– grubość pokrycia ochronnego w nadlewie i odlewie



Ne

i 

Oe

– efektywne współczynniki przewodzenia ciepła przez

pokrycie

w nadlewie i odlewie, W/ (mK)

Dobór grubości pokrycia

Odlew

Grubość

pokrycia,mm

Odlew ze Stopów

metali
nieżelaznych

0,1-0,5

Nadlew

0,5-2,0

Odlew żeliwny

0,1-0,8

Odlew staliwny

0,1-0,8

Warunek – nadlew krzepnie na końcu

i ilość metalu w nadlewie jest

dostateczna do uzupełnienia

ubytków ciekłego metalu

Matematyczny zapis (drugiego

warunku ):

s

V

V

k

O

N





Gdzie:

k – współczynnik wykorzystania metalu w
nadlewie,cm

3

V

N

i V

O

– objętość nadlewu i zasilanej części odlewu

(k=0,17)

s – skurcz objętościowy metalu, %

NADLEWY

Nadlew ulokowany u góry