Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

2015-12-101 Odlewnictwo Opracował dr inż. Tomasz Dyl.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "2015-12-101 Odlewnictwo Opracował dr inż. Tomasz Dyl."— Zapis prezentacji:

1 Odlewnictwo Opracował dr inż. Tomasz Dyl

2 Specjalne metody wytwarzania form i rdzeni piaskowych Proces CO 2 (masy ze szkłem wodnym), Proces CO 2 (masy ze szkłem wodnym), Formowanie w formach cementowych, Formowanie w formach cementowych, Proces CMS (ciekłe masy samoutwardzalne), Proces CMS (ciekłe masy samoutwardzalne), Formowanie w masach żywicznych termoutwardzalnych (gorąca rdzennica), Formowanie w masach żywicznych termoutwardzalnych (gorąca rdzennica), Formowanie w masach furanowych samoutwardzalnych (zimna rdzennica). Formowanie w masach furanowych samoutwardzalnych (zimna rdzennica).

3 Proces CO 2 Stosowany w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach, bez względu na stopień skomplikowania oraz do produkcji rdzeni Stosowany w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach, bez względu na stopień skomplikowania oraz do produkcji rdzeni Masa formierska: Masa formierska: - piasek kwarcowy, - piasek kwarcowy, - szkło wodne sodowe (krzemian sodu) w ilości 5 – 7%. - szkło wodne sodowe (krzemian sodu) w ilości 5 – 7%. Po zagęszczeniu masy w skrzynce rdzeniowej lub formierskiej przedmuchuje się ją dwutlenkiem węgla. Po zagęszczeniu masy w skrzynce rdzeniowej lub formierskiej przedmuchuje się ją dwutlenkiem węgla. Pod wpływem CO 2 następuje w krótkim czasie utwardzenie masy. Pod wpływem CO 2 następuje w krótkim czasie utwardzenie masy. Stosuje się często do wykonywania rdzeni w strzelarkach współpracujących z maszynami przedmuchującymi rdzenie CO 2. Stosuje się często do wykonywania rdzeni w strzelarkach współpracujących z maszynami przedmuchującymi rdzenie CO 2.

4 Masy cementowe Stosowane do produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach i o kształtach prostych i średnio skomplikowanych. Stosowane do produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach i o kształtach prostych i średnio skomplikowanych. Masa formierska: Masa formierska: - piasek kwarcowy, - 8 – 12% cementu portlandzkiego, -7 – 10% wody. W formie lub rdzennicy utwardza się na powietrzu 24 – 48 godz. Dodatek CaCl 2, MgCl 2 w ilości 5 6% skraca czas wiązania do 8 – 10 godz. W formie lub rdzennicy utwardza się na powietrzu 24 – 48 godz. Dodatek CaCl 2, MgCl 2 w ilości 5 6% skraca czas wiązania do 8 – 10 godz. Zalety: Zalety: -niski koszt cementu jako spoiwa, - mała energia zagęszczania, - dobra dokładność wymiarowa, - duża wytrzymałość po utwardzeniu. Wady: Wady: - niezbyt dobra jakość powierzchni, - silne przywieranie masy do powierzchni modelu

5 Ciekłe masy samoutwardzalne (CMS) Stosowane w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach i kształtach prostych i średnio skomplikowanych. Stosowane w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach i kształtach prostych i średnio skomplikowanych. Masa formierska: Masa formierska: - piasek kwarcowy, - szkło wodne, - żużel chromowy jako utwardzacz, - dodatki spieniające. Masę o konsystencji ciekłej wylewa się na model. Po czasie 20 – 40 min. masa traci płynność i sama utwardza się. Masę o konsystencji ciekłej wylewa się na model. Po czasie 20 – 40 min. masa traci płynność i sama utwardza się. Zalety: Zalety: - obniżenie kosztów produkcji, - zmniejszenie pracochłonności wykonania odlewu, - wyeliminowanie potrzeby suszenia form i rdzeni, - daje się łatwo mechanizować i automatyzować. Wady: Wady: - niezbyt dobra wybijalność, - przyczepność do modeli i rdzennic.

6 Formowanie w masach żywicznych termoutwardzalnych (gorąca rdzennica) Stosowane do seryjnej i masowej produkcji rdzeni małych o podwyższonych wymaganiach wymiarowych. Stosowane do seryjnej i masowej produkcji rdzeni małych o podwyższonych wymaganiach wymiarowych. Masa rdzeniowa: Masa rdzeniowa: piasek kwarcowy płukany o zawartości lepiszcza max. do 0,5%, piasek kwarcowy płukany o zawartości lepiszcza max. do 0,5%, żywica termoutwardzalna (np. fenolowo – formaldehydowa typu nowolak, mocznikowo – formaldehydowa, furanowa) w ilości 1,5 – 3%, żywica termoutwardzalna (np. fenolowo – formaldehydowa typu nowolak, mocznikowo – formaldehydowa, furanowa) w ilości 1,5 – 3%, katalizator (najczęściej kwas fosforowy), w ilości 5 – 25% w stosunku do żywicy. katalizator (najczęściej kwas fosforowy), w ilości 5 – 25% w stosunku do żywicy. Proces gorącej rdzennicy polega na napełnieniu masą rdzeniową za pomocą nadmuchiwarek lub strzelarek rdzennicy podgrzanej do temp. 200 – C. Pod wpływem ciepła następuje szybka polimeryzacja spoiwa, powodująca utwardzenie masy rdzeniowej. Proces gorącej rdzennicy polega na napełnieniu masą rdzeniową za pomocą nadmuchiwarek lub strzelarek rdzennicy podgrzanej do temp. 200 – C. Pod wpływem ciepła następuje szybka polimeryzacja spoiwa, powodująca utwardzenie masy rdzeniowej. Zalety: Zalety: - krótki czas wykonania rdzenia łącznie z procesem utwardzania, - łatwość automatyzacji procesu wytwarzania rdzeni, - duża dokładność wymiarowa rdzeni.

7 Formowanie w masach furanowych samoutwardzalnych (zimna rdzennica) Stosowane do produkcji od jednostkowej do masowej przede wszystkim rdzeni od małych do dużych oraz form średnich i dużych o podwyższonej dokładności wymiarowej. Stosowane do produkcji od jednostkowej do masowej przede wszystkim rdzeni od małych do dużych oraz form średnich i dużych o podwyższonej dokładności wymiarowej. Masa formierska i rdzeniowa: Masa formierska i rdzeniowa: - piasek kwarcowy, - żywice furanowe mocznikowo furfurylowe, fenolowo – furfurylowe, mocznikowe, (w niektórych przypadkach alkidowe, epoksydowe, melaminowe), - katalizatory. Katalizator może być wprowadzony do masy: Katalizator może być wprowadzony do masy: - w czasie jej przygotowania, - po wypełnieniu masą rdzennicy, - przygotowanie masy i wypełnienie nią rdzennicy odbywa się w jednej maszynie. Zalety: Zalety: - wysoka jakość odlewów, - wszechstronność zastosowań, - wyeliminowanie temperatury jako czynnika utwardzającego, - duża dokładność wymiarowa.

8 Specjalne metody odlewania Odlewanie w formach skorupowych, Odlewanie w formach skorupowych, Odlewanie kokilowe grawitacyjne, Odlewanie kokilowe grawitacyjne, Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem, Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem, Odlewanie odśrodkowe, Odlewanie odśrodkowe, Odlewanie ciągłe i półciągłe, Odlewanie ciągłe i półciągłe, Proces Shawa, Proces Shawa, Odlewanie pod ciśnieniem, Odlewanie pod ciśnieniem, Odlewanie precyzyjne metodą wytapianych modeli. Odlewanie precyzyjne metodą wytapianych modeli.

9 Zastosowanie do produkcji seryjnej i masowej form i rdzeni odlewów małych i średnich o wysokich wymaganiach wymiarowych i dobrej gładkości powierzchni. Zastosowanie do produkcji seryjnej i masowej form i rdzeni odlewów małych i średnich o wysokich wymaganiach wymiarowych i dobrej gładkości powierzchni. Masa formierska: Masa formierska: - czysty, płukany i drobnoziarnisty piasek kwarcowy, - 4 – 8% sproszkowanej nowolakowej żywicy fenolowej, - 10 – 12% w stosunku do żywicy urotropiny jako utwardzacza, - 0,1% nafty jako środka powodującego lepsze rozprowadzenie żywicy. Masa formierska jest mieszaniną, której utwardzenie w normalnych warunkach nie zachodzi. Proces wiązania rozpoczyna się pod działaniem temperatury. Masa formierska jest mieszaniną, której utwardzenie w normalnych warunkach nie zachodzi. Proces wiązania rozpoczyna się pod działaniem temperatury. Odlewanie w formach skorupowych

10 Fazy wykonania formy skorupowej według procesu C (Croning); 1 – płyta modelowa, 2 – połówka modelu, 3 – model zbiornika wlewowego, 4 – płyta wypychaczy, 5 – wypychacze, 6 – trzpienie sprężynowe, 7 – piec grzewczy elektryczny lub gazowy, 8 – zbiornik z masa skorupową, 9 – połówka formy skorupowej, 10 – przyrząd do sklejania połówek form, 11 – zaciski form skorupowych, 12 – skrzynka formierska, 13 – forma skorupowa, 14 - suchy piasek wypełniający [8] Odlewanie w formach skorupowych

11 Odlewanie w formach skorupowych Etapy wykonywania form skorupowych: Etapy wykonywania form skorupowych: - oczyszczenie płyty modelowej i pokrycie jej oddzielaczem (np. olejem silikonowym, - podgrzanie elektrycznie lub gazowo płyty modelowej do temperatury 220 – C, - obrót płyty modelowej o i połączenie ze zbiornikiem z masą skorupową, - obrót płyty modelowej ze zbiornikiem do pierwotnego położenia i przetrzymanie przez okres 6 – 25 s - powstanie skorupy, - ponowny obrót o masa opada, odłączenie zbiornika z masą, - utwardzanie skorupy w temperaturze 300 – C przez 1 – 3min, - zdjęcie skorupy i klejenie połówek form skorupowych za pomocą klejów żywicznych - zalewanie form.

12 Zalety formowania skorupowego: Zalety formowania skorupowego: - możliwość zastosowania do wszystkich stopów odlewniczych, (ze względów ekonomicznych stosowane głównie dla żeliw, najczęściej w przemyśle motoryzacyjnym), - uzyskanie odlewów o małej chropowatości powierzchni i dużej dokładności wymiarowej, - możliwość uzyskania odlewów o cienkich ściankach, - częściowe lub całkowite wyeliminowanie obróbki skrawaniem, - łatwość automatyzacji i mechanizacji procesu. Wady formowania skorupowego: Wady formowania skorupowego: - wysoki koszt materiałów formierskich, - skomplikowane i drogie maszyny do formowania, - ograniczenie masy odlewu do 100kg, (najczęściej 20 – 30 kg). Odlewanie w formach skorupowych

13 Odlewanie kokilowe grawitacyjne Odlewanie kokilowe grawitacyjne polega na wykonywaniu odlewów poprzez zalanie ciekłym metalem form metalowych zwanych kokilami. Kokile są formami wielokrotnego użytku. Odlewanie kokilowe grawitacyjne polega na wykonywaniu odlewów poprzez zalanie ciekłym metalem form metalowych zwanych kokilami. Kokile są formami wielokrotnego użytku. Zastosowanie do produkcji seryjnej, wielkoseryjnej i masowej odlewów średnich i małych, przede wszystkim ze stopów metali nieżelaznych, w mniejszym zakresie z żeliwa. Zastosowanie do produkcji seryjnej, wielkoseryjnej i masowej odlewów średnich i małych, przede wszystkim ze stopów metali nieżelaznych, w mniejszym zakresie z żeliwa. Kokile wykonuje się z: Kokile wykonuje się z: - żeliwa szarego perlitycznego – do odlewów z metali nieżelaznych i małych odlewów cienkościennych z żeliwa, - żeliwa szarego stopowego niskokrzemowego do odlewania wszystkich stopów metali nieżelaznych i żelaza, - żeliwa sferoidalnego do odlewania głównie średnich odlewów żeliwnych i staliwnych, - staliwa niestopowego do odlewania dużych odlewów żeliwnych i staliwnych, - staliwa niskostopowego stosowane do średnich i dużych odlewów ze stopów aluminium i żelaza.

14 Odlewanie kokilowe grawitacyjne Kokila odtwarza kształt zewnętrzny odlewu. Kokila odtwarza kształt zewnętrzny odlewu. Kształt wewnętrzny odlewu odtwarzają rdzenie stalowe lub wykonane z mas rdzeniowych. Kształt wewnętrzny odlewu odtwarzają rdzenie stalowe lub wykonane z mas rdzeniowych. Przebieg odlewania w kokili: Przebieg odlewania w kokili: - oczyszczenie powierzchni kokili i rdzeni metalowych, - podgrzanie do temperatury 150 – C, - przygotowanie kokili do złożenia, - naniesienie warstwy pokrycia izolującego na powierzchnie robocze kokili i rdzeni, - oczyszczenie wnęki kokili sprężonym powietrzem, - złożenie kokili i rdzeni, - zalanie kokili ciekłym metalem, - zakrzepnięcie odlewu, - wyjęcie rdzeni metalowych, - rozłożenie kokili, - wyjęcie odlewu.

15 Odlewanie kokilowe grawitacyjne Kokila do odlewania tłoków aluminiowych: 1 – ruchoma część korpusu, 2 – nieruchoma część korpusu, 3 – podstawa korpusu, 4 – układ wlewowy [2]

16 Odlewanie kokilowe grawitacyjne Zalety odlewania kokilowego grawitacyjnego: Zalety odlewania kokilowego grawitacyjnego: -duża dokładność i stałość wymiarowa odlewów, - dobra gładkość i czystość powierzchni odlewów, - możliwość uzyskania cienkich ścianek odlewów, -duża wydajność procesu, - wyeliminowanie skrzynek formierskich, ich składowanie i transport, - łatwa mechanizacja i automatyzacja procesu. Wady odlewania kokilowego grawitacyjnego: Wady odlewania kokilowego grawitacyjnego: - ograniczone zastosowanie do odlewania niektórych stopów zwłaszcza żelaza, - ograniczony kształt i wielkość odlewu, - wysoki koszt kokili.

17 Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem – forma wypełniana jest pod niewielkim ciśnieniem lub podciśnieniem zwykle nie przekraczającym 0,2 MN/m 2, najczęściej poniżej 0,1 MN/m 2. Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem – forma wypełniana jest pod niewielkim ciśnieniem lub podciśnieniem zwykle nie przekraczającym 0,2 MN/m 2, najczęściej poniżej 0,1 MN/m 2. Zastosowanie tylko do odlewania stopów metali nieżelaznych. Zastosowanie tylko do odlewania stopów metali nieżelaznych. Zalety procesu: Zalety procesu: - zmniejszenie lub wyeliminowanie nadlewów, gdyż odlew w czasie krzepnięcia połączony jest z ciekłym metalem w piecu, -lepsze niż przy odlewaniu kokilowym grawitacyjnym wypełnienie formy, - lepsza lejność metalu wskutek wyższej temperatury, - łatwiejsza mechanizacja i automatyzacja procesu. Wady: Wady: - wysokie koszty urządzenia, gdyż kokila związana jest z jednym piecem, - wyższe koszty eksploatacji (droga instalacja ciśnieniowa, konieczność częstej wymiany rur wlewowych).

18 Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem Schemat urządzenia do odlewania pod niskim ciśnieniem [8]

19 Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) Odlewanie odśrodkowe polega na doprowadzeniu ciekłego metalu do wirującej formy. Pod wpływem siły odśrodkowej metal odtwarza kształty odlewu i ulega zakrzepnięciu. Odlewanie odśrodkowe polega na doprowadzeniu ciekłego metalu do wirującej formy. Pod wpływem siły odśrodkowej metal odtwarza kształty odlewu i ulega zakrzepnięciu. Metody odlewania odśrodkowego: Metody odlewania odśrodkowego: a) odlewanie odśrodkowe gdzie oś odlewu pokrywa się z osią wirującej formy; a) odlewanie odśrodkowe gdzie oś odlewu pokrywa się z osią wirującej formy; - oś wirowania pozioma, - oś wirowania pionowa, b) odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym – oś wirowania pokrywa się z osią wlewu głównego. Zastosowanie: seryjna i masowa produkcja odlewów o kształtach brył obrotowych (odlewy rur i o kształcie rur, tuleje, pierścienie, bębny hamulcowe, obudowy łożysk,odlewy kół, wałów itp.). Zastosowanie: seryjna i masowa produkcja odlewów o kształtach brył obrotowych (odlewy rur i o kształcie rur, tuleje, pierścienie, bębny hamulcowe, obudowy łożysk,odlewy kół, wałów itp.).

20 Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) Schemat odlewania odśrodkowego w formie z poziomą osią obrotu [8] Metoda ta wykorzystywana jest do wykonywania odlewów o kształtach brył obrotowych dla których L>D, jednak max L= 5D. Stosowane są maszyny z przesuwną wirującą formą i stałą rynną lejniczą oraz z stałą wirującą formą i przesuwną rynną lejniczą.

21 Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) Schemat odlewania odśrodkowego w maszynach z pionową osią obrotu [8] Metoda ma zastosowanie do wykonywania odlewów o kształtach brył obrotowych dla których L < D. Ograniczenie jest spowodowane spływaniem metalu w dół i zwiększaniem grubości ścianki w dolnej części odlewu.

22 Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym [8] Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym może być wykorzystywane do uzyskania odlewów o dowolnych kształtach

23 Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) Zalety procesu: Zalety procesu: - lepsze własności wytrzymałościowe niż w odlewach uzyskanych w kokilach zalewanych grawitacyjnie i w formach piaskowych, - polepszenie własności technologicznych i fizykochemicznych, - zmniejszenie i wyeliminowanie porowatości odlewów, - zmniejszenie lub wyeliminowanie układów wlewowych i nadlewów zwiększa uzysk, - łatwość uzyskiwania odlewów wielowarstwowych. Wady: Wady: - ograniczenie odlewania kształtem odlewu, - wysoki koszt urządzeń i ich eksploatacji, - opłacalność jedynie przy wykonywaniu dużych serii odlewów, - mała uniwersalność urządzeń, - trudności przy mechanizacji, a zwłaszcza automatyzacji procesu

24 Odlewanie ciągłe i półciągłe Odlewnie ciągłe polega na wlewaniu ciekłego metalu do krystalizatora, w którym metal po skrzepnięciu przybiera określony kształt i w tej postaci w sposób ciągły lub skokowo usuwany jest z drugiej strony a następnie cięty na odcinki. Odlewnie ciągłe polega na wlewaniu ciekłego metalu do krystalizatora, w którym metal po skrzepnięciu przybiera określony kształt i w tej postaci w sposób ciągły lub skokowo usuwany jest z drugiej strony a następnie cięty na odcinki. Odlewanie półciągłe odbywa się na tej samej zasadzie, ale długość odlewu jest ściśle określona. Odlewanie półciągłe odbywa się na tej samej zasadzie, ale długość odlewu jest ściśle określona. Urządzenia do odlewania ciągłego i półciągłego mogą być pionowe i poziome. Urządzenia do odlewania ciągłego i półciągłego mogą być pionowe i poziome. Zastosowanie: Zastosowanie: - produkcja seryjna i masowa prętów okrągłych i profilowych oraz płaskich zamiast wyrobów walcowanych, - produkcja rur, - produkcja wlewków jako półwyrobów do przeróbki plastycznej. Stosuje się do stopów metali nieżelaznych oraz do żeliwa. Stosuje się do stopów metali nieżelaznych oraz do żeliwa.

25 Odlewanie ciągłe i półciągłe a) b) Schemat odlewania ciągłego: a) w pozycji pionowej, b) w pozycji poziomej [2]

26 Odlewanie ciągłe i półciągłe Schemat odlewania rur wodociągowych z kielichem: 1 – płyta dolna, 2 – zaczep, 3 - rdzeń jednorazowy, 4 – kielich, 5 – kadź, 6 – zbiornik wlewowy, 7 – krysta- lizator, 8 – rura, 9 – silnik elektryczny [11]

27 Odlewanie metodą Shawa Zastosowanie w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów średnich i dużych (nawet do 3 ton- najczęściej 1 – 150 kg) o wysokich wymaganiach wymiarowych i gładkości powierzchni. Metodą tą wykonujemy m. in. matryce kuzienne, kokile, części form ciśnieniowych, formy dla przemysłu gumowego i szklarskiego. Zastosowanie w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów średnich i dużych (nawet do 3 ton- najczęściej 1 – 150 kg) o wysokich wymaganiach wymiarowych i gładkości powierzchni. Metodą tą wykonujemy m. in. matryce kuzienne, kokile, części form ciśnieniowych, formy dla przemysłu gumowego i szklarskiego. Masa formierska: Masa formierska: - sproszkowane materiały wysokoogniotrwałe (sylimanit, mulit, mączka cyrkonowa), - ciekłe spoiwo (zhydrolizowany krzemian etylu rozpuszczony w spirytusie.

28 Odlewanie metodą Shawa Wykonanie formy: Wykonanie formy: - przygotowanie masy formierskiej w postaci gęstego szlamu, - wylanie masy na model ustawiony w skrzynce i wykonanie warstwy przymodelowej, - wypełnienie pozostałej objętości skrzynki masą wypełniającą, - gdy masa uzyska konsystencję gumy wyjmujemy model, - wypalenie formy w piecu lub przez podpalenie wydzielających się par alkoholu, - złożenie formy, zalanie formy ciekłym metalem. Zalety: Zalety: - wysoka dokładność wymiarowa, -wysoka gładkość powierzchni odlewu pozwalająca na ograniczenie lub wyeliminowanie obróbki skrawaniem. Wady: Wady: - metoda trudna do mechanizacji, - metoda droga.

29 Odlewanie metodą Shawa Proces technologiczny odlewania metodą Shawa: 1 – przygotowanie materiałów ceramicznych, 2 – przygotowanie spoiwa, 3 – przyrządzanie mieszanki, 4 – zalanie formy mieszanką ceramiczną, 5 – oddzielenie formy od modelu, 6 – wypalenie formy, 7 – wygrzanie formy, 8 zalanie formy metalem [21]

30 Odlewanie ciśnieniowe Odlewanie pod ciśnieniem nazywane również odlewaniem ciśnieniowym jest rozwinięciem odlewania kokilowego i polega na wprowadzeniu do formy metalu na który wywarte jest ciśnienie 2,0 – 350 MN/m 2. Odlewanie pod ciśnieniem nazywane również odlewaniem ciśnieniowym jest rozwinięciem odlewania kokilowego i polega na wprowadzeniu do formy metalu na który wywarte jest ciśnienie 2,0 – 350 MN/m 2. Zastosowanie – masowa produkcja odlewów małych i średnich (od kilku gramów do ok. 50 kg), o dowolnym kształcie i bardzo dużych dokładnościach wymiarowych oraz o cienkich ściankach. Zastosowanie – masowa produkcja odlewów małych i średnich (od kilku gramów do ok. 50 kg), o dowolnym kształcie i bardzo dużych dokładnościach wymiarowych oraz o cienkich ściankach. Najczęściej stosowane jest do odlewania stopów miedzi, ołowiu, aluminium, cyny i cynku. Klasyfikacja maszyn ciśnieniowych: Klasyfikacja maszyn ciśnieniowych: 1) maszyny z gorącą komorą ciśnienia; a) powietrzne (sprężarkowe) – w których bezpośrednio na metal działa sprężone powietrze lub gaz ciśnieniu do 4,0 MN/m 2. - z nieruchomą komorą ciśnienia, - z ruchomą komorą ciśnienia, b) tłokowe – w których ciśnienie na metal wywiera tłok, 2) maszyny tłokowe z zimną komorą ciśnienia: a) z poziomą komorą ciśnienia, b) z pionową komorą ciśnienia.

31 Odlewanie ciśnieniowe a) b) c) Podział i schematy maszyn tłokowych do odlewania pod ciśnieniem: a) maszyna gorąco komorowa, b) maszyna zimno komorowa pozioma, c) maszyna zimno komorowa pionowa : 1 – nieruchoma część formy, 2 – ruchoma część formy, 3 – kadłub przedni maszyny, 4 – tłok prasujący, 5 – komora ciśnienia gorąca lub zimna, 6 – wnęka formy odtwarzająca odlew, 7 – wlew, 8 – gorący zbiornik cylindryczny z przewodem wlewowym, 9 – tygiel pieca grzewczego, 10 – tłok dolny do ucinania wlewu i wyrzucenia nadmiaru metalu w postaci zestalonego krążka [8]

32 Odlewanie ciśnieniowe Schemat poszczególnych faz odlewania pod ciśnieniem na maszynie z poziomą komorą: a) zalewanie komory, b) zapełnianie wnęki formy, c) rozwarcie komory i wyjęcie rdzeni, d) wypchnięcie odlewu; 1 – tłok prasujący, 2 – komora ciśnienia, 3 – forma, 4 – wypychacze, 5 – odlew, 6 – rdzeń, 7 – otwór wlewowy [2]

33 Odlewanie ciśnieniowe Schemat zalewania formy na maszynie do odlewania pod ciśnieniem z pionową zimną komorą i wlewem dyszowym: 1 – tłok prasujący, 2 – komora ciśnienia, 3 – ciekły metal, 4 – dolny tłok, 5 – sprężyna, 6 – nieruchoma połówka formy, 7 – ruchoma połówka formy, 8 – wypychacze, 9 – dysza wlewowa, 10 – odlew, 11 – metal znajdujący się w układzie wlewowym, 12 – nadmiar metalu [2]

34 Odlewanie ciśnieniowe a) b) Maszyny ciśnieniowe sprężarkowe: a) z nieruchomą komorą ciśnienia i zakrytym zbiornikiem; 1 – zatyczka, 2 – otwór wlewowy metalu do zbiornika, 3 – otwór doprowadzający sprężone powietrze, 4 – wlew główny, 5 – komora ciśnienia, 6 – wlew doprowadzający, 7 – forma, b) z ruchomą komorą ciśnienia; 1 – wlew doprowadzający, 2 – forma, 3 – dysza, 4 – rurka doprowadzająca powietrze, 5 – komora ciśnienia, 6 – tygiel [12]

35 Zalety odlewania ciśnieniowego: Zalety odlewania ciśnieniowego: - bardzo duża dokładność wymiarowa, - bardzo mała chropowatość, - możliwość uzyskiwania odlewów o bardzo cienkich ściankach, - bardzo duże ograniczenie lub wyeliminowanie obróbki skrawaniem, - lepsze własności mechaniczne, chemiczne i fizyczne odlewów, - mniejszy ciężar surowych odlewów, - bardzo duża wydajność. Wady odlewania ciśnieniowego: Wady odlewania ciśnieniowego: - wysoki koszt maszyn i oprzyrządowania, - długi czas przygotowania produkcji, - ograniczona wielkość i masa odlewów, - trudności w odlewaniu odlewów o grubszych ściankach (może wystąpić porowatość), - ograniczenie zastosowania do niektórych stopów (głównie stopów cynku, aluminium, magnezu). Odlewanie ciśnieniowe

36 Odlewanie metodą wytapianych modeli Jedna z najstarszych metod odlewania. Polega na wykonaniu modelu z substancji łatwotopliwej, którą pokrywa się warstwą ceramiczną. Następnie model wytapia się, skorupę wypala się i zalewa ciekłym metalem. Jedna z najstarszych metod odlewania. Polega na wykonaniu modelu z substancji łatwotopliwej, którą pokrywa się warstwą ceramiczną. Następnie model wytapia się, skorupę wypala się i zalewa ciekłym metalem. Zastosowanie do produkcji seryjnej i wielkoseryjnej bardzo drobnych i drobnych odlewów o najwyższej dokładności wymiarowej i gładkości powierzchni (przemysł precyzyjny, zbrojeniowy, narzędziowy, motoryzacyjny, maszynowy, artystyczny, jubilerski itp.) Zastosowanie do produkcji seryjnej i wielkoseryjnej bardzo drobnych i drobnych odlewów o najwyższej dokładności wymiarowej i gładkości powierzchni (przemysł precyzyjny, zbrojeniowy, narzędziowy, motoryzacyjny, maszynowy, artystyczny, jubilerski itp.) Masa modelowa: Masa modelowa: - mieszanina parafiny, stearyny, cerezyny, kalafoni, wosku pszczelego itp. Modele odlewu i układu wlewowego wykonuje się najczęściej w matrycach metalowych, rzadziej gumowych, cementowych lub gipsowych. Modele odlewu i układu wlewowego wykonuje się najczęściej w matrycach metalowych, rzadziej gumowych, cementowych lub gipsowych. Masa ceramiczna: Masa ceramiczna: - sproszkowana mączka kwarcowa lub cyrkonowa, szamotowa, mulit, sylimanit itp.. - spoiwa – roztwory na bazie krzemianu etylu lub zolu kwasu krzemowego, a przy mniejszych wymaganiach szkło wodne. -rozpuszczalniki i inne materiały: spirytus etylowy, aceton, hydrazyt, kwas solny, woda destylowana.

37 Odlewanie metodą wytapianych modeli Operacje procesu odlewania metodą modeli wytapianych Operacje procesu odlewania metodą modeli wytapianych - wykonanie modeli odlewów i układu wlewowego, - montaż modeli na wlewie głównym, - tworzenie powłoki ceramicznej poprzez kilkakrotne zanurzanie zestawu modelowego w płynnej masie ogniotrwałej i obsypywanie piaskiem kwarcowym, - tworzenie powłoki samonośnej, lub umieszczanie w skrzynkach formierskich, - wytapianie modeli (może odbywać się w urządzeniach wannowych, bębnowych lub komorowych z wykorzystaniem gorącego powietrza lub pary wodnej, - w razie potrzeby dodatkowe wypalanie formy w piecach komorowych w temperaturze 850 – C, - zalewanie ciekłym metalem, - wybijanie odlewów z formy, - odcinanie odlewów od wlewu głównego, - czyszczenie i wykańczanie odlewów.

38 Odlewanie metodą wytapianych modeli Zalety procesu: Zalety procesu: - uzyskiwanie największych dokładności wymiarowych i gładkości powierzchni, - zastępowanie drogich odkuwek i obróbki skrawaniem poprzez wykonanie odlewów precyzyjnych, - możliwość uzyskania odlewów o bardzo złożonych kształtach, niemożliwych do wykonania innymi metodami, - możliwość wykonania odlewu z dowolnego stopu (w produkcji seryjnej i wielkoseryjnej stosowana najczęściej do staliw, zwłaszcza stopowych, rzadziej żeliw i stopów miedzi, a wyjątkowo do stopów aluminium), - można uzyskiwać odlewy cienkościenne. Wady procesu: Wady procesu: - proces trudny do mechanizacji i automatyzacji, - ograniczona masa odlewu, zasadniczo do 1 – 2 kg, wyjątkowo do 10 kg.

39 Zalewanie form Kadzie odlewnicze: a) łyżka odlewnicza, b) kadź z widłami, c) kadź suwnicowa otwarta, d) kadź suwnicowa zamknięta, e) kadź przechylna z przegrodą, f ) kadź syfonowa (czajnikowa), g) kadź zatyczkowa [20]

40 Krzepnięcie i stygnięcie metalu w formie Po zalaniu formy ciekłym metalem rozpoczyna się proces krzepnięcia i stygnięcia odlewu, którego jakość zależy od: Po zalaniu formy ciekłym metalem rozpoczyna się proces krzepnięcia i stygnięcia odlewu, którego jakość zależy od: - właściwości fizycznych i technicznych materiału formy (przewodność cieplna, wytrzymałość, podatność, przepuszczalność), - właściwości fizycznych i technicznych materiału formy (przewodność cieplna, wytrzymałość, podatność, przepuszczalność), - właściwości fizycznych i mechanicznych materiału odlewu (temperatura zalewania, płynność, przewodność cieplna, wytrzymałość w wysokich temperaturach, jednorodność), - właściwości fizycznych i mechanicznych materiału odlewu (temperatura zalewania, płynność, przewodność cieplna, wytrzymałość w wysokich temperaturach, jednorodność), - wielkości skurczu materiału odlewu. - wielkości skurczu materiału odlewu. Najważniejszym zjawiskiem towarzyszącym procesowi krzepnięcia i stygnięcia jest skurcz metalu. Jest to zmniejszenie wymiarów odlewu w stosunku do odpowiednich wymiarów modelu, według którego wykonano formę odlewniczą. Najważniejszym zjawiskiem towarzyszącym procesowi krzepnięcia i stygnięcia jest skurcz metalu. Jest to zmniejszenie wymiarów odlewu w stosunku do odpowiednich wymiarów modelu, według którego wykonano formę odlewniczą.

41 Krzepnięcie i stygnięcie metalu w formie. Schematyczny przebieg krzepnięcia i powstawania jamy skurczowej [8] Schematyczne przedstawienie zasady krzepnięcia: a - jednoczesnego, b – kierunkowego [8]

42 Wybijanie, czyszczenie i wykańczanie odlewów Wybijanie odlewów: Wybijanie odlewów: - wybijanie ręczne, - wybijanie zmechanizowane; -na wstrząsarkach, - na kratach wibracyjnych, - w bębnach. Czyszczenie odlewów: Czyszczenie odlewów: - piaskownie, - śrutowanie, - czyszczenie wodne, - czyszczenie pneumatyczne. Wykańczanie odlewów (usuwanie części układu wlewowego, zalewek, użebrowań i nierówności powierzchni, usuwanie wad odlewniczych, ewentualna obróbka cieplna i skrawaniem). Wykańczanie odlewów (usuwanie części układu wlewowego, zalewek, użebrowań i nierówności powierzchni, usuwanie wad odlewniczych, ewentualna obróbka cieplna i skrawaniem).

43 Wady odlewnicze Wady odlewnicze dzielą się na 5 grup: 1) wady kształtu, (niedolew, guz, niedotrzymanie wymiarów, przestawienia), 2) wady powierzchni, (chropowatość, wzarcia, nakłucia, strupy, przypalenia itp.), 3) przerwy ciągłości, (pęknięcia na zimno i na gorąco, niespaw itp.), 4) wady wewnętrzne – wykrywane za pomocą badań rentgenograficznych lub ultradźwiękowych, (jama skurczowa, bąbel, pęcherz, sitowatość, zażużlenia itp.), 5) wady materiału – stwierdza się poprzez badania metalograficzne wytrzymałościowe, składu chemicznego, (niezgodności z wymaganiami technicznymi)


Pobierz ppt "2015-12-101 Odlewnictwo Opracował dr inż. Tomasz Dyl."

Podobne prezentacje


Reklamy Google