04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

ODLEWNICTWO - 1

dr hab.Andrzej Modrzyński

Profesor of Poznań Technical University (Poland)

tel.: (+048) (0-61) 66-52- 422
fax: (+048) ( 0-61) 66-52- 217
e-mail:

modan@sol.put.poznan.pl

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

ODLEWNICTWO



Odlewanie jest procesem
wykonywania

wyrobów ( lub półwyrobów) w postaci

odlewów poprzez wypełnienie
ciekłym metalem specjalnie
przygotowanej formy odlewniczej
(ceramicznej lub metalowej )
odzwierciedlającej kształt odlewu

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

CECHY ODLEWU



Odlew odzwierciedla dokładnie kształt

przyszłego wyrobu,



Metal z którego wykonany jest odlew wykazuje
odpowiednie właściwości mechaniczne



Istnieje możliwość odwzorowania w odlewie
otworów i wnęk wewnętrznych



Nie ma ograniczeń masy wytwarzanych odlewów



Stopy trudnoobrabialne na drodze obróbki
skrawaniem mogą być kształtowane przy
zastosowaniu tej technologii

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

STOPY ODLEWNICZE



żeliwo



staliwo ( węglowe i stopowe )



stopy Cu ( brązy i mosiądze)



stopy Al



stopy Mg



stopy Zn



stopy Ti

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

ETAPY POWSTAWANIA

ODLWU W FORMIE



Zalewnie ciekłego metalu do formy,



Proces stygnięcia metalu w formie
do temperatury likwidus,



Proces krystalizacji i krzepnięcia
metalu w formie [T (likwidus)  T

(solidus) ]



Proces stygnięcia odlewu w stanie
stałym

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Zalewanie form i wypełnienie

formy ciekłym metalem



Układ wlewowy – definicja, funkcje



Układ wlewowy - terminologia



Układ wlewowy – typy układów
wlewowych



Układ wlewowy - obliczenia



Układ wlewowy – przyłożenie
układu wlewowego

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Układ wlewowy – definicja



Układ wlewowy jest to system
kanałów w formie odlewniczej
służący do wypełnienia jej
objętości ( wnęki ) ciekłym
metalem

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Podstawowe funkcje

układu wlewowego



oddzielenie kropli żużla i wtrąceń
niemetalicznych od ciekłego metalu



spokojne wypełnienie objętości
formy ciekłym metalem



wpływa na proces krystalizacji
ciekłego metalu

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

UKŁAD WLEWOWY-

BUDOWA

Odlew

Nadlew

otwarty

Przelew

Wlew
doprowadzający

Wlew główny

Zbiornik
wlewowy

Belka żużlowa-

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Układ wlewowy -
obliczenia



Podstawowe równania

opisujące ruch cieczy w

układzie wlewowym

podczas wypełniania

formy odlewniczej

ciekłym metalem.

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Równanie Bernuliego



Równanie wyrażające zachowanie

energii w odniesieniu do ruchu płynu

doskonałego

( nielepkiego i nieściśliwego )

const













04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)



w – prędkość strumienia ciekłego

metalu,



 - gęstość ciekłego metalu,



g – przyspieszenie ziemskie



p – ciśnienie



h – wysokość przemieszczenia
płynu

Gdzie:

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Prawo ciągłości przepływu



określa wartość strumienia cieczy

Q = F  w

Gdzie :

Q – wartość strumienia

F – przekrój poprzeczny przez kanał

w – szybkość przepływu cieczy

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Liczba Reynoldsa



opisuje charakter przepływu cieczy w

kanale ( wyraża stosunek sił
bezwładności do sił tarcia
wewnętrznego )















04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)



– liczba Reynoldsa



w – prędkość cieczy w kanale



D – wymiar charakterystyczny kanału

(np. średnica kanału )



 - gęstość cieczy



 - współczynnik lepkości dynamicznej,



 - współczynnik lepkości kinematycznej



/ = 

Gdzie:

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Typy charakterystyczne rodzaju

przepływu cieczy w kanale

kr.min.

kr.max.

Re < Re

kr.min.

Re > Re

kr.max.

Przepływ

Laminarny

Przepływ

mieszany

Przepływ

turbulentny

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Kiedy Re > Re

kr.max.



Obserwujemy proces utleniania

ciekłego metalu ( np. stopy Al i Mg )



Obserwujemy proces zassysania

powietrza i gazów z formy

odlewniczej



Występuje zjawisko porywania

wtrąceń niemetalicznych poprzez

ciekły metal i następuje wzrost ich

zawartości w odlewie

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

kr.max.

dla wybranych

stopów



Żeliwo szare

- 12 400



Staliwo węglowe

- 16 600



Stopy aluminium

- 1 200- 6

000



Brązy ( stopy Cu-Sn ) - 11 400

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Układ wlewowy –
obliczenia



Czas zalewania

t- czas zalewania , s
s- współczynnik zależny od ciężaru odlewu
Q – masa ciekłego metalu zalanego do formy odlewniczej ,

g- przeważająca grubość ścianki odlewu , mm





Ciężar
,Mg

<1.0 1.4-
1.6

1-10

1.6-1.9

>10 1.9-
2.3

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Układ wlewowy –
obliczenia



Prędkość podnoszenia się
powierzchni ciekłego metalu w
formie



min

Grubość

ścianki,mm

min.

,cm/s

do 4 mm

10-3

4 – 10

3-2

10-40

2-1

> 40

0.8-1

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Układ wlewowy –

obliczenia



Minimalny sumaryczny przekrój
układu wlewowego - F

min.



























śr

min

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Współczynnik oporu formy - 

Opór formy

duży

średni

mały

Rodzaj

formy

Stop

Żeliwo

szare

Staliwo

węglowe

Stopy

lekkie

Wilgotna

Suszona

Wilgotna

Suszona

0.35

0.41

0.25

0.30

0.42

0.48

0.32

0.38

0.50

0.60

0.42

0.50

0.60

0.70

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Układ wlewowy –

obliczenia



Ciśnienie metalostatyczne ciekłego

metalu





04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Układ wlewowy –
obliczenia



Zamknięte i otwarte układy
wlewowe

WD

Zamknięt
y

Otwarty

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Wzajemny stosunek przekrojów elementów układu

wlewowego

Stop

 F

Żeliwo

- szare

- sferoidalne

- ciągliwe

Staliwo

Stopy Al

Stopy Mg

Mosiądz

Brąz (P, Sn)

Brąz (Al)

1.0 1.2 1.4

1.0

1.4 1.5-

1.8

1.0-5.0 1.0 1.0

1.0 1.2 1.4

2.0-6.0 1.2-2.0 1.0

2.0-4.0 2.0-4.0 1.0

1.0-4.0 1.0-3.0 1.0

1.0-2.0 1.0-4.0 1.0

2.0-4.0 2.0-4.0 1.0

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

UKŁADY WLEWOWE DLA ODLEWÓW Z

ŻELIWA SZAREGO, CIĄGLIWEGO I

SFEROIDALNEGO ORAZ STOPÓW Al I Mg I

MAŁYCH ODLEWÓW STALIWNYCH ( do 300

Kg )



zalewne są z kadzi przechylnych –
niebezpieczeństwo zażużlenia,



Zapobiegamy poprzez
zastosowanie zbiornika wlewowego
czaszowego, belki żużlowej ( wlewu
rozprowadzającego ), filtra
ceramicznego lub odżużlaczy
( zwykłych lub odśrodkowych )

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Odlewy staliwne zalewne z

kadzi zatyczkowej



kadź zatyczkowa zapobiega
przedostawaniu się cząstek żużla
do formy,



można zastosować prostą
konstrukcję układu wlewowego

04/04/21

Foundry Section ITMat.- TU-Po
znań (Poland)

Sposób doprowadzenia ciekłego

metalu do wnęki formy ( odlewy o

małym skurczu objętościowym )



odlewy nieduże o zróżnicowanej
grubości ścianki ze stopów o
małym skurczu objętościowym
( np. żeliwo ) zalewać poprzez
doprowadzenie ciekłego metalu do
cienkich ścianek, aby zapewnić
proces krzepnięcia równoczesnego.