C1 - Piece do topienia metali. Wytop żeliwa.
Materiały wsadowe:
-surówka
-złom stalowy
-żelazostopy
-topniki
-złom własny
C2 - Metody wykonywania form odlewniczych i masy formierskie.
Masa formierska - mieszanina najczęściej ceramicznych, mineralnych materiałów formierskich dobranych w proporcji zapewniająca założoną szybkość ruchu ciepła, odporność cieplną i mechaniczną wytrzymałość formy.
Masy rdzeniowe - masy przeznaczone do sporządzania rdzeni odlewniczych
Osnowa - główny sypki składnik masy formierskiej. Osnowy różnią się składem mineralogicznym, chemicznym i ziarnowym. Są odpowiedzialne za własności cieplne formy i jej odporność na wysoką temperaturę wlewanego stopu
Piasek formierski - sypka kwarcowa skała osadowa lub sypki produkt ceramiczny. Jeżeli obok osnowy piaskowej kopalina zawiera naturalny materiał o ziarnistości poniżej 0,02mm, to surowiec określą się nazwą piasek naturalny.
Lepiszcze - frakcje o ziarnistości poniżej 0,02 mm. „Lepiszcze” w odniesieniu do osnowy piaskowej oznacza zanieczyszczenie, natomiast „lepiszcze” w odniesieniu do masy formierskiej oznacza materiał wiążący lub będący dowolną gliną formierską, np. bentonit.
Materiał wiążący - składnik masy formierskiej nadający sypkiej osnowie wytrzymałość mechaniczną, umożliwiającą otrzymanie odlewu o złożony kształtach i wymiarach. Materiałami wiążącymi są lepiszcza i spoiwa.
Fizyczne czynniki wiążące - czynniki nadające sypkiej osnowie mechaniczną wytrzymałość postaciową, np. podciśnienie, pole elektromagnetyczne, obniżona temperatura.
Glina formierska - naturalny materiał wiążąc, minerały ilaste.
Spoiwo - materiał organiczny lub nieorganiczny wykazujący zdolność
Powłoka - materiał lub mieszanina materiałów w stanie sproszkowanym, ciekłym lub w postaci pasty, nanoszony cienką warstwą na powierzchnię rdzenia lub wnęki formy o własnościach: ochronnych lub aktywnych, wzmacniających, adsorpcyjnych lub antyadhezyjnych.
Wymagania własności materiałów stosowanych na osnowy mas formierskich i powłok ochronnych:
Odpowiednie przewodnictwo cieplne, ciepło właściwe i pojemność cieplna
Odporność na działanie wysokiej temperatury
Odporność na działanie tlenków metali w podwyższonej temperaturze
Mała rozszerzalność cieplna
Brak przemian polimorficznych
Odpowiedni skład ziarnowy
Osnowy(piaski) |
Spoiwa: |
kwarcowy |
cementy |
cyrkowy |
gipsy |
oliwinowi |
szkłowodne |
magnezytowy |
oleje |
korundowy |
skrobie |
glinokrzemianowy |
|
Przygotowywanie formy:
Ustawienie skrzynki formierskiej na płycie formierskiej,
Umieszczenie modelu na płycie formierskiej, tak aby pozostawić miejsce dla układu wlewowego
Posypanie modelu i płyty pudrem formierskim
Przykrycie modelu pierwszą warstwą piasku, przesypaną przez sito
Wypełnienie skrzynki formierskiej masą wypełniającą i ubicie jej za pomocą ubijaka
Zebranie nadmiaru masy formierskiej za pomocą zgarniaka
Obrócenie gotowej połówki formy o 180stopni
Ustawienie górnej skrzynki formierskiej i połączenie obu części
Ustawienie modelu układu wlewowego oraz nadlewu
Wykonanie kroków c-g
Wykonanie zbiornika wlewowego
Wykonanie obrania i wyjęcie modelu
Zrobienie wlewu doprowadzającego i oczyszczenie kanałów wlewowych,
Zamknięcie formy
C3 - Specjalne metody formowania - metoda wytapianych modeli.
Zalety odlewania precyzyjnego:
-mała tolerancja wymiarowa
-wyeliminowanie lub znaczne ograniczenie obróbki powierzchni odlewu
-ograniczone zużycie materiałów
-mała chropowatość surowej powierzchni odwzorowanej przez formę
Precyzyjne metody odlewania
-odlewanie kokilowe grawitacyjne
-odlewanie w formach skorupowych
-odlewanie ciśnieniowe
-odlewanie metodą wytapianych modeli
-odlewanie metodą mario di maio
-metoda Shawa
-odlewanie odśrodkowe
-proces pełnej formy
Metoda olewania
MODEL
Wybór metody odlewniczej
↓
MATRYCA SILIKONOWA
Model odlewniczy
↓
FORMA CERAMICZNA
Forma gipsowa
↓
FORMOWANIE
-suszenie formy
-obróbka cieplna
-zalewanie formy
-surowy odlew
Porównanie:
Zastosowanie:
Formowanie metodą wytapianych modeli
Cechy metody:
- model wytopiony z mieszanki łatwotopliwej, jednorazowej
- masa formerska ma konstrukcję gęstej cieczy
- forma wykonana z materiałow ceramicznych - postać nie dzielonej skorupy
• wykonanie modeli z masy woskowej niskotopliwej: mieszanina
wosku Montana, roślinnego, parafiny, stearyny z dodatkiem 2 - %
polietylenu. Wykonanie w metalowej matrycy . temp 45-55C
• Połączenie pojedynczych modeli w zespoły i dołączenie do układu
wlewowego za pomocą lutownicy (choinka modeli)
• Przygotowanie masy ceramicznej: mączka kwarcowa/cyrkonowa +
spoiwa tj: krzemian etylu, krzemian sodu itp., Konsystencja gęstej
cieczy
• Wytwarzanie formy - zanurzenie 5 - 8 razy w masie ceramicznej.
Po każdym zanurzeniu obsypuje się drobno ziarnistym materiałem
ceramicznym i utwardza przez suszenie na powietrzu.
• Wytopienie modeli i układu wlewowego; utwardzanie formy przez
wygrzewanie w temp 800 - 1000 C
• Zalanie formy ciekłym metalem
• Rozbicie formy i odcięcie odlewów od układu wlewowego,
oczyszczenie.
C4 - Badania struktury żeliwa.
Czynniki wpływające na strukturę odlewów żeliwnych to:
Skład chemiczny
Zjawiska fizykochemiczne
Szybkość chłodzenia
Szybkość chłodzenia zależy głównie od:
Wymiarów i kształtu
Właściwości termofizycznych żeliwa oraz jego temp. Zalewania
Wielkość i konstrukcja formy wraz z własnościami termofizycznymi materiałów formierskich
Pierwiastki grafityzujące |
Pierwiastki węglikotwórcze |
Al , C, Ti , Si , Ni , Cu , P , Co , Zr |
B, Cr , Mn , Nb , W , V , Sb , Te |
Klasyfikacja wydzieleń grafitu:
Kształt
Rozmieszczenie
Wielkość\
Wpływ zawartości grafitu w żeliwie na jego własności:
Zmniejszenie skurczu
Polepszenie skrawalności
Steadyt - jego temp topnienia(1000C) jest niższa niż żeliwa(1200C)
Żeliwo szare:
Wady |
Zalety |
stosunkowo niewielka wytrzymałość |
dobra obrabialność |
niewielka plastyczność |
dobra lejność |
mała odporność na ścieranie |
dobra skrawalność |
mała odporność na korozję w ośrodkach chemicznych |
duża zdolność tłumienia drgań |
|
bardzo dobre własności odlewnicze |
|
niski koszt wytwarzania |
Struktury: ferrytyczna, perlityczna, perlityczno-ferrytyczna
Żeliwo modyfikowane - polepszenie własności i ujednorodnienie struktury odlewu z żeliwa o składzie wykazującym tendencje do krzepnięcia jako białe lub połowiczne.
Modyfikacja - to zabieg technologiczny na ciekłym stopie, polegający na zmianie fizykochemicznego stanu ciekłego metalu spowodowany wprowadzeniem do ciekłego żeliwa
Żeliwo sferoidalne - powstaje przez wprowadzenie Mg, który szybko się utlenia, wprowadza się go przez:
Metoda „giętkiego plastycznego drutu” - lanca zwiera zaprawę magnezową, jest wprowadzana tak by nie uderzyć o dno.
Metoda sandwich - przykryty płytką Mg zostaje zalany, która następnie zostaje rozpuszczona i Mg zostaje wmieszany.
Metoda in mould - polega na pokryciu ścianek naczynia cienką warstwą Mg.
Wady |
Zalety |
skłonność do powstawania naprężeń własnych |
bardzo dobre własności wytrzymałościowe |
mała przewodność cieplna |
mniejsza skłonność do koncentracji naprężeń |
duży koszt produkcji |
dobra lejność |
|
wysoka udarność |
|
bardzo dobra wytrzymałość zmęczeniowa |
|
dobra szczelność |
|
dobra odporność na wysokie ciśnienie |
Żeliwo ciągliwe
Żeliwo ciągliwe białe
Wady |
Zalety |
niskie własności mechaniczne |
dobra szczelność i odporność na wysokie ciśnienie |
mała odporność na ścieranie |
bardzo dobra skrawalność |
ograniczona możliwość wykonywania odlewów o większej grubości ścianki |
odporność na działanie czynników korozyjnych |
|
nadaje się do spawania |
Żeliwo ciągliwe czarne
Zalety:
Dobre własności wytrzymałościowe
Duża odporność na obciążenia
Dobra skrawalność
Jednorodna struktura w całym przekroju odlewu
Szczelność i odporność na wysokie ciśnienie
Odporność na działanie czynników korozyjnych
Jednakowa twardość w całym przekroju niezależnie od grubości ścianek odlewu
C6 - Symulacja komputerowa procesu krzepnięcia odlewów.
Cel przeprowadzania symulacji komputerowej:
-sprawdzenie dobranych układów zalewania, miejsc doprowadzenia metalu
-sprawdzenie działania nadlewów, optymalizacji ich wielkości, kształtu i rozmieszczenia
-sprawdzenie działania otulin izolacyjnych i sposobu połączenia nadlewów z odlewam
-poszukiwanie innych możliwości likwidacji porowatości, np. ochładzarki zewnętrzne i wewnętrzne, żebra chłodzące.
-wizualizacja kinetyki krystalizacji i określenia czasu osiągnięcia odpowiedniej temperatury wybicia odlewu
-wyznaczanie pola naprężeń w odlewie i miejsc narażonych na pęknięcia
-możliwości przewidywania struktury odlewu, a w szczególności rozdrobnienia
-struktury wystąpienia zabieleń w odlewach żeliwnych
-przewidywanie kinetyki przemian fazowych w odlewie w stanie stałym, w okresie jego stygnięcia, a także podczas różnych zabiegów obróbki cieplnej
Wykresy stygnięcia:
czyste metale
stopy
Wyszukiwarka