3. WYTWARZANIE ODLEWÓW W FORMACH TRWAŁYCH.
WYTWARZANIE ODLEWÓW W FORMACH TRWAŁYCH
1. Co to jest kokila?
Kokile – są formami: jednoczęściowymi lub wieloczęściowymi, z kształtowymi płaszczyznami podziału
(pionowymi i poziomymi) umożliwiającymi wyjęcie gotowego odlewu wraz z przylanym ukł. wlewowym. W
przypadku odlewów z otworami stosuje się dodatkowe rdzenie (metalowe lub piaskowe). Wielorazowe formy
trwałe, od kliku do kilkudziesięciu tysięcy odlewów
2. Jakie czynniki wpływają na trwałość kokili?
Rodzaj materiału użytego do budowy, rodzaj materiału odlewu, konstrukcja i stopień skomplikowania kokili i
odlewu, rodzaj pokrycia ochronnego nakładanego na powierzchnię wnęki formy
3. Wymienić cechy charakterystyczne odlewania kokilowego.
4. Wymienić wady i zalety wytwarzania odlewów w kokilach.
Zalety: duża dokładność wymiarowa odlewów, mała chropowatość i duża czystość powierzchni surowego
odlewu zmniejszenie naddatków ma obróbkę, a nawet wyeliminowanie obróbki mech., dobra jakość
tworzywa (drobnoziarnista struktura), możliwość zwiększania dopuszczalnych zawartości domieszek,
możliwość skrócenia czasu obróbki cieplnej odlewów, zwiększenie uzysku wskutek ograniczenia wielkości ukł.
wlewowego i naddatków na obróbkę, wyeliminowanie obiegu skrzynek formierskich oraz miejsc ich
składowania, lepsze warunki pracy – poprawa BHP, wzrost wskaźników wydajności, obniżenie kosztów
produkcji, łatwiejsza mechanizacja i automatyzacja procesu wytwarzania, duża stabilizacja procesu odlewania.
Wady: ograniczona trwałość formy z pracochłonnym i kosztownym jej wykonaniem, znaczne naprężenia
odlewów, możliwość zagazowania odlewów (brak przepuszczalności formy), większa wrażliwość na zmiany
parametrów procesu odlewania, trudności w uzyskiwaniu odlewów cienkościennych, większa niejednorodność
właściwości w przekroju ścianki odlewu, ograniczona wielkość odlewów.
5. Jakie czynniki wpływają na prawidłową technologię odlewania kokilowego?
Temperatura formy metalowej (kokili) – zależy od temp. i właściwości wlewanego stopu, konstrukcji i
wielkości odlewu czyli kształtu i grubości jego ścianek, materiał kokili (przewodność cieplna).
Temperatura ciekłego metalu wlewanego do formy – zależy od: rodzaju stopu, wielkości odlewu i stopnia
skomplikowania jego kształtu oraz temp. podgrzania kokili.
Rodzaj i grubość warstwy pokrycia ochronnego kokili – regulują szybkość stygnięcia odlewu; np. pokrycie
grafitem (przyspiesza); kredą, tlenkiem cynku (izolują).
6. Wymień i opisz metody odlewania w formach wirujących.
Odlewanie odśrodkowe właściwe – oś symetrii odlewu pokrywa się z osią wirowania formy. Kokile mające
kształt brył obrotowych wirują, a siła odśrodkowa wypycha masę do ścianek wewnętrznych kokili odlewy
mają kształt brył obrotowych. Może być poziome (rury, tuleje; gdy długość większa od średnicy) lub pionowe
(krótkie tuleje i pierścienie, średnica większa od długości).
Odlewanie półśrodkowe – oś odlewu pokrywa się z osią wirowania formy, powierzchnię wewnętrzną odlewu
odwzorowuje umocowany w formie rdzeń; odlewy mają kształt brył obrotowych.
Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym – tylko oś wlewu głównego doprowadzającego ciekły metal do
formy pokrywa się z osią wirowania formy. Ciśnienie spowodowane siłą odśrodkową powoduje wypełnienie
wnęk formy rozłożonych promieniowo wokół osi wlewu głównego. Poziome lub pionowe, rzadko wirowanie
wokół osi pochylonej.
7. Wymień zalety i wady odlewania w formach wirujących.
Zalety: zwiększenie właściwości mech. odlewów (większa twardość, lepsza plastyczność), bardziej
drobnoziarnista i zwarta struktura, poprawienie właściwości technologicznych, fizycznych i chem. związanych z
większą jednorodnością odlewu, zmniejszenie lub wyeliminowanie układów wlewowych i nadlewów, duży
uzysk, ograniczenie lub wyeliminowanie prac rdzeniarskich i formierskich oszczędność 30-60% czasu
przygotowania zestawu formy, lepsze warunki wypełniania formy, umożliwiające niejednokrotnie odlewanie w
niższej temp., łatwość wykonania odlewów i odlewów wielowarstwowych, zwiększenie wydajności,
zmniejszenie pow. roboczej.
Wady: niekiedy duży koszt urządzeń i oprzyrządowania oraz ich eksploatacji, mała uniwersalność urządzeń do
odlewania odśrodkowego, zwiększanie skłonności do segregacji w odlewach, złożony charakter obsługi
urządzeń do odlewania odśrodkowego uniemożliwiający czasami wprowadzenie pełnej mechanizacji i
automatyzacji, ograniczenie wielkości odlewów.
8. Wymień parametry procesu odlewania odśrodkowego.
Usytuowanie osi wirowania, prędkość wirowania formy, temp. formy, temp. ciekłego metalu, warunki
chłodzenia lub izolacji cieplnej formy.
9. Na czym polega odlewanie pod niskim ciśnieniem, zalety i wady tej metody.
Odlewanie pod niskim ciśnieniem zalicza się do odlewania kokilowego, używa się ciśnienia atmosferycznego.
Stosuje się do odlewów nieżelaznych. Polega na doprowadzaniu ciekłego metalu z pieca bezpośrednio do kokili,
umieszczonej na specjalnej płycie nad piecem i bezpośrednio z nim połączonej układem wlewowym i rurą
wlewową tak, że odlew w czasie krzepnięcia połączony jest z ciekłym metalem w piecu, co umożliwia znaczne
zmniejszenie lub nawet wyeliminowanie nadlewów.
Zalety: zwiększenie uzysku wskutek zmniejszenia wielkości nadlewów zasilających dzięki stałemu zasilaniu
ciekłym metalem pod ciśnieniem krzepnących odlewów, dobre wypełnianie kokili i dobre odtwarzanie
szczegółów – także odlewy o cienkich ściankach, lepsza lejność poprzez wyższą temp. metalu, łatwiejsza
mechanizacja i automatyzacja procesu, większa wydajność z 1m2 pow. produkcyjnej.
Wady: wysokie koszty urządzenia, większe koszty eksploatacji,
10. Wymień metody odlewania pod ciśnieniem, zalety i wady tego sposobu wytwarzania odlewów.
Maszyny z gorącą komorą ciśnienia: powietrzne, tłokowe. Maszyny z zimną komorą ciśnienia: z
poziomą/pionową komorą ciśnienia.
Zalety: duża dokładność wymiarowa odlewów, b. mała chropowatość powierzchni, czysta pow. odlewów, duża
stabilizacja wymiarów i chropowatości pow., możliwe cienkie ścianki i skomplikowane kształty, ograniczenie
lub wyeliminowanie obróbki skrawaniem, lepsza jakość tworzywa odlewów i możliwość uzyskania lepszych
właściwości mech., chem. i fiz. dzięki drobnoziarnistej strukturze, mniejszy ciężar surowych odlewów, bardzo
korzystny uzysk (95%), duża wydajność (30-100 napełnień na 1h), b. duże zmniejszenie pracy oczyszczania i
wykończania odlewów.
Wady: wysoki koszt oprzyrządowania oraz maszyn i urządzeń pomocniczych, opłacalne powyżej 5000
odlewów, stosunkowo długi okres przygotowania produkcji, ograniczona wielkość i masa odlewów, trudność z
odlewaniem odlewów o grubszych ściankach, ograniczenie zastosowania niektórych stopów.
11. Jakie parametry technologiczne wpływają na jakość odlewów wytwarzanych pod ciśnieniem.
Temperatura odlewania stopu, temperatura formy, ciśnienie działające na ciekły metal, pokrycia ochronne.