3725451455

Odlewnictwo jest technologią zajmującą się formowaniem wyrobów przez wprowadzenie ciekłego metalu do formy.

Proces powstawania odlewu w dowolnej formie odlewniczej można podzielić na cztery etapy:

-    wypełnienie formy metalem,

-    stygnięcie ciekłego metalu,

-    krzepnięcie odlewu,

-    stygnięcie odlewu w stanie stałym.

Doprowadzenie metalu do wnęki formy

Forma jest wypełniana metalem poprzez system kanałów zwany układem wlewowym. Funkcje układu wlewowego:

-    usuwanie żużla i wtrąceń niemetalicznych z ciekłego metalu,

-    zapewnienie spokojnego wypełniania formy,

-    oddziaływanie na przebieg krzepnięcia metalu.

^ Układ wlewowy:

1    - zbiornik wlewowy,

2    - wlew główny,

A 3 - belka żużlowa.

4 - wlew doprowadzający

Odwzorowanie kształtów Formy

Metal, który ma jeszcze zdolność do płynięcia w formie, może nie odtworzyć dokładnie takich drobnych jej szczegółów, jak ostre krawędzie, naroża, wnęki itp. Zdolność metalu do odwzorowania kształtów formy jest związana ze zwilżalnością formy metalem, określaną przez kąt zwilżania. Kąt ten zależy od wartości napięć międzyfazowych o na granicach faz występujących w formie. Kąt zwilżania form przez większość stopów technicznych zawiera się pomiędzy 90° a 180°.

Stygnięcie ciekłego metalu i krzepniecie odlewu

Po zakończeniu wypełniania formy metalem ma on najczęściej temperaturę wyższą od temperatury likwidusu (początku krzepnięcia). W formie metal stygnie początkowo do temperatury likwidusu, a potem do temperatury solidusu (koniec krzepnięcia). Podczas stygnięcia i krzepnięcia odlewu jego temperatura nie jest jednakowa we wszystkich punktach. Są miejsca, które ze względu na swoją objętość stygną wolniej niż inne. Z tego powodu nie jest możliwe określenie momentu początku lub końca krzepnięcia dla całego odlewu. Można to zrobić jedynie dla konkretnego punktu w odlewie. Na omawianym etapie tworzenia się odlewu w formie zachodzą zjawiska istotne ze względu na przyszłe właściwości odlewu. Są to:

zjawiska na granicy metal-forma prowadzące do tworzenia warstwy wierzchniej odlewu, zwanej też naskórkiem odlewniczym,

-    tworzenie się pierwotnej krystalicznej struktury odlewu,

-    reakcje i procesy fizyczne prowadzące do wydzielania się zanieczyszczeń niemetalicznych w odlewach,

-    zjawiska skurczowe związane ze stygnięciem i zmianą stanu skupienia metalu.

Tworzenie się warstwy wierzchniej odlewu

Do warstwy wierzchniej odlewu zalicza się zarówno warstwę metalowo-cera-miczną powstałą na powierzchni odlewu na skutek reakcji fizykochemicznych zachodzących w układzie ciekły metal-forma w czasie stygnięcia i krzepnięcia odlewu, jak i przypowierzchniową warstwę metaliczną grubości około 1,5 mm, wyraźnie różniącą się od głębszych warstw odlewu. Warstwę wierzchnią odlewu charakteryzują następujące elementy:

-    chropowatość powierzchni,

-    skład chemiczny (mineralogiczny),

-    struktura metalograficzna,

-    powierzchniowe wady odlewnicze, które niekiedy występują.

Chropowatość powierzchni odlewu zależy przede wszystkim od wielkości ziarna i jednorodności osnowy (piasku) masy formierskiej. Im większe ziarno, tym większa chropowatość powierzchni odlewu. Duży wpływ na chropowatość powierzchni odlewu ma stopień zagęszczenia masy formierskiej. Wzrost stopnia zagęszczenia masy utrudnia penetrację ciekłego metalu w głąb masy, a tym samym zwiększa gładkość powierzchni odlewu. Z kolei penetracja ciekłego metalu w przestrzenie międzyziarnowe masy formierskiej zależy od wielu innych czynników: temperatury, napięć międzyfazowych, ciśnienia metalostatycznego itd.

Struktura metalograficzna warstwy przypowierzchniowej odlewu może się znacznie różnić od struktury głębszych warstw odlewu. Wynika to ze zróżnicowanych warunków krystalizacji tworzywa odlewniczego. Typowym przykładem odmienności struktury (i właściwości) warstw wierzchnich są tzw. zabielenia odlewów z żeliwa szarego, czyli występowanie części węgla w postaci cementytu zamiast grafitu.

Tworzenie się wtrąceń niemetalicznych w odlewach

Wtrącenia niemetaliczne w skrzepniętym odlewie to pęcherze gazowe oraz wtrącenia niemetaliczne stałe. W ciekłym metalu zanieczyszczenia te mogą występować albo w zawiesinie, albo w roztworze. W pierwszym przypadku podczas krzepnięcia zawieszone w ciekłym metalu cząstki tworzą w skrzepłym metalu tzw. egzogeniczne wtrącenia niemetaliczne.