1. Charakterystyka powstawania odlewu w dowolnej formie odlewniczeja) przygotowanie omodelowaniab)przegotowanie masy rdzeniowejc) wykonanie części formyd)wykonanie rdzenie) montaż formyf) topienie metalug)zalanie formy metalemh)studzenie i wybicie formyi)wykończenie odlewu2. Układ wlewowy.Forma wypełniana jest metalem przez system kanałów zwanych układem wlewowym. Konstrukcja układu wlewowego zależy przede wszystkim od kształtu i materiału wykonywanego odlewu. Układy wlewowe dzieli się układy zamknięte i otwarte. Typowy układ wlewowy składa się z: zbiornika wlewowego, wlewu głównego, belki żużlowej i wlewu doprowadzającego. Obliczanie wymiarów elementów układu wlewowego polega na:- obliczeniu optymalnego czasu zalewania formy ciekłym metalem- sprawdzeniu prędkości podnoszenia się poziomu ciekłego metalu w formie- obliczeniu minimalnego przekroju poprzecznego układu wlewowego zapewniającego zalanie formy w optymalnym czasie- ustaleniu wielkości przekrojów poprzecznych pozostałych elementów układu wlewowego czas zalania obliczamy:a min. przekrój wlewu doprow.S i x- współczynniki zależne od wartości przeważającej grubości ścian odlewu wyrażonej w mm.G- masa odlewu z uk. Wlewowym i nadlewami [kg]Hśr- średnie ciśnienie metalostatyczneV- prędkość podnoszenia się metaluc- wysokość odlewu3. Zdolność metalu.Metal musi zachowywać zdolność do płynięcia aż do całkowitego wypełnienia formy. W przeciwnym razie powstają odlewy niepełne tzn. niedolewy. Zdolność metalu zależy od trzech grup czynników:- właściwości metalu ( ciepło właściwe, przewodność cieplna, sposób krystalizacji)- właściwości formy ( ciepło właściwe, przewodność cieplna materiału formy)- warunków zalewania ( temp. Metalu, temp. Formy, wysokość układu wlewowego)Zdolność metalu do odwzorowania kształtów formy jest związana z zwilżonością formy metalem, określona przez kąt zwilżenia. Kąt ten zależy od wartości napięć międzyfazowych na granicach faz występujących w formie. Kąt ten dla większości stopów technicznych zawarty jest między 90 a180 stopni. 4. Zjawiska przebiegające w czasie procesu stygnięcia i krzepnięcia ciekłego metalu w formie.W etapie tworzenia się odlewu w formie zachodzi szereg zjawisk takich jak:- zjawiska na granicy metal-forma prowadzące do tworzenia warstwy wierzchniej odlewu- tworzenie się pierwotnej krystalicznej struktury odlewu- reakcje i procesy fizyczne prowadzące do wydzielenia się zanieczyszczeń niemetalicznych w odlewie- zjawiska skurczowe związane z stygnięciem i zmianą stanu skupienia odlewu5. Czynniki wpływające na tworzenie się warstwy wierzchniej odlewu:- procesy fizyczne i reakcje chemiczne na granicy ciekły metal- forma odlewnicza- forma odlewnicza:skład masy formierskiejwielkość ziarna osnowystopień zagęszczenia masywłaściwości termofizyczne masykształt i wielkość formy- ciekły metalskład chemicznynapięcie powierzchniowetemp. Zalewaniagęstośćwłaściwości termofizyczne- wielkość odlewu i grubość ścianki 8. Skurcze pierwotne odlewuJest to struktura jaką posiada metal bezpośrednio po skrzepnięciu. Podczas stygnięcia po skrzepnięciu w niektórych stopach jak np. stopach żelaza mogą zachodzić przemiany w stanie stałym prowadzące do powstania zupełnie nowej budowy materiału. Pewne ślady struktury pierwotnej pozostają nadal w materiale i mogą istotnie oddziaływać na jego właściwości. 6. Tworzenie się wtrąceń niemetalowych w odlewachWtrącenia niemetalowe w skrzepniętym odlewie to pęcherze gazowe oraz wtrącenia niemetalowe stałe. W ciekłym metalu zanieczyszczenia te mogą występować w zawiesinie lub w roztworze. W 1 przypadku podczas krzepnięcia zawieszone w ciekłym metalu cząstki tworzą w skrzepłym metalu tzw. egzogeniczne wtrącenia niemetalowe. W 2 może nastąpić albo bezpośrednie wydzielenie z metalu rozpuszczonych zanieczyszczeń, albo zapoczątkowanie reakcji chemicznych pomiędzy zanieczyszczeniem a składnikiem metalu prowadzące do powstania zanieczyszczenia7. Etapy char. Skurczu metalu w procesie stygnięciaCałkowity skurcz metalu dzieli się na 3 etapy:- skurcz przegrzania ( w stanie ciekłym) zachodzący w przedziale w temp. pomiędzy temp. zalewania a temp. liquidus- skurcz krzepnięcia zachodzący w przedziale temperatur pomiędzy temp. liquidus a solidus- skurcz w stanie stałym zachodzący podczas stygnięcia odlewu od temp. solidus do temp. otoczeniaSkurcz objętościowy określa się jako:V1-obiętość wnęki formyV2-obiętość odlewu w temp. otoczeniaa skurcz liniowy9. Jamy skurczowe w odlewie Podczas stygnięcia metalu w stanie ciekłym, oraz krzepnięcia następuje zmniejszenie się jego objętości. Odprowadzanie ciepła z metalu odbywa się przez powierzchnię styku metalu z formą. Zatem jako pierwsza krzepnie powierzchnia odlewu podczas gdy jego wnętrze pozostaje ciekłe. Tam też w końcowej fazie krzepnięcia powstaje jama skurczowa. Jamy skurczowe mogą występować w postaci: skoncentrowanej lub rozproszonej. Jamie skurczowej można zapobiec przez odpowiednie sterowanie krzepnięciem odlewu. Ma ono na celu spowodowanie krzepnięcia jednoczesnego lub kierunkowego 10. Nadlewy Są to zbiorniki ciekłego metalu z których uzupełniany jest ubytek objętości metalu związany z krzepnięciem odlewu. Proces ten nosi nazwę zasilania odlewu. Nadlewy muszą zatem krzepnąć jako ostatnie części odlewu i muszą znajdować się w pobliżu zmaślającego węzła cieplnego. Nadlewy dzieli się na: górne, boczne, odkryte, zwykłe, w otulinie, z rdzeniem atmosferycznym, z nabojem gazo twórczym i łatwo oddzielane. Zasięg oddziaływania nadlewu zależy od rodzaju metalu i typu nadlewu. Dobierając objętość nadlewu należy pamiętać iż rozmiary nadlewu muszą być na tyle duże, aby powstającą jamę skurczową można było przesunąć poza gabaryty odlewu, oraz o tym, iż każdy nadlew zwiększa ilość ciekłego metalu konieczną do uzyskania odlewu, a zatem pogarsza wskaźnik tzw. „uzysku odlewu”Moduł krzepnięcia obliczamy:V0- objętość odlewuF0- powierzchnia stygnięciaModuł nadlewu obliczamy z wzoru:11.Zjawiska obserwowane podczas stygnięcia odlewów od temp. solidus do temp. otoczenia to:- zmiany wymiarów liniowych odlewu- zmniejszenie objętości- powstawanie naprężeń w odlewach14.Metody formowania ręcznego:- formowanie w skrzynkach formierskich-formowanie w rdzeniach-formowanie z modeli uproszczonych-formowanie w gruncie16. Metody mechanicznego wykonywania form.Zagęszczanie masy formierskiej podczas maszynowego wytwarzania form może być statyczne ( np. przez prasowanie), dynamiczne ( np. przez wstrząsanie, nasypywanie lub narzucanie) może też być mieszane (np. przez wstrząsanie dopasowaniem)17. Odlewanie grawitacyjne w formach metalowych ( kokilowe)Formy trwałe zwane kokilami służą do wielokrotnego napełniania ciekłym metalem Liczba napełnień formy metalowej zależy od wielu czynników, głównie od tworzywa z którego jest wykonana oraz od metalu z jakiego wytwarza się odlewy i może wynosić nawet kilka tysięcy. Odlewanie kokilowe odbywa się w warunkach grawitacyjnego wypełniania wnęki formy ciekłym metalem. Jeżeli wypełnianie formy trwałej odbywa się pod działaniem innych czynników zewnętrznych których siły grawitacyjne nie dotyczą wtedy takie procesy noszą inne nazwy. Więc odlewanie kokilowe to proces wytwarzania odlewów w formach trwałych metalowych, wypełnianych grawitacyjnie ciekłym metalem.