Odlewanie nie polega na wlaniu roztopionego metalu do formy i całkowitym jej wypełnieniu. Jeśli forma jest bardzo dużych rozmiarów, napełniamy ją roztopionym metalem wypływającym wprost z pieca. Jeśli wykonujemy mniejsze odlewy możemy zastosować tzw. kadź przenośną, lub kadź podwieszoną pod suwnicą. Kadź odlewnicza wykonana jest z metalu i wykładana od wewnątrz warstwą masy szamotowej lub innego materiału ogniotrwałego. Przed wlaniem do kadzi roztopionego metalu kadź podgrzewana jest w celu spalenia koksu, co umożliwia, dzięki nagrzaniu masy ogniotrwałej, utrzymaniu przez długi czas wysokiej temp. roztopionego metalu. Na powierzchni płynnego metalu w kadzi odlewniczej gromadzi się żużel oraz inne zanieczyszczenia, które nie powinny z żadnym przypadku dostać się do formy. W celu oddzielenia zanieczyszczeń pływających na powierzchni roztopionego metalu, celowe jest wykonanie w kadzi odlewniczej odpowiedniej przegrody, która utrudni dostanie się zanieczyszczeń żużlowych do formy. Napełniona płynnym metalem forma odlewnicza powinna stygnąć bardzo powoli aż do temp. otoczenia. Po ostygnięciu przystępuje się do wybijania odlewu z formy a następnie jej oczyszczanie. Odlewanie w formy Skorupowe. Odlewanie w formach skorupowych przeprowadza się za pomocą płyt modelowych. Płytę modelową z połówką modelu, pokrywa się piaskiem kwarcowym zmieszanym z niewielką ilością syntetycznej żywicy i ogrzewa się do temp. 220-280°C. Pod wpływem ciepła żywica topnieje i pokrywa płytę z połową modelu warstwą masy. Po wykonaniu tej czynności ogrzewa się płytę do temp. 300°C. W tych warunkach następuje twardnienie masy i po ostudzeniu płyty zdejmuje się utworzoną skorupę. Na jedną formę składają się zwykle dwie połówki skorupowe wykonane na dwóch płytach modelowych. W celu dokładnego złożenia formy jedna płyta jest zaopatrzona w dwa stożkowe wstępy, a druga w dwa stożkowe wgłębienia. Połówki formy prawidłowo złożone łączy się klamrami lub skleja. Tak wykonana forma służy do wykonania jednego odlewu. Zalewanie form skorupowych można wykonać zwykłym sposobem przez wlanie metalu łyżką do stojącej formy lub ciśnieniowo przy pomocy specjalnej maszyny. Odlewanie metodą Shawa. Metodą Shawa wykonuje się odlewy, w których konieczne jest uzyskanie dokładnych wymiarów i bardzo małej chropowatości powierzchni. W tej metodzie wykonuje się odlewy ze wszystkich rodzajów stopów odlewniczych o masie kilkuset gramów do nawet 3 ton. W praktyce jednak metodę Shawa stosuje się zazwyczaj do odlewów o masie od 1 do 150 kg, wykonanych przede wszystkim z żeliwa, staliw zwykłych i stopowych oraz w znacznie mniejszym zakresie do odlewów ze stopów miedzi. Jest to Metoda typowa dla produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Istotą metody Shawa jest skład masy formierskiej, nazywanej ceramiczną, złożonej ze sproszkowanych materiałów wysoko ogniotrwałych. Proporcje składników są tak dobrane, że masa ma postać zbliżoną do gęstego szlamu. Przygotowaną masę wylewa się na model drewniany, metalowy lub tworzywa sztucznego, ustawiony w skrzynce formierskiej. W wylanej masie zachodzi proces utwardzania polegający na zmianie stanu ciekłego na stały, w którym w początkowej fazie masa ma konsystencję gumy. W tym właśnie stanie należy model wyjmować z formy. Po wyjęciu modelu należy formę zapalić, a następnie wypalić w temp. Około 1000°C. W czasie wypalania w skutek parowania alkoholu w formie tworzy się siatka mikroskopijnych pęknięć, co ma istotne znaczenie dla procesu odlewania. Mikropęknięcia nadają formie doskonałą przepuszczalność i zwiększają odporność na gwałtowną zmianę temp. Przy zalewaniu formy ciekłym metalem. Po wypaleniu obu połówek formy, wstawieniu rdzeni, które też mogą być wykonane z masy Shawa, formę składa się i przygotowuje do zalania ciekłym metalem. Metodę Shawa stosuje się do odlewania kokili, części składowych form ciśnieniowych, form dla przemysłu gumowego i szklarskiego itp. Odlewanie metodą Shawa jest bardzo trudno zmechanizować i dlatego stosowane jest przy produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Odlewanie odśrodkowe Odlewy odśrodkowe powstają w wyniku wlania określonej ilości roztopionego metalu do wirującej formy. Pod wpływem działania siły odśrodkowej, cząstki roztopionego metalu dążą do wypełnienia najbardziej odległych i wolnych miejsc w formie odlewniczej, co umożliwia otrzymanie odlewu wyróżniającego się dużą ścisłością, brakiem pęcherzy oraz jednakową grubością ścianek odlewu. Odlewy odśrodkowe stosuje się przede wszystkim przy produkcji rur. Ważną rzeczą , przy tym sposobie odlewania, jest dobranie odpowiedniej ilości obrotów wirującej formy oraz ustalenie właściwej ilości wlewanego, roztopionego metalu. Ilość obrotów wirującej formy w zasadzie nie przekracza 2000 obr./min. Oprócz takiego układu stosuje się również odlewanie pionowe, przeznaczone przede wszystkim do odlewania krótkich rur. Przy odlewach odśrodkowych ma jednorodną strukturę wewnętrzną i dobre właściwości mechaniczne. Sposobem tym odlewa się rury, tuleje, lufy dział itp. Można na przykład odlać rurkę z kilku warstw różnych metali, jedną na drugiej. Odlewanie po ciśnieniem. Odlewami pod ciśnieniem, nazywamy odlewy, które otrzymuje się przez wtrysk określonej ilości roztopionego metalu do formy. Wtrysk dokonuje się pod ciśnieniem. Odlewy po ciśnieniem wykonuje się w |
zasadzie z metali lekkich lub innych metali nie żelaznych, odznaczających się łatwą topliwością. Tego rodzaju odlewy wymagają stosowania form metalowych ze specjalnych gatunków stali stopowych żaroodpornych. Formy dla odlewów wtryskowych, bezpośrednio przed dokonywaniem odlewów, powinny być podgrzewane, w celu zapewnienia wolniejszego stygnięcia odlewu w formie. Temp. formy dla odlewów po ciśnieniem wynosi około 60°C dla odlewów ze stopów ołowiu i cyny około 120°C dla stopów cynku 200°C dla odlewów ze stopów aluminium i około 350°C dla odlewów ze stopów miedzi. Cechą charakterystyczną odlewów pod ciśnieniem jest przede wszystkim ich wysoka dokładność wymiarowa, bardzo mała chropowatość powierzchni, czyniąca zbyteczną dalszą obróbkę mechaniczną oraz brak pęcherzy powietrza. Największą trudnością przy odlewach ciśnieniowych jest dokładność wykonania formy oraz wybrania takiego rozwiązania konstrukcyjnego, aby umożliwiało łatwe i szybkie wyjmowanie gotowych odlewów. Z tych przyczyn odlewy wtryskowe opłacają się przy produkcji wielkoseryjnej, a przede wszystkim przy produkcji masowej. Cała instalacja dla odlewów wtryskowych składa się z urządzenia wtryskującego oraz z formy, z urządzenia do wypychania gotowych odlewów. Forma dla odlewów pod ciśnieniem jest tak skonstruowana, że w chwili jej otwarcia po wykonaniu odlewu jest on automatycznie wypychany. Instalacja wtryskująca w zależności od jej konstrukcji i rodzajów wykonywanych odlewów dysponuje ciśnieniem od kilku do kilkuset atmosfer, dzięki zaś odpowiednio dobranemu ciśnieniu szybkość, z jaką metal roztopiony jest wtryskiwany jest do formy, wynosi około 50m/s. Konstrukcja instalacji wtryskowej oparta jest na zasadzie pompy tłokowej, lub na zasadzie wyciskania płynnego metalu ze zbiornika do formy przy użyciu sprężonego powietrza. W tym drugim (sprężone powietrze) wchodzą ciśnienia rzędu 35 atm. Zaletami tego sposobu odlewania są: dokładność wymiaru i kształtu, czysta i gładka powierzchnia odlewu, zmniejszenia do minimum obróbki skrawaniem, dobra struktura wewnętrzna odlewu, możliwość otrzymania wyrobów o cienkich ściankach i skomplikowanych przekrojach. Odlewanie metodą traconego wosku. Odlewanie metodą traconego wosku stosuje się przy odlewaniu drobnych części maszyn i urządzeń oraz narzędzi. Wielka zaletą wymienionej metody, jest możliwość uzyskania odlewów narzędzi o dokładnych wymiarach, a nawet bardzo skomplikowanych kształtach. Dokładność wymiarów uzyskanych metodą wosku traconego jest duża i wynosi 0.1 do 0.2 mm w zależności od wielkości odlewanego przedmiotu. Odlewanie metodą traconego wosku, parafiny lub żywic syntetycznych i umieszczenia go w stalowej matrycy. Model pokrywa się odpowiednią ilością warstw masy ceramicznej w postaci zawiesiny drobno mielonego piasku kwarcowego w roztworze krzemianu etylu, kwasu solnego, lub alkoholu etylowego rozcieńczonego wodą. Po wyschnięciu podsuszoną formę umieszcza się w piecu i w temp. 100 - 150°C wytapia się model, po czym poddaje się formę wygrzewaniu w temp. około 850°C dla nadania odpowiedniej twardości. Po wypaleniu forma jest przygotowana do zalewania. Odlewanie kokilowe. Odlewanie do form metalowych, zwanych kokilami, ma zaletę, że przy całej serii wykorzystuje się jedną formę. Występują tu jednak zjawiska, które zwłaszcza podczas odlewania metali o wysokiej temp. topienia, powodują dodatkowe trudności w procesie produkcyjnym. Trudności te są spowodowane szybkim krzepnięciem metalu w formie oraz nagrzaniu się kokili. Szybkie krzepnięcie może być przyczyną powstawania wad w odlewach. Można tu wymienić niedolewy, spowodowane krzepnięciem metalu w obszarze cienkich ścianek, oraz zabielenie żeliwa (w warstwie powierzchniowej powstaje żeliwo białe). Wiele wymienionych wad usunięto, wprowadzając ulepszenia w konstrukcji kokili oraz stosując warstwy ochronne na powierzchniach roboczych formy metalowej. Rdzeń, jeśli są niezbędne, wykonuje się z masy rdzeniowej. Odlewanie kokilowe znajduje coraz szersze zastosowanie w dziedzinie odlewania stopów nie żelaznych. Odnosi się to głownie do stopów aluminium, magnezu, cynku. Zależnie od kształtu odlewy wykonuje się w kokilach złożonych z dwóch lub więcej części. Narzędzi formierskie - służą do wykonywania prac związanych z przygotowaniem rdzeni i form odlewniczych. Do narzędzi tych zaliczamy: szczotki, łopatę, sita, ubijaki ręczne i pneumatyczne, pędzle, młotki, gładziki, jaszczurki, lancety, łyżeczki itp. Formowanie w skrzynkach. Formy odlewnicze ubija się najczęściej w specjalnych, mocnych ramkach z drewna, żeliwa lub stali, zwanych skrzynkami formierskimi. Skrzynki drewniane SA lżejsze od metalowych, ale nie tak trwałe. Dlatego stosuje się je w rzadkich przypadkach (pojedynczych) oraz małoseryjnych odlewów. Do formowania ręcznego stosuje się najczęściej żeliwne skrzynki. Na złożeniu skrzynki mają obrzeże, dzięki któremu ubita masa lepiej się w nich trzyma. Skrzynki powinny być dopasowane parami tak - aby przy składaniu formy odlewniczej górna skrzynka dokładnie, bez przesunięcia pasowała do dolnej. W przeciwnym rzazie nie można otrzymać dokładnego odlewu. |
Odlewanie nie polega na wlaniu roztopionego metalu do formy i całkowitym jej wypełnieniu. Jeśli forma jest bardzo dużych rozmiarów, napełniamy ją roztopionym metalem wypływającym wprost z pieca. Jeśli wykonujemy mniejsze odlewy możemy zastosować tzw. kadź przenośną, lub kadź podwieszoną pod suwnicą. Kadź odlewnicza wykonana jest z metalu i wykładana od wewnątrz warstwą masy szamotowej lub innego materiału ogniotrwałego. Przed wlaniem do kadzi roztopionego metalu kadź podgrzewana jest w celu spalenia koksu, co umożliwia, dzięki nagrzaniu masy ogniotrwałej, utrzymaniu przez długi czas wysokiej temp. roztopionego metalu. Na powierzchni płynnego metalu w kadzi odlewniczej gromadzi się żużel oraz inne zanieczyszczenia, które nie powinny z żadnym przypadku dostać się do formy. W celu oddzielenia zanieczyszczeń pływających na powierzchni roztopionego metalu, celowe jest wykonanie w kadzi odlewniczej odpowiedniej przegrody, która utrudni dostanie się zanieczyszczeń żużlowych do formy. Napełniona płynnym metalem forma odlewnicza powinna stygnąć bardzo powoli aż do temp. otoczenia. Po ostygnięciu przystępuje się do wybijania odlewu z formy a następnie jej oczyszczanie. Odlewanie w formy Skorupowe. Odlewanie w formach skorupowych przeprowadza się za pomocą płyt modelowych. Płytę modelową z połówką modelu, pokrywa się piaskiem kwarcowym zmieszanym z niewielką ilością syntetycznej żywicy i ogrzewa się do temp. 220-280°C. Pod wpływem ciepła żywica topnieje i pokrywa płytę z połową modelu warstwą masy. Po wykonaniu tej czynności ogrzewa się płytę do temp. 300°C. W tych warunkach następuje twardnienie masy i po ostudzeniu płyty zdejmuje się utworzoną skorupę. Na jedną formę składają się zwykle dwie połówki skorupowe wykonane na dwóch płytach modelowych. W celu dokładnego złożenia formy jedna płyta jest zaopatrzona w dwa stożkowe wstępy, a druga w dwa stożkowe wgłębienia. Połówki formy prawidłowo złożone łączy się klamrami lub skleja. Tak wykonana forma służy do wykonania jednego odlewu. Zalewanie form skorupowych można wykonać zwykłym sposobem przez wlanie metalu łyżką do stojącej formy lub ciśnieniowo przy pomocy specjalnej maszyny. Odlewanie metodą Shawa. Metodą Shawa wykonuje się odlewy, w których konieczne jest uzyskanie dokładnych wymiarów i bardzo małej chropowatości powierzchni. W tej metodzie wykonuje się odlewy ze wszystkich rodzajów stopów odlewniczych o masie kilkuset gramów do nawet 3 ton. W praktyce jednak metodę Shawa stosuje się zazwyczaj do odlewów o masie od 1 do 150 kg, wykonanych przede wszystkim z żeliwa, staliw zwykłych i stopowych oraz w znacznie mniejszym zakresie do odlewów ze stopów miedzi. Jest to Metoda typowa dla produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Istotą metody Shawa jest skład masy formierskiej, nazywanej ceramiczną, złożonej ze sproszkowanych materiałów wysoko ogniotrwałych. Proporcje składników są tak dobrane, że masa ma postać zbliżoną do gęstego szlamu. Przygotowaną masę wylewa się na model drewniany, metalowy lub tworzywa sztucznego, ustawiony w skrzynce formierskiej. W wylanej masie zachodzi proces utwardzania polegający na zmianie stanu ciekłego na stały, w którym w początkowej fazie masa ma konsystencję gumy. W tym właśnie stanie należy model wyjmować z formy. Po wyjęciu modelu należy formę zapalić, a następnie wypalić w temp. Około 1000°C. W czasie wypalania w skutek parowania alkoholu w formie tworzy się siatka mikroskopijnych pęknięć, co ma istotne znaczenie dla procesu odlewania. Mikropęknięcia nadają formie doskonałą przepuszczalność i zwiększają odporność na gwałtowną zmianę temp. Przy zalewaniu formy ciekłym metalem. Po wypaleniu obu połówek formy, wstawieniu rdzeni, które też mogą być wykonane z masy Shawa, formę składa się i przygotowuje do zalania ciekłym metalem. Metodę Shawa stosuje się do odlewania kokili, części składowych form ciśnieniowych, form dla przemysłu gumowego i szklarskiego itp. Odlewanie metodą Shawa jest bardzo trudno zmechanizować i dlatego stosowane jest przy produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Odlewanie odśrodkowe Odlewy odśrodkowe powstają w wyniku wlania określonej ilości roztopionego metalu do wirującej formy. Pod wpływem działania siły odśrodkowej, cząstki roztopionego metalu dążą do wypełnienia najbardziej odległych i wolnych miejsc w formie odlewniczej, co umożliwia otrzymanie odlewu wyróżniającego się dużą ścisłością, brakiem pęcherzy oraz jednakową grubością ścianek odlewu. Odlewy odśrodkowe stosuje się przede wszystkim przy produkcji rur. Ważną rzeczą , przy tym sposobie odlewania, jest dobranie odpowiedniej ilości obrotów wirującej formy oraz ustalenie właściwej ilości wlewanego, roztopionego metalu. Ilość obrotów wirującej formy w zasadzie nie przekracza 2000 obr./min. Oprócz takiego układu stosuje się również odlewanie pionowe, przeznaczone przede wszystkim do odlewania krótkich rur. Przy odlewach odśrodkowych ma jednorodną strukturę wewnętrzną i dobre właściwości mechaniczne. Sposobem tym odlewa się rury, tuleje, lufy dział itp. Można na przykład odlać rurkę z kilku warstw różnych metali, jedną na drugiej. Odlewanie po ciśnieniem. Odlewami pod ciśnieniem, nazywamy odlewy, które otrzymuje się przez wtrysk określonej ilości roztopionego metalu do formy. Wtrysk dokonuje się pod ciśnieniem. Odlewy po ciśnieniem wykonuje się w |
zasadzie z metali lekkich lub innych metali nie żelaznych, odznaczających się łatwą topliwością. Tego rodzaju odlewy wymagają stosowania form metalowych ze specjalnych gatunków stali stopowych żaroodpornych. Formy dla odlewów wtryskowych, bezpośrednio przed dokonywaniem odlewów, powinny być podgrzewane, w celu zapewnienia wolniejszego stygnięcia odlewu w formie. Temp. formy dla odlewów po ciśnieniem wynosi około 60°C dla odlewów ze stopów ołowiu i cyny około 120°C dla stopów cynku 200°C dla odlewów ze stopów aluminium i około 350°C dla odlewów ze stopów miedzi. Cechą charakterystyczną odlewów pod ciśnieniem jest przede wszystkim ich wysoka dokładność wymiarowa, bardzo mała chropowatość powierzchni, czyniąca zbyteczną dalszą obróbkę mechaniczną oraz brak pęcherzy powietrza. Największą trudnością przy odlewach ciśnieniowych jest dokładność wykonania formy oraz wybrania takiego rozwiązania konstrukcyjnego, aby umożliwiało łatwe i szybkie wyjmowanie gotowych odlewów. Z tych przyczyn odlewy wtryskowe opłacają się przy produkcji wielkoseryjnej, a przede wszystkim przy produkcji masowej. Cała instalacja dla odlewów wtryskowych składa się z urządzenia wtryskującego oraz z formy, z urządzenia do wypychania gotowych odlewów. Forma dla odlewów pod ciśnieniem jest tak skonstruowana, że w chwili jej otwarcia po wykonaniu odlewu jest on automatycznie wypychany. Instalacja wtryskująca w zależności od jej konstrukcji i rodzajów wykonywanych odlewów dysponuje ciśnieniem od kilku do kilkuset atmosfer, dzięki zaś odpowiednio dobranemu ciśnieniu szybkość, z jaką metal roztopiony jest wtryskiwany jest do formy, wynosi około 50m/s. Konstrukcja instalacji wtryskowej oparta jest na zasadzie pompy tłokowej, lub na zasadzie wyciskania płynnego metalu ze zbiornika do formy przy użyciu sprężonego powietrza. W tym drugim (sprężone powietrze) wchodzą ciśnienia rzędu 35 atm. Zaletami tego sposobu odlewania są: dokładność wymiaru i kształtu, czysta i gładka powierzchnia odlewu, zmniejszenia do minimum obróbki skrawaniem, dobra struktura wewnętrzna odlewu, możliwość otrzymania wyrobów o cienkich ściankach i skomplikowanych przekrojach. Odlewanie metodą traconego wosku. Odlewanie metodą traconego wosku stosuje się przy odlewaniu drobnych części maszyn i urządzeń oraz narzędzi. Wielka zaletą wymienionej metody, jest możliwość uzyskania odlewów narzędzi o dokładnych wymiarach, a nawet bardzo skomplikowanych kształtach. Dokładność wymiarów uzyskanych metodą wosku traconego jest duża i wynosi 0.1 do 0.2 mm w zależności od wielkości odlewanego przedmiotu. Odlewanie metodą traconego wosku, parafiny lub żywic syntetycznych i umieszczenia go w stalowej matrycy. Model pokrywa się odpowiednią ilością warstw masy ceramicznej w postaci zawiesiny drobno mielonego piasku kwarcowego w roztworze krzemianu etylu, kwasu solnego, lub alkoholu etylowego rozcieńczonego wodą. Po wyschnięciu podsuszoną formę umieszcza się w piecu i w temp. 100 - 150°C wytapia się model, po czym poddaje się formę wygrzewaniu w temp. około 850°C dla nadania odpowiedniej twardości. Po wypaleniu forma jest przygotowana do zalewania. Odlewanie kokilowe. Odlewanie do form metalowych, zwanych kokilami, ma zaletę, że przy całej serii wykorzystuje się jedną formę. Występują tu jednak zjawiska, które zwłaszcza podczas odlewania metali o wysokiej temp. topienia, powodują dodatkowe trudności w procesie produkcyjnym. Trudności te są spowodowane szybkim krzepnięciem metalu w formie oraz nagrzaniu się kokili. Szybkie krzepnięcie może być przyczyną powstawania wad w odlewach. Można tu wymienić niedolewy, spowodowane krzepnięciem metalu w obszarze cienkich ścianek, oraz zabielenie żeliwa (w warstwie powierzchniowej powstaje żeliwo białe). Wiele wymienionych wad usunięto, wprowadzając ulepszenia w konstrukcji kokili oraz stosując warstwy ochronne na powierzchniach roboczych formy metalowej. Rdzeń, jeśli są niezbędne, wykonuje się z masy rdzeniowej. Odlewanie kokilowe znajduje coraz szersze zastosowanie w dziedzinie odlewania stopów nie żelaznych. Odnosi się to głownie do stopów aluminium, magnezu, cynku. Zależnie od kształtu odlewy wykonuje się w kokilach złożonych z dwóch lub więcej części. Narzędzi formierskie - służą do wykonywania prac związanych z przygotowaniem rdzeni i form odlewniczych. Do narzędzi tych zaliczamy: szczotki, łopatę, sita, ubijaki ręczne i pneumatyczne, pędzle, młotki, gładziki, jaszczurki, lancety, łyżeczki itp. Formowanie w skrzynkach. Formy odlewnicze ubija się najczęściej w specjalnych, mocnych ramkach z drewna, żeliwa lub stali, zwanych skrzynkami formierskimi. Skrzynki drewniane SA lżejsze od metalowych, ale nie tak trwałe. Dlatego stosuje się je w rzadkich przypadkach (pojedynczych) oraz małoseryjnych odlewów. Do formowania ręcznego stosuje się najczęściej żeliwne skrzynki. Na złożeniu skrzynki mają obrzeże, dzięki któremu ubita masa lepiej się w nich trzyma. Skrzynki powinny być dopasowane parami tak - aby przy składaniu formy odlewniczej górna skrzynka dokładnie, bez przesunięcia pasowała do dolnej. W przeciwnym rzazie nie można otrzymać dokładnego odlewu |