1. Metalurgia
proszków I
a. Zastosowanie
metalurgii proszków
Pierwszy dotyczy masowego wytwarzania gotowych wyrobów, z
pominięciem tradycyjnych procesów topienia, odlewania, przeróbki plastycznej i
obróbki skrawaniem. Obecnie opanowano produkcję wyrobów z proszków żelaza,
miedzi i ich stopów o wytrzymałości przekraczającej Rm = 400
MPa. Technologia ta jest stosowana przede wszystkim do wytwarzania wyrobów o
złożonych kształtach, możliwych do wykonania także innymi, ale znacznie
droższymi, metodami.
Drugi kierunek zastosowania metalurgii proszków
obejmuje wytwarzanie wyrobów o szczególnych właściwościach fizykochemicznych,
dzięki następującym zaletom tej metody:
·
wytwarzanie wyrobów z materiałów trudno
topliwych, bez konieczności roztapiania składników, np. spiekane węgliki
tytanu, wolframowe penetratory do pocisków;
·
łączenie materiałów, których nie można połączyć
innymi technologiami, np. łączenie ceramiki z metalami; otrzymane cermetale,
mają bardzo dobre właściwości żaroodporne i żarowytrzymałe i są stosowane
między innym w budowie turbin gazowych i dysz rakiet;
·
łączenie materiałów wzajemnie się
nierozpuszczających oraz różniących się znacznie temperaturą topnienia, np.
pseudostopy diamentowo-metalowe;
·
uzyskiwanie wyrobów o unikatowych właściwościach
wynikających z łączenia składników o bardzo zróżnicowanych właściwościach, np.
implanty, samosmarujące łożyska nieporowate o odpowiednim udziale grafitu lub
miękkich metali niskostopowych;
·
wytwarzanie materiałów porowatych o objętości
porów sięgającej do 50% całkowitej objętości; np. samosmarujące łożyska
porowate wykonane ze stali niskowęglowej z dodatkiem miedzi i grafitu lub z
brązów cynowych, filtry metaliczne wytwarzane ze stali, mosiądzów niklowych i
brązów cynowych;
·
sterowanie składem chemicznym pozwalające
regulować w szerokim zakresie przewodnością elektryczną i cieplną oraz
rozszerzalnością cieplną produktów, umożliwia wytwarzanie styków elektrycznych
oraz przewodników i półprzewodników, np. styki elektryczne W-Cu, szczotki
kolektorowe Cu-C;
·
wytwarzanie materiałów magnetycznie twardych
oraz magnetycznie miękkich.
b. Metody
wytwarzania proszków metali
Procesy wytwarzania wyrobów z proszków metali obejmują
następujące operacje:
·
wytwarzanie i rozdrabnianie proszku,
·
prasowanie proszku,
·
spiekanie proszku,
·
obróbka wykańczająca.
Proszki są wytwarzane w wyniku mechanicznego lub
fizykochemicznego rozdrabniania wyjściowego materiału litego albo reakcji
fizykochemicznych związków chemicznych. Stosowane metody wytwarzania proszku
można podzielić na następujące grupy:
1.
Mechaniczne:
·
z fazy stałej, np. zdzieranie, frezowanie,
rozbijanie,
·
z fazy ciekłej, np. rozpylanie, granulowanie.
2.
Fizykochemiczne:
·
redukowanie związków,
·
kondensacja z fazy gazowej,
·
elektroliza roztworów wodnych lub stopów soli.
·
Rozdrabnianie proszków i badanie ich własności
technologicznych
2. Metalurgia
proszków II
a. Prasowanie
proszków metali
Prasowanie proszków jest jedną z operacji wytwarzania wyrobów
metodą metalurgii proszków. Poniżej podaje się wiadomości związane z:
- przygotowaniem proszku do prasowania,
- metodami prasowania proszków,
- wpływem parametrów prasowania na efektywność tego procesu.
b. Spiekanie
proszków metali
Proces spiekanie polega na wygrzewaniu sprasowanego lub
luźno zasypanego do form proszku, najczęściej w temperaturze wynoszącej 0,7-0,8
temperatury topnienia podstawowego składnika. W wyniku procesów
fizykochemicznych, które przebiegają intensywniej w podwyższonej temperaturze,
zachodzą zmiany wymiarów oraz właściwości wypraski. Proces spiekania można
zakończyć w chwili uzyskania wymaganych właściwości, takich jak: gęstość,
wytrzymałość, twardość elementów konstrukcyjnych lub opór elektryczny,
właściwości magnetycznych materiałów stykowych i magnetycznych.
c. Kryterium
spajania proszków
Pomimo, że spiekanie jest zabiegiem stosowanym i znanym od
dawna, nie zostało jednoznacznie zdefiniowane, ponieważ jest zjawiskiem
złożonym, zależnym zarówno od sił napędowych procesu, jak i mechanizmów
transportu materii działających podczas spiekania. Zależy ono przede wszystkim
od warunków procesu, tj. temperatury, czasu i atmosfery spiekania oraz od
struktury i właściwości spiekanego materiału, takich jak: budowa
krystalograficzna, współczynnik dyfuzji, współczynnik lepkości, napięcie
powierzchniowe, przemiany alotropowe, wielkość ziaren, stopień utlenienia itp.
3. Odlewnictwo
I
a. Definicja
i podział odlewnictwa
Odlewnictwo jest
techniką wytwarzania wyrobów metalowych, zwanych odlewami, polegającą na
nadaniu im kształtów, wymiarów i struktury, za pomocą doprowadzenia metalu
(stopu) do stanu ciekłego, i wypełnieniu nim odpowiednio przygotowanej formy
odlewniczej
Główny podział odlewnictwa opiera się na tworzywie, z
którego wykonuje się odlewy. Podział ten jest następujący:
Ø odlewnictwo
staliwa,
Ø
odlewnictwo żeliwa,
Ø
odlewnictwo metali nieżelaznych, a w tym:
o
odlewanie metali ciężkich,
o
odlewanie metali lekkich (stopy Al, Mg).
b. Podstawowe
nazwy i pojęcia odlewnicze
Technologii odlewniczej (której początki rozwoju na
ziemiach polskich sięgają kultury łużyckiej) towarzyszy bogate słownictwo odlewnicze.
Podstawowe nazwy i pojęcia odlewnicze podano poniżej.
Ø Odlew - rysunek konstrukcyjny - powstaje w biurze konstrukcyjnym w oparciu
o wyniki obliczeń (symulacji) wytrzymałościowych uwzględniających obciążenia
mechaniczne, cieplne, właściwości tworzywa i wybranej metody odlewania. Podaje
się na nim kształty i wymiary gotowego odlewu po obróbce mechanicznej itd.
Ø
Odlew surowy - rysunek surowego odlewu -
powstaje w dziale technologicznym odlewni na podstawie rysunku konstrukcyjnego
i podaje kształty i wymiary surowego odlewu przed obróbką odlewu, ujmuje m.in.
naddatki na obróbkę, naddatki technologiczne, pochylenie i zbieżności oraz niezbędne
dane do opracowania dokumentacji technologicznej (np. płaszczyznę podziału
formy, dane o układzie wlewowym itd.).
Ø
Model odlewniczy - przyrząd wykonany na
podstawie rysunku odlewu i przeznaczony do sporządzania form. Odtwarza on w
masie formierskiej przeważnie zewnętrzne kształty odlewu. Wymiary modelu są
zgodne z wymiarami surowego odlewu powiększonymi o wartości skurczu
odlewniczego tworzyw_ odlewu. Poza tym. gdy model jest złożony (a nie
naturalny), powinny być uwzględnione znaki rdzeniowe. które odtwarzają w
formie wnęki do ustawienia rdzeni (tzw. gniazda rdzennika).
Ø
Rdzennica - przyrząd wykonany na podstawie
rysunku odlewu i przeznaczony do sporządzenia rdzeni. Jest najczęściej w
kształcie skrzynki i wyposażona jest w tzw. znaki rdzennika, które odtwarzają
kształty rdzenników.
Ø
Rdzeń - luźna część formy wykonana
oddzielnie (w rdzennicy) i odtwarzająca przeważnie wewnętrzny kształt odlewu.
Rdzeń jest zakończony rdzennikiem, tzn. częścią rdzenia przeznaczoną do
utrzymania rdzenia w ściśle, określonym miejscu formy oraz do odprowadzania z
rdzenia gazów.
Ø
Forma odlewnicza - to po prostu negatyw
odlewu odtworzony przez model. Jest wykonywana przeważnie w masie
formierskiej, rzadziej w metalu (kokila). Najczęściej forma składa się z dwóch
części: górnej i dolnej. Gniazdo rdzennika to ta część formy, w której
umieszczony jest rdzennik (zostało ono odwzorowane przez znaki rdzeniowe
modelu). W formie znajduje się również układ wlewowy, czyli system kanałów
wykonywanych w formie, przeznaczony do zalewania jej ciekłym metalem.
Ø
Odlew z układem wlewowym - po
zakrzepnięciu i ostygnięciu odlewu w formie następuje wybicie odlewu z formy
(wraz z jej zniszczeniem w przypadku form piaskowych) lub wyjęcie odlewu (w
przypadku form trwałych). Następnie odlew poddaje się operacji wybicia
rdzeni, oczyszczania, oddzielenia układu wlewowego, wykończenia powierzchni
(ewentualnie obróbce cieplnej) i malowaniu w celu zabezpieczenia przed korozją
Ø
Główne materiały formierskie, do których
zalicza się piasek i gliny formierskie.
Ø
Pomocnicze materiały formierskie to
spoiwa i dodatki do mas oraz podpórki, szpilki, gwoździe, itp.
Ø
Masa formierska to mieszanina głównych i
pomocniczych materiałów formierskich przerobiona we właściwy sposób.
Ø
Masa rdzeniowa podobnie jak masa
formierska jest mieszaniną głównych i pomocniczych materiałów formierskich, a
jest przeznaczona do wykonywania rdzeni.
c. Przyrządy
przeznaczone do wykonywania form i rdzeni (modele odlewnicze, podstawy
Do ręcznego wykonywania form i rdzeni, ich wykańczania i
naprawy służą specjalne narzędzia formierskie, a do sprawdzania ich jakości
narzędzia pomiarowe. Do podstawowych narzędzi formierskich zaliczamy (rys. 8):
sita, ubijak ręczny i pneumatyczny, szczotki, łopatę, pędzel, młotki, gładziki,
jaszczurki, lancety, woreczek itd.
Do nadania masie formierskiej wymaganego kształtu
zewnętrznego odlewanego przedmiotu, wykonania z masy rdzeniowej rdzeni
odwzorowujących kształt wewnętrzny odlewu oraz do złożenia poszczególnych
elementów formy stosuje się odpowiednie przyrządy, do których zalicza się
modele, rdzennice, płyty modelowe i skrzynki formierskie.
d. konstrukcji
modelu, płyty modelowe, skrzynki formierskie)
Ogólny
podział modeli odlewniczych ujmuje trzy zasadnicze grupy:
·
modele naturalne bezrdzeniowe
odtwarzające kształt odlewu w sposób bezpośredni, które są stosowane w przypadku
wykonywania odlewów o prostych kształtach
·
modele właściwe (ze znakami rdzeniowymi)
pośrednio odtwarzające kształt odlewu, umożliwiające odtwarzanie zarówno
zewnętrznych, jak i wewnętrznych powierzchni. Najczęściej są to modele dzielone
·
modele uproszczone są to przyrządy nie
stanowiące całości modelu, lecz jedynie główne jego części. Wykorzystuje się je
najczęściej w przypadku produkcji jednostkowej dużych i ciężkich odlewów
4. Odlewnictwo
II
a. Materiały
formierskie i rdzeniowe
Materiały stosowane do wykonywania form i rdzeni nazywane
są materiałami formierskimi. Są one głównie pochodzenia mineralnego.
Materiały
formierskie dzielimy na:
a)
podstawowe - do których zalicza się piaski i
gliny formierskie oraz inne materiały, jak szamot formierski, magnezyt, chromit
itd.,
b)
wiążące (spoiwa),
c)
pomocnicze - do których zalicza się różnego
rodzaju materiały chroniące masy formierskie przed przylepianiem się masy do
modelu w czasie formowania (pudry formierskie) oraz przed przypaleniem się do
powierzchni odlewu (np. grafit, pył węglowy) w czasie odlewania i inne.
b. Wykonywanie
form i rdzeni piaskowych (ręczne wykonywanie form odlewniczych, nowoczesne
metody wykonywania form odlewniczych)
Formy piaskowe wykonywane
ręcznie stosuje się najczęściej w produkcji jednostkowej i małoseryjnej, gdyż jest
pracochłonne i mało wydajne. Odlewy drobne i średniej wielkości sporządza się w
formach wilgotnych (nie suszonych), a odlewy duże i ciężkie najczęściej w
formach suszonych. Odlewy produkowane wg tej metody wykazują małą dokładność
wymiarową.
Większość czynności w
procesie formowania (pomimo dużego zróżnicowania sposobów wykonywania form
odlewniczych piaskowych) jest prawie jednakowa dla wszystkich sposobów
formowania ręcznego. Zalicza się do nich głównie:
Ø
zagęszczanie masy w formie (ubijanie masy),
Ø
odpowietrzanie formy,
Ø
obijanie i wyjmowanie modelu z formy,
Ø
naprawę i wygładzanie formy,
Ø
składanie formy i przygotowanie jej do
zalewania.
Formowanie maszynowe stosuje się przeważnie w
produkcji seryjnej i masowej odlewów małych i średniej wielkości.
W trakcie formowania maszynowego rozróżnia się
następujące operacje:
Ø
dozowanie masy formierskiej do skrzynek,
Ø
właściwe formowanie obejmujące zagęszczanie masy
i wyjmowanie modeli z formy odlewniczej,
Ø
obracanie dolnej części formy,
Ø
transport części form, od maszyn formierskich do
stanowisk ich składania,
Ø
zakładanie rdzeni do form,
Ø składanie
formy,
transport form do stanowisk zalewania ciekłym metalem
5. Odlewnictwo
III
a. Rdzenie
– właściwości i wykonanie
Właściwości rdzeni i masy rdzeniowe
Rdzenie powinny być wykonywane z masy zapewniającej
uzyskanie:
Ø dużej
wytrzymałości,
Ø wysokiej
podatności,
Ø
dużej przepuszczalności i ogniotrwałości,
Ø
minimalnej gazotwórczości.
Ø
dobrej wybijalności,
Ø
niehigroskopijności.
Ręczne wykonywanie rdzeni
Przy ręcznym wykonywaniu rdzeni stosuje się rdzennice i
wzorniki drewniane lub z żywic. Kolejność czynności przy ręcznym 'wykonaniu
rdzeni w rdzennicy jest następująca:
Ø poprószenie
rdzennicy pudrem
Ø zagęszczenie
masy w połówce rdzennicy
Ø założenie
żeber wzmacniających
Ø
wykonanie kanałów odpowietrzających
Ø
nałożenie na siebie połówek rdzennicy
Ø obicie rdzennicy i zdjęcie górnej
połówki
Ø założenie
ramki na dolną połówkę wypełnienie ramki masą używaną
Ø nałożenie
płyty pod rdzeniowej
Ø
obrócenie zestawu o 180° i zdjęcie dolnej połówki
rdzennicy ułożenie na podstawce do suszenia rdzeni
Wykonywanie rdzeni, w
rdzennicy skrzynkowej lub rdzennicy ramkowej, (która ma jedno
jeszcze dno) polega na tym. że po złożeniu rdzennicy wypełnia się ją masą i
zagęszcza przez znak rdzennika. Po ewentualnym użebrowaniu i wykonaniu
odpowietrzeń wyjmuje się gotowy rdzeń z rdzennicy. Metodą tą wykonuje się
rdzenie o prostych i mało skomplikowanych kształtach.
Wykonywanie rdzeni za pomocą wzornika przeciąganego lub
obrotowego polega na zagęszczeniu bryły masy w kształcie zbliżonym do
kształtu rdzenia, a następnie zgarnięciu jej nadmiaru za pomocą wzornika
przesuwanego lub obrotowego. Metodą tą można wykonywać proste rdzenie o jednakowych
przekrojach na całej długości, mające jedną powierzchnię płaską lub rdzenie w
kształcie bryły obrotowej.
Maszynowe wykonywanie rdzeni. Z różnych technologii
maszynowego wykonywania rdzeni największe znaczenie dla praktyki odlewniczej
mają: przez prasowanie, przez wyciskanie, przez wstrząsanie, przez nadmuchiwanie
i przez wstrzeliwanie. Najczęściej jednak w chwili obecnej rdzenie wykonuje się
na nadmuchiwarkach lub strzelarkach.
Maszynowe wykonywanie rdzeni przez wyciskanie
(wytłaczanie) stosuje się do masowej produkcji rdzeni o niezmiennych
przekrojach i prostym kształcie. Tłok w tulei wykonuje ruchy posuwisto-zwrotne
i wyciska masę przez tuleję. Często nieruchomy pręt wykonuje otwór
odpowietrzający. Po wykonaniu rdzenia o wymaganej długości odcina się go.
Zasada maszynowego wykonania rdzeni przez wstrząsanie
jest podobna do wykonywania form przez wstrząsanie. Metodę tę wykorzystuje się
do seryjnej lub masowej produkcji średnich i dużych rdzeni.
Maszynowe wykonanie rdzeni poprzez narzucanie
stosowane jest do jednostkowej i seryjnej produkcji rdzeni dużych i średnich,
mało skomplikowanych, Głowica narzucarki wrzuca do podstawionej rdzennicy
masę, w ten sposób ją zagęszczając.
Maszynowe wykonywanie
rdzeni nadmuchiwaniem lub wstrzeliwaniem stosuje się do seryjnej i masowej
produkcji małych i średnich rdzeni o dowolnym stopniu skomplikowania.
Rdzennicę ustawia się pod głowicą maszyny i włącza dopływ sprężonego,
powietrza, które napełnia rdzennicę masą
b. Budowa
układu wlewowego
Układ wlewowy to system kanałów w formie połączonych ze sobą
w określonej kolejności, którego podstawowe zadania to:
Ø
doprowadzanie ciekłego metalu do wnęki formy,
Ø
zabezpieczenie formy przed zanieczyszczeniem
żużlem i cząstkami masy formierskiej w czasie zalewania,
Ø
zasilanie odlewu ciekłym metalem podczas jego
krzepnięcia,
Ø
współdziałanie z innymi czynnikami w celu
równomiernego krzepnięcia i stygnięcia odlewów.
![](file:///C:\Users\Dawid\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.jpg)
c. Odlewanie
w formy skorupowe
Metoda formowania skorupowego została po raz
pierwszy zastosowana przez Croninga w 1944 r. Polega ona na nasypaniu lub
nadmuchaniu na nagrzaną do 250-300°C metalową płytę modelową mieszaniny
składającej się z piasku kwarcowego i żywicy syntetycznej. Pod wpływem ciepła
żywica topi się i spaja ziarna piasku, tworząc cienką warstwę przylegającą do
płyty modelowej. Następnie utwardza się ją w temperaturze około 350°C, po czym
zdejmuje się z płyty modelowej gotową półformę w postaci skorupy. Tak więc
forma skorupowa składa się z dwóch części (skorup) - dolnej i górnej, każda o
grubości ok. 6-10 mm.
Półformy skorupowe łączy się poprzez klejenie, za pomocą
klamer lub zacisków i tworzy z nich zestawy (rys. 65) bądź wstawia się je do
skrzynek formierskich i obsypuje suchym piaskiem kwarcowym lub śrutem.
d. Odlewanie
wg metody wytapianych modeli
Metoda wytapianych modeli jest do dzisiaj najbardziej
rozpowszechnioną i jednocześnie najdokładniejszą metodą wykonywania odlewów
precyzyjnych; należy zaznaczyć, że jest to jedna z najstarszych metod
wykonywania odlewów. Polega ona na zalewaniu ciekłym metalem ceramicznej,
niedzielonej formy skorupowej, wykonanej z wykorzystaniem łatwo topliwych
modeli jednorazowych. Tak więc formy odlewnicze wykonuje się przez nakładanie
na model w postaci kolejnych powłok ciekłej masy ceramicznej. Po jej związaniu
model usuwa się przez wytopienie, wypalenie lub rozpuszczenie w wodzie. Do tak
otrzymanej wnęki, po wypaleniu formy, wlewa się ciekły metal
e. Odlewanie
metodą Shawa
Zasada metody Shawa (opatentowana w 1951 r. w Anglii i w
1955 r. w USA) polega na przymocowaniu do płyty przymodelowej bardzo dokładnego
modelu, nałożeniu skrzynki formierskiej i wypełnianiu jej masą o konsystencji
szlamu. Kompozycja właśnie tej masy stanowi istotę tej metody. Składa się ona
ze sproszkowanych materiałów ogniotrwałych (silimanit, mulit, mączka cyrkonowa
itp.) oraz ze zhydrolizowanego krzemianu etylu i środka utwardzającego, który
to środek powoduje w określonym odcinku czasu przejście w żel strąconego w
trakcie hydrolizy kwasu krzemowego. Jako utwardzacz stosowany jest czysty,
obojętny węglan amonu lub stężony wodorotlenek amonu. Czas zestalania masy
wlanej do formy mieści się w granicach od kilkudziesięciu sekund do kilku
minut i zależy od ilości masy, wielkości i stopnia złożoności modelu oraz
sposobu usuwania modelu z formy.
6. Odlewnictwo
IV
a. Odlewanie
w formach półtrwałych
Formy półtrwałe są to formy ceramiczne (lub metalowo -
ceramiczne), przeznaczone do wielokrotnego (od kilku do kilkudziesięciu razy)
odlewania. W formach tych wykonuje się głównie średnie i duże odlewy o prostych
kształtach. Do sporządzania form półtrwałych stosuje się najczęściej masy:
szamotowe, gliniaste (formy murowane), metalowo-ceramiczne (z wiórami żeliwnymi),
gipsowe i cementowe. Masy formierskie do form półtrwałych powinny wykazywać
wysoką wytrzymałość (po wysuszeniu), ogniotrwałość i stałą objętość podczas
nagrzewania i ochładzania.
b. Odlewanie
kokilowe
Odlewaniem kokilowe to proces wytwarzania odlewów w
formach metalowych (kokilach). W procesie tym ciekły metal wypełnia formę pod
działaniem siły ciężkości (grawitacji) bez udziału dodatkowego ciśnienia. Należy
jednak zaznaczyć, że do tej grupy procesów zalicza się również odlewanie pod
niskim ciśnieniem nie przekraczającym 0,1 MPa, w którym ciekły metal wypełnia
kokilę. Czasami w procesie odlewania kokilowego wykorzystuje się rdzenie
metalowe. Zakres wykorzystania odlewania kokilowego determinują wymagania
technologiczne w stosunku do odlewów wykonywanych w kokilach, z których
najważniejsze to: unikanie ostrych przejść od grubych ścianek do cienkich,
wymaganie usytuowania cienkich ścianek w dolnej części kokili, grubość ścianek
odlewu kokilowego nie powinna być mniejsza od 3 mm, zapewnienie spokojnego
wypełniania kokili ciekłym metalem (unikając przegrzewania poszczególnych jej
części) itd. Odlewanie kokilowe (w porównaniu z tradycyjnym odlewaniem w formach
piaskowych) pozwala osiągnąć wiele korzyści, z których najważniejsze to:
Ø
zwiększenie dokładności wymiarowej i własności
mechanicznych odlewów (proces modyfikacji przez szybsze chłodzenie stopu),
Ø
wzrost wydajności pracy,
Ø
znaczne zwiększenie uzysku do wartości 75-90%
(wskutek zmniejszenia układu wlewowego i naddatków obróbkowych),
Ø
duże ułatwienia w kierunku mechanizacji i
automatyzacji procesu odlewania,
Ø
wydatne zmniejszenie naddatków technologicznych
(na obróbkę mechaniczną).
c. Odlewanie
pod niskim ciśnieniem
Jak już wspomniano, technologia odlewania pod niskim
ciśnieniem polega na wywieraniu niewielkiego nadciśnienia (0,1 MPa) powietrza
lub gazu obojętnego (np. azotu) na powierzchnię ciekłego stopu znajdującego się
w tyglu pieca do topienia (rys. 68). Najczęściej tą metodą wykonuje się odlewy
ze stopów Al lub Mg dla przemysłu motoryzacyjnego, a szczególniej: chłodzonych
powietrzem cylindrów silników ciągnikowych, wysokoprężnych, przy odlewaniu części
silników elektrycznych, jak wirniki z zalewanymi wkładkami, a w budownictwie na
okucia i osprzęt automatyczny.
Tygiel z ciekłym metalem jest ogrzewany elektrycznie
i zamknięty szczelnie z góry pokrywą, na której spoczywa kokila, której wnęka
jest połączona za pomocą dyszy z rurą wlewową zanurzoną w ciekłym metalu (rys.
68). Gdy doprowadzi się do wnętrza tygla sprężone powietrze, następuje
podniesienie poziomu metalu w rurze wlewowej i wypełnienie kokili ciekłym
metalem. Po zakrzepnięciu odlewu w kokili powietrze z tygla wypuszcza się na
zewnątrz, a ciekły metal z rury wlewowej opada do tygla. Proces wykonywania
odlewu kończy się na jego wyjęciu z kokili.
W tej technologii odlewania krzepnięcie odlewu odbywa
się pod ciśnieniem, więc skurcz objętościowy kompensowany jest ciekłym metalem
w rurze wlewowej - co umożliwia wyeliminowanie nadlewów, a przez to wpływa na
znaczne oszczędności metalu.
d. Odlewanie
odśrodkowe
Odlewanie odśrodkowe polega na wykorzystaniu siły odśrodkowej
do odwzorowywania powierzchni odlewu i polega na wprowadzeniu ciekłego metalu
do formy wirującej.
W chwili obecnej rozróżnia się trzy metody odlewania w których
wykorzystuje się działanie siły odśrodkowej. Pierwszy rodzaj to odlewanie odśrodkowe
właściwe w, którym oś odlewu pokrywa się z osią wirowania, a odlew ma
kształt bryły obrotowej ograniczonej od zewnętrznej strony ścianką formy, a od
wewnątrz powierzchnią swobodną . Drugi rodzaj to odlewanie pół
odśrodkowe, w którym oś obrotu również pokrywa się z osią wirowania, lecz
wewnętrzną powierzchnię odlewu odtwarza rdzeń (a nie powierzchnia swobodna
krzepnącego metalu) . Trzeci rodzaj to odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym,
w którym oś wlewu pokrywa się z osią wirowania, a ciśnienie metalu wywołane
siłą odśrodkową (bezwładnością) powoduje wypełnianie form odlewniczych
umieszczonych wokół wlewu i osi obrotu
e. Odlewanie
pod wysokim ciśnieniem
W
metodzie odlewania pod ciśnieniem (odlewania ciśnieniowe) ciekły metal jest
wtłaczany do metalowej formy pod wysokim ciśnieniem wynoszącym od 2 do 100
MPa. Ciśnienie jest wywierane na ciekły metal wlany do komory ciśnieniowej
bezpośrednio przed rozpoczęciem procesu wtłaczania go do wnęki formy (maszyny
zimnokomorowe ) lub na ciekły stop znajdujący się w komorze maszyny lub
cylindrze zanurzonym w tyglu (maszyny gorąco komorowe). Podczas procesu
odlewania na skutek wywierania na stop dużego ciśnienia obserwuje się
specyficzny przebieg wypełniania formy. Cykl roboczy tej technologii odlewania
można podzielić na kilka etapów, a mianowicie:
Ø
zalewanie komory ciekłym stopem bez wywierania
na niego ciśnienia,
Ø
wypełnianie wnęki formy ciekłym stopem, któremu
towarzyszy mniejsze ciśnienie od ciśnienia maksymalnego,
Ø
wywieranie maksymalnego ciśnienie w celu
dokładnego odwzorowania wnęki formy i nadania odlewowi ostatecznego kształtu
Ø
wywieranie na odlew ciśnienia statycznego w
czasie jego krzepnięcia,
Ø
działanie ciśnienia na odlew, w którym
ewentualnie mogą zachodzić odkształcenia plastyczne.
f. Odlewanie
ciągłe
Odlewanie ciągłe polega na wykonywaniu odlewów w chłodzonych
formach (krystalizatorach). Istotą procesu jest doprowadzenie ciekłego stopu do
krystalizatora z jednej strony w sposób ciągły, a w miarę jak metal
krystalizuje odbieranie zakrzepniętej jego części - z drugiej strony formy.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz