Odlewnictwo
Download
1 / 101

Odlewnictwo - PowerPoint PPT Presentation


  • 630 Views
  • Uploaded on

Odlewnictwo. dr inż. Robert Skoblik Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania. Literatura. Błaszkowski K.: Technologia formy i rdzenia. Warszawa: WSiP 1979. Chudzikiewicz R., Briks W.: Podstawy metalurgii i odlewnictwa. Warszawa: PWN 1977.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Odlewnictwo' - tolla


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Odlewnictwo

Odlewnictwo

dr inż. Robert Skoblik

Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania


Literatura
Literatura

  • Błaszkowski K.: Technologia formy i rdzenia. Warszawa: WSiP 1979.

  • Chudzikiewicz R., Briks W.: Podstawy metalurgii i odlewnictwa. Warszawa: PWN 1977.

  • Górny Z., Lech Z.: Odlewanie kokilowe stopów metali nieżelaznych. Warszawa: WNT 1975.

  • Jopkiewicz A., Pawlak M., Paczyniak T., Żakowski C., Kaczorowski R.: Odlewnictwo. Laboratorium. Łódź: Wyd. Politechniki Łódzkiej 2001

  • Kosowski A.: Zarys odlewnictwa i wytapianie stopów. Kraków: Wyd. AGH 2001

  • Lewandowski L.: Materiały formierskie. Laboratorium. Kraków: Wyd. AGH 1997.

  • Longa W.: Krzepnięcie odlewów w formach piaskowych. Katowice: Śląsk 1973.

  • Murza - Mucha P.: Techniki wytwarzania - odlewnictwo. Warszawa: PWN 1978.

  • Perzyk M., Błaszkowski K., Haratym R., Szczepanik., Waszkiewicz S. Materiały doprojektowania procesów odlewniczych. Warszawa: Wyd. Politechniki Warszawskiej 1981.

  • Perzyk M., Waszkiewicz S., Kaczorowski M., Jopkiewicz A.: Odlewnictwo. Warszawa WNT 2000

  • Poradnik inżyniera. Odlewnictwo. Warszawa: WNT 1986.

  • Praca zbiorowa. Wybrane zagadnienia z technologii odlewnictwa. Warszawa: Wyd.Politechniki Warszawskiej 1982.

  • Praca zbiorowa: Podstawy odlewnictwa - ćwiczenia laboratoryjne. Poznań: Wyd. Politechniki Poznańskiej 1993.

  • Praca zbiorowa. Ćwiczenia laboratoryjne i projektowe z odlewnictwa. Warszawa: Wyd.Politechniki Warszawskiej 1978.

  • Praca zbiorowa. Odlewnictwo. Ćwiczenia laboratoryjne z technologii formowania, topienia i odlewania metali. Gliwice: Wyd. Politechniki Śląskiej 1993.

  • Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych z technik wytwarzania. Odlewnictwo i obróbkaplastyczna (Red. S. Butnicki). Gdańsk: Wyd. Politechniki Gdańskiej 1984.

  • Rączka J., Tabor A.: Technologia Odlewnictwa. Projektowanie. Kraków: Wyd. Politechniki Krakowskiej 1994.

  • Rączka J., Stryjski J., Tabor A.: Technologia Odlewnictwa. Projektowanie nowoczesnych metod wykonywania odlewów. Kraków: Wyd. Politechniki Krakowskiej 1994.

  • Skarbiński M.: Technologiczność konstrukcji maszyn. Warszawa: WNT 1977.

  • Skoblik R., Wilczewski L.: Odlewnictwo i obróbka plastyczna. Laboratorium. Gdańsk: Wyd. PolitechnikiGdańskiej 1997

  • Tabor A.: Wybrane zagadnienia z odlewnictwa. Kraków: Wyd. Politechniki Krakowskiej 1998

  • Szweycer M., Nadolska D.: Metalurgia i odlewnictwo. Poznań: Wyd. Politechniki Poznańskiej 2002


Wiadomo ci wst pne
Wiadomości wstępne

  • Odlewnictwo – proces technologiczny wykonywania przedmiotów metalowych poprzez wypełnianie form odlewniczych stopionym metalem.

  • Ze względu na rodzaj wlewanego do formy metalu dzielimy na:

    - odlewnictwo żeliwa,

    - odlewnictwo staliwa,

    - odlewnictwo metali nieżelaznych ciężkich,

    - odlewnictwo metali nieżelaznych lekkich.




Podstawowe poj cia w odlewnictwie
Podstawowe pojęcia w odlewnictwie

  • Odlew – wyrób metalowy wykonany drogą zalewania form odlewniczych ciekłym metalem.

  • Forma odlewnicza - zespół elementów, które po złożeniu tworzą gniazdo (wnękę) o kształtach odpowiadających kształtowi odlewu oraz układu wlewowego.

  • Model – przyrząd do odwzorowania w formie odlewniczej kształtów zewnętrznych odlewu.Znaki rdzeniowe – elementy modelu nie odtwarzające odlewu – służące do wykonania gniazd rdzennikowych w które wchodzą rdzenniki rdzenia.

  • Rdzenie – elementy formy odlewniczej odtwarzające kształty wewnętrzne odlewu. Składają się z rdzenia właściwego i rdzennika wchodzącego w gniazda rdzennikowe.

  • Rdzennica – przyrząd służący do wykonania rdzenia.

  • Masa formierska i rdzeniowa – mieszanina podstawowych i pomocniczych materiałów formierskich służąca do wykonania form jednorazowych i rdzeni.


Operacje procesu wykonania odlewu
Operacje procesu wykonania odlewu

  • Wykonanie rysunków odlewu, modelu i formy w oparciu o rysunek konstrukcyjny gotowego wyrobu.

  • Wykonanie modeli i skrzynek rdzeniowych ( zestawu modelowego).

  • Przygotowanie mas formierskich i rdzeniowych.

  • Wykonanie form i rdzeni.

  • Suszenie rdzeni i niekiedy form.

  • Składanie i przygotowanie form do zalewania.

  • Przygotowanie ciekłego metalu.

  • Zalanie form ciekłym metalem.

  • Wybicie odlewów z form i rdzeni z odlewów.

  • Usunięcie układów wlewowych i oczyszczenie odlewów.

  • Ewentualna obróbka cieplna odlewów z powtórnym ich czyszczeniem.

  • Ewentualna naprawa odlewów.

  • Kontrola techniczna i odbiór odlewów.



Etapy wykonania odlewu
Etapy wykonania odlewu

Etapy wykonania odlewu: a) rysunek gotowego wyrobu, b) rysunek odlewu, c) model, d) rdzennica,

e) Złożona forma odlewnicza, f) wybity odlew; 1 – naddatek, 2 – znaki rdzeniowe, 3 – połówki rdzennicy,

4 – rdzeń, 5 – skrzynki formierskie, 6 – gniazda rdzeniowe, 7 – forma układu wlewowego,

8 – układ wlewowy [2]


Rysunek odlewu
Rysunek odlewu

  • W celu wprowadzenia do produkcji nowego wyrobu konieczne jest opracowanie dokumentacji technologicznej, w której skład wchodzą :

    -      rysunek konstrukcyjny gotowego wyrobu,

    -         rysunek koncepcyjny sposobu odlewania,

    -         rysunek surowego odlewu,

    -         rysunki konstrukcyjne zespołu modelowego

    -         rysunek formy odlewniczej,

    -         rysunki oprzyrządowania specjalnego,

    -         karta technologiczna,

    -         karty instrukcyjne,

    -         karta kalkulacyjna wykonania odlewu,

    -         karta prób,

    - warunki techniczne odlewu.


Rysunek surowego odlewu
Rysunek surowego odlewu

  • Rysunek surowego odlewu powinien zawierać:

    - dane rozpoznawcze,

    - powierzchnię podziału formy odlewniczej,

    - bazy obróbkowe dla wyjściowej operacji obróbkowej,

    - naddatki na obróbkę skrawaniem,

    - naddatki technologiczne,

    - pochylenia i zbieżności ścian odlewu zgodnie z płaszczyzną podziału formy,

    - układ wlewowy i nadlewy,

    - dopuszczalne odchyłki wymiarowe dla tych powierzchni nieobrabialnych, dla którychodchyłki te odbiegają od normy,

    - dane dotyczące specjalnych wymagań stawianych odlewom, np.obróbka cieplna, wymaganiaco do twardości itp.

  • Dane rozpoznawcze (nazwa przedmiotu, nr surowego odlewu), tworzywo, miarę skurczową i klasę dokładności) odlewu wpisuje się w tabliczce rysunkowej.


Rysunek surowego odlewu1
Rysunek surowego odlewu

  • Powierzchnia podziału formy ma na celu umożliwienie wyjęcia modelu z formy w czasie formowania, a w przypadku dużych odlewów powierzchnię podziału formy stosuje się także w celu zmniejszenia ciężaru dużych modeli. Powierzchnia podziału formy dzieli odlew, formę i skrzynkę odlewniczą na dwie lub więcej części i przebiega ona zasadniczo przez największy przekrój przedmiotu. Na rysunku surowego odlewu zaznacza się ją w postaci osi kolorem niebieskim i nad osią pisze się „G” w kolorze niebieskim, a pod osią „D” również w kolorze niebieskim lub oznacza się jak na rys. Przykład zastosowania i oznakowania powierzchni podziału formy przedstawiono na rys.


Rysunek surowego odlewu2

c

naddatki na obróbkę

d

naddatki technologiczne jako wypełnienie otworów i wnęk

Rysunek surowego odlewu

  • Powierzchnie odlewu, które w późniejszym toku procesu technologicznego będą poddane obróbce skrawaniem, muszą posiadać naddatki o odpowiedniej wielkości. Wielkość naddatku na obróbkę mechaniczną jest znormalizowana i zależy od klasy dokładności odlewania, wielkości danej powierzchni oraz od rodzaju materiału odlewanego ( rys. c).

  • Naddatki technologiczne są to te części bądź fragmenty odlewu, które są trudne lub wręcz niemożliwe do wykonania na drodze odlewania w kształcie przedstawionym na rysunku konstrukcyjnym gotowego wyrobu.


Rysunek surowego odlewu3
Rysunek surowego odlewu

  • Najczęściej spotykane naddatki technologiczne to:

  • - wypełnianie wnęk i otworów, które odlewa się jako pełne ( rys. d ),

  • - łączniki zabezpieczające odlew przed odkształceniami i pęknięciami przy stygnięciu, obróbce cieplnej i wykończeniu,

  • - dodatkowe nadlewki służące do ustalenia i uchwycenia przedmiotu podczas obróbki mechanicznej ,

  • - naddatki na skurcz ,

  • - naddatki wynikające z pochyleń ścian odlewu nie przewidzianych na rysunku przedmiotu.


Uk ad wlewowy
Układ wlewowy

  • Układem wlewowym nazywa się system kanałów wykonanych w formie odlewniczej, który powinien spełniać następujące zadania:

    - doprowadzenie ciekłego metalu do ustalonych miejsc wnęki formy z wymaganą prędkością,

    -  zatrzymanie płynących z metalem zanieczyszczeń i żużla,

    - uzyskanie odpowiedniego rozkładu temperatur metalu wypełniającego formę oraz regulowanie zjawisk cieplnych podczas krzepnięcia i stygnięcia odlewu,

    -  zasilanie krzepnącego odlewu ciekłym stopem.

  • Pierwsze trzy zadania spełniać może część wprowadzająca układu wlewowego, natomiast ostatnie zadanie spełniają części układu zwane nadlewami lub ochładzalnikami.


Uk ad wlewowy1
Układ wlewowy

Odlew z układem wlewowym i nadlewami: 1 – zbiornik wlewowy, 2 – wlew główny, 3, 4 i 12 – wlewy

rozprowadzające, 5 – wlewy doprowadzające, 6 – oddzielacz, 7 – przelew, 8, 9 – nadlewy górne,

10 – nadlew boczny, 11 – szyjki nadlewów [5]


Typy uk ad w wlewowych
Typy układów wlewowych

Schematy położenia odlewu w formie odlewniczej w zależności od poziomu doprowadzenia metalu do wnęki formy [16]


Modele odlewnicze
Modele odlewnicze

  • Model odlewniczy jest pomocniczym przyrządem o kształcie zewnętrznym odlewanego przedmiotu z pewnymi zmianami podyktowanymi względami odlewniczym . Wymiary modelu powiększone są o wielkości skurczu metalu w czasie krzepnięcia.

  • Pod względem konstrukcyjnym modele możemy podzielić na grupy:

  • I- modele bezpośrednio odtwarzające kształt odlewu: są to modele bezrdzeniowe, czyli tzw. modele naturalne,

  • II - modele pośrednio odtwarzające kształt odlewu, wymagające stosowania skrzynek rdzeniowych (rdzennic),

  • III - modele uproszczone.

  • Wszystkie modele można wykonać jako modele dzielone i niedzielone i z częściami odejmowanymi.

  • Do formowania ręcznego, czyli do produkcji jednostkowej i małoseryjnej wykonuje się je z drewna. Znacznie bardziej trwałe są modele metalowe wykonywane najczęściej ze stopów aluminium, miedzi i żeliwa.


Modele odlewnicze naturalne
Modele odlewnicze naturalne

a)

b)

Model naturalny niedzielony; a) bez części odejmowanej, b) z częścią odejmowaną: 1 – część odejmowana [5]


Modele odlewnicze niedzielone
Modele odlewnicze niedzielone

Modele odlewnicze – ze znakami rdzeniowymi - niedzielone :a) bez części odejmowanej, b) z częścią odejmowana [5]


Modele odlewnicze dzielone
Modele odlewnicze dzielone

Modele naturalne dzielone: a) bez części odejmowanej, b) z częścią odejmowaną,

1 – płaszczyzna podziału [5]


Modele odlewnicze dzielone1
Modele odlewnicze dzielone

Modele odlewnicze – ze znakami rdzeniowymi – dzielone:

a) bez części odejmowanej, b) z częścią odejmowaną [5]


Modele odlewnicze uproszczone
Modele odlewnicze uproszczone

Rodzaje modeli uproszczonych: a) model

szkieletowy i przekrój odlewu, 1 – modele

kołnierzy, 2 – znaki rdzeniowe, 3 – żebra,

4 – żebra podłużne; b) wzornik o pionowej

osi obrotu; c) wzornik o poziomej osi obrotu,

d) wzornik przesuwany; e) wzornik segmentowy

1 – czop, 2 – wzornik, 3 – ramię; f) modele

klocki; g) modele przymiary kontrolne [5]


Rdzennice skrzynkowe
Rdzennice skrzynkowe

Rdzennica skrzynkowa: 1 – kołki ustalające, 2 – wzmocnienia, 3 – rdzeń [5]


Rdzennice ramkowe
Rdzennice ramkowe

a)

b)

Rdzennica ramkowa: a) zwykła, otwarta, ustawiona na płycie podrdzeniowej; b) z obejmą, ze zdjętym jednym bokiem [5]


Rdzennica z pancerzem
Rdzennica z pancerzem

Rdzennica z pancerzem: 1 – pancerz,2 – wewnętrzne części rdzennicy [5]


Materia y formierskie
Materiały formierskie

  • Materiały formierskie służą - po odpowiedniej przeróbce - do wykonywania form i rdzeni. Dzielą się na główne i pomocnicze. Masą formierską lub rdzeniową nazywa się mieszaninę głównych i pomocniczych materiałów formierskich z wodą, dobranych w odpowiednich proporcjach i odpowiednio przygotowanych.

  • Główne materiały formierskie to:

  • ·         piaski formierskie - niektóre z sypkich i luźnych skał osadowych, składające się głównie z ziarn kwarcu o nieregularnych kształtach, gdzie zawartość osnowy ziarnowej wynosi minimum 65% ciężaru. W piaskach tych może występować naturalne lepiszcze mineralne - w ilości do 35%. Poza piaskami formierskimi mogą być stosowane inne minerały charakteryzujące się wysoką ognioodpornością oraz posiadające mniejszą rozszerzalność cieplną jak np. korund naturalny i sztuczny, mulit, szamot, magnezyt, chromit, silimanit i cyrkon.

  • ·         gliny formierskie zawierające powyżej 50% lepiszcza.

  • Pomocniczym materiałem formierskim zazwyczaj są różnego rodzaju spoiwa pochodzenia organicznego i nieorganicznego, służące do spajania ze sobą luźnych ziaren piasku, jak: oleje roślinne, kalafonia, dekstryna, melasa, szkło wodne, żywice syntetyczne i w coraz większym zakresie żywice szybkoutwardzalne na zimno i na gorąco. Do pomocniczych materiałów zaliczamy również materiały chroniące masę przed przypaleniem się jej do powierzchni odlewu (grafit, pył węglowy, węgiel drzewny), materiały zwiększające przepuszczalność (torf, trociny), pudry formierskie (likopodium, talk).


Materia y formierskie1
Materiały formierskie

Podział mas formierskich [ 6]


Materia y formierskie2
Materiały formierskie

  • Masy formierskie i rdzeniowe można sklasyfikować zależnie od zastosowania i rodzaju:

    - masy stosowane do odlewania żeliwa, staliwa i metali nieżelaznych,

    - masy do form odlewanych „na wilgotno” i „ na sucho”,

    - masy przymodelowe i wypełniające oraz jednolite,

    - masy naturalne i syntetyczne,

    - masy formierskie i rdzeniowe specjalne (cementowe,ceramiczne i tp.).


Materia y formierskie3
Materiały formierskie

  • Masy formierskie przygotowuje się ze świeżego piasku i gliny z dodatkiem używanej masy i domieszek. Proces technologiczny przygotowania mas składa się z następujących etapów:

    -     przygotowanie świeżych piasków z potrzebną zawartością gliny,

    -     regeneracja masy formierskiej używanej (starej),

    -     przygotowanie domieszek,

    -     przygotowanie masy formierskiej z przygotowanych składników.


Materia y formierskie4
Materiały formierskie

  • Cechy mas formierskich:

  • dobra plastyczność – zdolność przyjmowania kształtu według modelu i zachowania tegoż kształtu,

  • wielka spoistość cząstek masy formierskiej zapewniająca odporność na wszelkiego rodzaju wstrząsy i ciśnienie hydrostatyczne wlewanego metalu,

  • znaczna odporność na wysoką temperaturę płynnego metalu,

  • wystarczająca przepuszczalność gazów i par powstałych w czasie odlewania i podczas procesu stygnięcia metalu w formie odlewniczej,

  • zdolność zachowania pełnej przydatności do wielokrotnego użycia w formie domieszek do nowych mas,

  • łatwe oddzielanie się od ścian gotowego odlewu w czasie wybijania.


Narz dzia i przyrz dy formierskie
Narzędzia i przyrządy formierskie

Do ręcznego wykonywania formy służą specjalnenarzędzia formierskie, które zależnie od zastosowania można podzielić na dwie grupy:

·    narzędzia służące do zaformowania modelu w skrzynce lub w podłożu odlewni,

·   narzędzia służące do wyjmowania modelu, naprawiania części uszkodzonych formy i ostatecznego wykończenia jej.


Narz dzia i przyrz dy formierskie1
Narzędzia i przyrządy formierskie

Podstawowe narzędzia do formowania ręcznego: 1 - 2 - ubijaki duże, 3 - 4 - ubijaki małe, 5 - ubijak pneumatyczny, 6 - gładziki płaskie, 7 - gładziki krawędziowe, 8 - jaszczurki,9 - sito, 10, łopata, 11 - lancet z haczykiem, 12 - haczyk do wyjmowania modelu, 13 - pędzel [16]


Narz dzia i przyrz dy formierskie2
Narzędzia i przyrządy formierskie

  • Przykłady nowoczesnych skrzynek formierskich:

  • skrzynka do formowania ręcznego, b) skrzynka

  • suwnicowa do formowania ręcznego i maszynowego,

  • c) skrzynka do formowania w liniach automatycznych

  • pod wysokimi naciskami [8]


Metody formowania r cznego
Metody formowania ręcznego

  • Formowanie w gruncie otwarte,

  • Formowanie w gruncie pod skrzynką,

  • Formowanie w dwóch skrzynkach,

  • Formowanie na fałszywce,

  • Formowanie z obieraniem,

  • Formowanie z luźną częścią,

  • Formowanie w trzech i więcej skrzynkach,

  • Formowanie w rdzeniach,

  • Formowanie w gruncie za pomocą wzorników,

  • Formowanie za pomocą modeli szkieletowych,

  • Formowanie za pomocą przymiarów kontrolnych,

  • Formowanie za pomocą modeli klocków.


Formowanie w gruncie otwarte
Formowanie w gruncie otwarte

Formowanie w gruncie otwarte: 1 – grunt odlewni, 2 – podłoże miękkie [5]


Formowanie w gruncie pod skrzynk
Formowanie w gruncie pod skrzynką

Formowanie w gruncie pod skrzynką: 1 – podłoże twarde, 2 – warstwa koksu, 3 – rury odpowietrzające, 4 – nakłucia odpowietrzające [5]


Formowanie w dw ch skrzynkach
Formowanie w dwóch skrzynkach

Wykonanie formy odlewniczej w dwóch skrzynkach z modelu drewnianego niedzielonego składa się z następujących zabiegów.

  • ·   ustawienie modelu i odwróconej skrzynki dolnej na płycie podmodelowej,

  • ·  posypanie modelu pudrem formierskim w celu zabezpieczenia przed przywieraniem masy formierskiej,

  • ·   wypełnienie skrzynki masą przymodelową i wypełniającą oraz ubicie jej,

  • · wykonanie odpowietrzenia nakłuwakiem ,

  • ·  odwrócenie dolnej połówki formy wraz z modelem o 180 0, ustawienie na modelu odlewu modelu układu wlewowego i górnej skrzynki,

  • ·   wypełnienie górnej skrzynki masą formierską i ubicie jej,

  • ·  rozłożenie ubitych form na części, wyjęcie modeli, reperacje i wykańczanie form - suszenie rdzeni,

  • ·   składanie formy, przygotowanie do zalania i zalanie ciekłym metalem.

    Wykonanie form z modelu dzielonego przebiega w podobny sposób, z tą jednak różnicą, że po odwróceniu dolnej skrzynki, w której była zaformowana połowa modelu, układa się jego drugą część, model wlewu, a następnie górną skrzynkę, którą wypełnia się masą formierską.


Formowanie w dw ch skrzynkach1
Formowanie w dwóch skrzynkach

Przykład formowania ręcznego przy użyciu modelu niedzielonego [16]


Formowanie w dw ch skrzynkach2
Formowanie w dwóch skrzynkach

Przykład formowania ręcznego przy użyciu modelu dzielonego: a) rysunek zwężki rury i rdzenia,

b) rdzennica (skrzynka rdzeniowa), c) model, d), e), f), g) kolejne fazy formowania [16]


Formowanie na fa szywce
Formowanie na fałszywce

Formowanie na fałszywce: a) wykonanie fałszywki, b) formowanie skrzynki dolnej, c) formowanie

skrzynki górnej [1]


Formowanie z obieraniem
Formowanie z obieraniem

Formowanie z obieraniem: a) odlew, b) wykonanie skrzynki dolnej, c) obieranie, d) złożona forma,

1 – miejsce obierania [2]


Formowanie z lu n cz ci
Formowanie z luźną częścią

Formowanie z luźną częścią formy: a, b, c) luźne części formy [5]


Formowanie w trzech skrzynkach
Formowanie w trzech skrzynkach

Formowanie w trzech skrzynkach: 1 – dolne obrzeża, część odejmowana, 2 – górna część piasty, część

odejmowana, 3 – środkowa część formy, 4 – dolna część formy , 5 – górna część formy [5]


Formowanie w rdzeniach
Formowanie w rdzeniach

Forma bloku 6 cylindrowego silnika spalinowego, formowanie w rdzeniach ustawionych w metalowej

ramie M [2]


Formowanie wzornikiem
Formowanie wzornikiem

Przykład formowania przy użyciu wzornika; a) urządzenie do formowania wzornikowego, 1 – łożysko, 2 –

wrzeciono stalowe, 3 – ramię żeliwne, 4 – pierścień nastawczy; b) formowanie wzornikowe pokrywy, 1 – po-

krywa, 2 – formowanie wzornikiem górnej powierzchni pokrywy, 3 – formowanie skrzynki górnej, 4 – formo-

wanie pokrywy, 5 – forma przygotowana do zalania [16]


Formowanie maszynowe
Formowanie maszynowe

  • Maszyny do wytwarzania form i rdzeni nazywamy ogólnie maszynami formierskimi lub formierkami.

  • Formierki mechanizują zasadniczo dwie podstawowe operacje:

    - zagęszczanie masy w skrzynkach formierskich lub rdzennicach,

    - oddzielenie modelu od formy.

  • Ze względu na sposób zagęszczania mas maszyny formierskie dzielimy na;

    - prasy, czyli formierki prasujące,

    - wstrząsarki,

    - wstrząsarki z doprasowaniem,

    - narzucarki,

    - strzelarki i nadmuchiwarki,

    - inne formierki specjalne.

  • Ze względu na sposób oddzielania modelu od formy maszyny formierskie dzielimy na:

    a) oddzielające formę znad modelu;

    - formierki trzpieniowe lub ramowe,

    - formierki z opuszczanym modelem,

    b)oddzielające model w górę po odwróceniu formy:

    - formierki z obracanym stołem,

    - formierki z przerzucanym stołem,

    - formierki z obracaną kolumną.

    (podział ten dotyczy tylko pras, wstrząsarek i wstrząsarek z doprasowaniem. )


Formierki prasuj ce z g rnym dociskiem
Formierki prasujące z górnym dociskiem

Zasady zagęszczania mas formierskich w formie na formierkach z górnym dociskiem: a) formierka

przygotowana do zagęszczania masy w skrzynce; b) zagęszczona masa w skrzynce; c) formierka przy-

gotowana do oddzielenia formy od modelu: 1 – cylinder, 2 – tłok, 3 – stół formierski, 4 – płyta modelowa, 5 – skrzynka formierska, 6 – nadstawka, 7 – klocek prasujący, 8 – belka [2]


Formierki prasuj ce z dolnym dociskiem
Formierki prasujące z dolnym dociskiem

Przykład formierki z dolnym prasowaniem

Formierki prasujące stosowane są prawie wyłącznie do wykonywania form małych i średnich.


Formierki wstrz sarki z dociskiem
Formierki wstrząsarki z dociskiem

Operacje podczas formowania przy zastosowaniu formierki wstrząsarki z dociskiem: a) ustawienie

skrzynki formierskiej i oprószenie płyty modelowej pudrem, b) wypełnienie skrzynki masą i zagę-

szczenie mechanizmem wstępnym, c) zagęszczenie płytą prasującą, d ) odpowietrzanie formy, e) od-dzielenie formy od modelu w wyniku podnoszenia jej trzpieniami [5]


Narzucarka
Narzucarka

Narzucarka przejezdna: 1 – przenośnik taśmowy, 2 – rynna, 3 – przenośnik taśmowy, 4 – zsyp,5 – przenośnik taśmowy, 6 – otwór w obudowie, 7 – siodlo, 8 – skrzynka formierska, 9 – model,10 – rękaw wysięgnika, 11 – rękaw wysięgnika, 12 – łopatki głowicy narzucarki, 13 – tarcza obrotowa [2]


Strzelarka
Strzelarka

8

Zasada pracy strzelarki: 1 – skrzynkardzeniowa, 2 – masa rdzeniowa, 3 – cylinder strzałowy, 4 – przestrzeń cylindra wypełniona sprężonym powietrzem, 5 –zbiornik ze sprężonym powietrzem, 6 – zawórsprężonego powietrza, 7 – odprowadzenierozprężonego powietrza, 8 – doprowadzenie

sprężonego powietrza do zbiornika [2]


Oddzielanie formy od modelu
Oddzielanie formy od modelu

Typy maszyn w zależności od sposobu oddzielania formy od modelu: a) z podnoszeniem trzpieniowymformy, 1 – skrzynka formierska, 2 – model, 3 – trzpienie; b0 modelem przeciąganym, 1 – model, 2 – płytapodmodelowa, 4 – płyta podstawowa; c) z obracanym stołem, d0 przerzucanym stołem [5]


Oddzielanie formy od modelu1
Oddzielanie formy od modelu

Schemat konstrukcji i działania formierki z obracaną kolumną [8]


Formowanie pod wysokimi naciskami
Formowanie pod wysokimi naciskami

Zasada prasowania pod wysokimi naciskami elastyczną głowicą wielotłoczkową: a) położenie wyjściowe,b) początek prasowania, c) koniec prasowania; 1 – cylinder wyrównawczy ciśnienia, 2 – wielotłoczkowa głowica prasująca, 3 – stopki tłoczków prasujących, 4 – ramka nadstawna, 5 – skrzynka formierska, 6 – stółmaszyny z płytą modelową połączony z atakującym w górę cylindrem hydraulicznym [8]


Formowanie pod wysokimi naciskami1
Formowanie pod wysokimi naciskami

Schemat pracy formierki prasującej pod wysokimi naciskami do bezskrzynkowego formowania metodą Disamatic: a) wstępne zagęszczenie masy za pomocą strzelarki, b) prasowanie, c) oddzielenie lewej płyty modelowej


Specjalne metody wytwarzania form i rdzeni piaskowych
Specjalne metody wytwarzania form i rdzeni piaskowych

  • Proces CO2 (masy ze szkłem wodnym),

  • Formowanie w formach cementowych,

  • Proces CMS (ciekłe masy samoutwardzalne),

  • Formowanie w masach żywicznych termoutwardzalnych (gorąca rdzennica),

  • Formowanie w masach furanowych samoutwardzalnych (zimna rdzennica).


Proces co 2
Proces CO2

  • Stosowany w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach, bez względu na stopień skomplikowania oraz do produkcji rdzeni

  • Masa formierska:

    - piasek kwarcowy,

    - szkło wodne sodowe (krzemian sodu) w ilości 5 – 7%.

  • Po zagęszczeniu masy w skrzynce rdzeniowej lub formierskiej przedmuchuje się ją dwutlenkiem węgla.

  • Pod wpływem CO2 następuje w krótkim czasie utwardzenie masy.

  • Stosuje się często do wykonywania rdzeni w strzelarkach współpracujących z maszynami przedmuchującymi rdzenie CO2.


Masy cementowe
Masy cementowe

  • Stosowane do produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach i o kształtach prostych i średnio skomplikowanych.

  • Masa formierska:

    - piasek kwarcowy,

    - 8 – 12% cementu portlandzkiego,

    -7 – 10% wody.

  • W formie lub rdzennicy utwardza się na powietrzu 24 – 48 godz. Dodatek CaCl2, MgCl2 w ilości 5 6% skraca czas wiązania do 8 – 10 godz.

  • Zalety:

    -niski koszt cementu jako spoiwa,

    - mała energia zagęszczania,

    - dobra dokładność wymiarowa,

    - duża wytrzymałość po utwardzeniu.

  • Wady:

    - niezbyt dobra jakość powierzchni,

    - silne przywieranie masy do powierzchni modelu


Ciek e masy samoutwardzalne cms
Ciekłe masy samoutwardzalne (CMS)

  • Stosowane w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach i kształtach prostych i średnio skomplikowanych.

  • 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.

  • Zalety:

    - obniżenie kosztów produkcji,

    - zmniejszenie pracochłonności wykonania odlewu,

    - wyeliminowanie potrzeby suszenia form i rdzeni,

    - daje się łatwo mechanizować i automatyzować.

  • Wady:

    - niezbyt dobra wybijalność,

    - przyczepność do modeli i rdzennic.


Formowanie w masach ywicznych termoutwardzalnych gor ca rdzennica
Formowanie w masach żywicznych termoutwardzalnych (gorąca rdzennica)

  • Stosowane do seryjnej i masowej produkcji rdzeni małych o podwyższonych wymaganiach wymiarowych.

  • Masa rdzeniowa:

    • 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%,

    • 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 – 3000C. Pod wpływem ciepła następuje szybka polimeryzacja spoiwa, powodująca utwardzenie masy rdzeniowej.

    • Zalety:

      - krótki czas wykonania rdzenia łącznie z procesem utwardzania,

      - łatwość automatyzacji procesu wytwarzania rdzeni,

      - duża dokładność wymiarowa rdzeni.


Formowanie w masach furanowych samoutwardzalnych zimna rdzennica
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.

  • 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:

    - w czasie jej przygotowania,

    - po wypełnieniu masą rdzennicy,

    - przygotowanie masy i wypełnienie nią rdzennicy odbywa się w jednej maszynie.

  • Zalety:

    - wysoka jakość odlewów,

    - wszechstronność zastosowań,

    - wyeliminowanie temperatury jako czynnika utwardzającego,

    - duża dokładność wymiarowa.


Specjalne metody odlewania
Specjalne metody odlewania rdzennica)

  • Formowanie skorupowe,

  • Odlewanie kokilowe grawitacyjne,

  • Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem,

  • Odlewanie odśrodkowe,

  • Odlewanie ciągłe i półciągłe,

  • Proces Shawa,

  • Odlewanie pod ciśnieniem,

  • Odlewanie precyzyjne metodą wytapianych modeli.


Formowanie skorupowe
Formowanie skorupowe rdzennica)

  • Zastosowanie do produkcji seryjnej i masowej form i rdzeni odlewów małych i średnich o wysokich wymaganiach wymiarowych i dobrej gładkości powierzchni.

  • 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.


Formowanie skorupowe1
Formowanie skorupowe rdzennica)

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]


Formowanie skorupowe2
Formowanie skorupowe rdzennica)

  • Etapy wykonywania form skorupowych:

    - oczyszczenie płyty modelowej i pokrycie jej oddzielaczem (np. olejem silikonowym,

    - podgrzanie elektrycznie lub gazowo płyty modelowej do temperatury 220 – 3000 C,

    - obrót płyty modelowej o 1800 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 1800 - masa opada, odłączenie zbiornika z masą,

    - utwardzanie skorupy w temperaturze 300 – 4000 C przez 1 – 3min,

    - zdjęcie skorupy i klejenie połówek form skorupowych za pomocą klejów żywicznych

    - zalewanie form.


Formowanie skorupowe3
Formowanie skorupowe rdzennica)

  • 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:

    - wysoki koszt materiałów formierskich,

    - skomplikowane i drogie maszyny do formowania,

    - ograniczenie masy odlewu do 100kg, (najczęściej 20 – 30 kg).


Odlewanie kokilowe grawitacyjne
Odlewanie kokilowe grawitacyjne rdzennica)

  • 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.

  • 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 węglowego do odlewania dużych odlewów żeliwnych i staliwnych,

    - staliwa niskostopowego stosowane do średnich i dużych odlewów ze stopów aluminium i żelaza.


Odlewanie kokilowe grawitacyjne1
Odlewanie kokilowe grawitacyjne rdzennica)

  • Kokila odtwarza kształt zewnętrzny odlewu.

  • Kształt wewnętrzny odlewu odtwarzają rdzenie stalowe lub wykonane z mas rdzeniowych.

  • Przebieg odlewania w kokili:

    - oczyszczenie powierzchni kokili i rdzeni metalowych,

    - podgrzanie do temperatury 150 – 2000C,

    - 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.


Odlewanie kokilowe grawitacyjne2
Odlewanie kokilowe grawitacyjne rdzennica)

Kokile z rdzeniami metalowymi i piaskowymi: a) kokile z metalowym rdzeniem dzielonym, b) kokilado odlewów żeliwnych z rdzeniami piaskowymi, c) kokila z czterema rdzeniami metalowymi [8]


Odlewanie kokilowe grawitacyjne3
Odlewanie kokilowe grawitacyjne rdzennica)

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


Odlewanie kokilowe grawitacyjne4
Odlewanie kokilowe grawitacyjne rdzennica)

  • 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:

    - ograniczone zastosowanie do odlewania niektórych stopów zwłaszcza żelaza,

    - ograniczony kształt i wielkość odlewu,

    - wysoki koszt kokili.


Odlewanie kokilowe pod niskim ci nieniem
Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem rdzennica)

  • Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem – forma wypełniana jest pod niewielkim ciśnieniem lub podciśnieniem zwykle nie przekraczającym 0,2 MN/m2, najczęściej poniżej 0,1 MN/m2.

  • Zastosowanie tylko do odlewania stopów metali nieżelaznych.

  • 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:

    - wysokie koszty urządzenia, gdyż kokila związana jest z jednym piecem,

    - wyższe koszty eksploatacji (droga instalacja ciśnieniowa, konieczność częstej wymiany rur wlewowych).


Odlewanie kokilowe pod niskim ci nieniem1
Odlewanie kokilowe pod niskim ciśnieniem rdzennica)

Schemat urządzenia do odlewania pod niskim ciśnieniem [8]


Odlewanie w formach wiruj cych od rodkowe
Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) rdzennica)

  • Odlewanie odśrodkowe polega na doprowadzeniu ciekłego metalu do wirującej formy. Pod wpływem siły odśrodkowej metal odtwarza kształty odlewu i ulega zakrzepnięciu.

  • Metody odlewania odśrodkowego:

    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.).


Odlewanie w formach wiruj cych od rodkowe1
Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) rdzennica)

Schemat odlewania odśrodkowego w formie z poziomą osią obrotu [8]

Metoda ta wykorzystywana jest do wykonywania odlewów o kształtach brył obrotowych dla którychL>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.


Odlewanie w formach wiruj cych od rodkowe2
Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) rdzennica)

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 ściankiw dolnej części odlewu.


Odlewanie w formach wiruj cych od rodkowe3
Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) rdzennica)

Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym [8]

Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym może być wykorzystywane do uzyskania odlewów o dowolnych kształtach


Odlewanie w formach wiruj cych od rodkowe4
Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowe) rdzennica)

  • 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:

    - 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


Odlewanie ci g e i p ci g e
Odlewanie ciągłe i półciągłe rdzennica)

  • 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.

  • Urządzenia do odlewania ciągłego i półciągłego mogą być pionowe i poziome.

  • 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.


Odlewanie ci g e i p ci g e1
Odlewanie ciągłe i półciągłe rdzennica)

a)

b)

Schemat odlewania ciągłego: a) w pozycji pionowej, b) w pozycji poziomej [2]


Odlewanie ci g e i p ci g e2
Odlewanie ciągłe rdzennica)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]


Odlewanie metod shawa
Odlewanie metodą Shawa rdzennica)

  • 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:

    - sproszkowane materiały wysokoogniotrwałe (sylimanit, mulit, mączka cyrkonowa),

    - ciekłe spoiwo (zhydrolizowany krzemian etylu rozpuszczony w spirytusie.

  • 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:

    - wysoka dokładność wymiarowa,

    -wysoka gładkość powierzchni odlewu pozwalająca na ograniczenie lub wyeliminowanie obróbki skrawaniem.

  • Wady:

    - metoda trudna do mechanizacji,

    - metoda droga.


Odlewanie metod shawa1
Odlewanie metodą Shawa rdzennica)

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]


Odlewanie ci nieniowe
Odlewanie ciśnieniowe rdzennica)

  • 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/m2.

  • 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:

    1) maszyny z gorącą komorą ciśnienia;

    a) powietrzne (sprężarkowe) – w których bezpośrednio na metal działa sprężone powietrze lub gaz ciśnieniu do 4,0 MN/m2.

    - 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.


Odlewanie ci nieniowe1
Odlewanie ciśnieniowe rdzennica)

b)

a)

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]


Odlewanie ci nieniowe2
Odlewanie ciśnieniowe rdzennica)

Schemat poszczególnych faz odlewania pod ciśnieniem na maszynie z poziomą komorą: a) zalewaniekomory, b) zapełnianie wnęki formy, c0 rozwarcie komory i wyjęcie rdzeni, d) wypchnięcie odlewu;1 – tłok prasujący, 2 – komora ciśnienia, 3 – forma, 4 – wypychacze, 5 – odlew, 6 – rdzeń, 7 – otwórwlewowy [2]


Odlewanie ci nieniowe3
Odlewanie ciśnieniowe rdzennica)

Schemat zalewania formy na maszynie do odlewania pod ciśnieniem z pionową zimną komorą i wlewemdyszowym: 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]


Odlewanie ci nieniowe4
Odlewanie ciśnieniowe rdzennica)

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]


Odlewanie ci nieniowe5
Odlewanie ciśnieniowe rdzennica)

  • 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:

    - 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 ci nieniowe6
Odlewanie ciśnieniowe rdzennica)

  • Odmiany odlewania ciśnieniowego:

    - odlewanie z krzepnięciem pod ciśnieniem,

    - odlewanie próżniowo – ciśnieniowe,

    - proces Acurad.


Odlewanie metod wytapianych modeli
Odlewanie metodą wytapianych modeli rdzennica)

  • 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.)

  • 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.

  • 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.


Odlewanie metod wytapianych modeli1
Odlewanie metodą wytapianych modeli rdzennica)

  • 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 – 9000C,

    - zalewanie ciekłym metalem,

    - wybijanie odlewów z formy,

    - odcinanie odlewów od wlewu głównego,

    - czyszczenie i wykańczanie odlewów.


Odlewanie metod wytapianych modeli2
Odlewanie metodą wytapianych modeli rdzennica)

  • 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:

    - proces trudny do mechanizacji i automatyzacji,

    - ograniczona masa odlewu, zasadniczo do 1 – 2 kg, wyjątkowo do 10 kg.


Zalewanie form
Zalewanie form rdzennica)

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


Zalewanie form1
Zalewanie form rdzennica)

[5]


Krzepni cie i stygni cie metalu w formie
Krzepnięcie i stygnięcie metalu w formie rdzennica)

  • 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 mechanicznych materiału odlewu (temperatura zalewania, płynność, przewodność cieplna, wytrzymałość w wysokich temperaturach, jednorodność),

  • -  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.


Skurcz metalu
Skurcz metalu rdzennica)

Skurcz metalu w czasie stygnięcia: a - forma po zalaniu, b - skurcz w stanie ciekłym S1, c - skurcz w okresie krzepnięcia S2, d - skurcz w stanie stałym S3

Skurcz może być swobodny w odlewach o kształtach prostych (płyty, wałki) lub hamowany w odlewach o kształtach złożonych (tuleje, koła, rury). Hamowanie skurczu metalu mogą spowodować czynniki mechaniczne (opór formy, rdzeni, użebrowania skrzynek) i cieplne (różny skurcz poszczególnych części odlewu wynikający z rożnych grubości ścianek, a tym samym z różnych szybkości stygnięcia).


Krzepni cie i stygni cie metalu w formie1
Krzepnięcie i stygnięcie metalu w formie rdzennica)

. Schematyczny przebieg krzepnięcia i powstawania jamy skurczowej [8]

Schematyczne przedstawienie zasady krzepnięcia: a - jednoczesnego, b – kierunkowego [8]


Wybijanie czyszczenie i wyka czanie odlew w
Wybijanie, czyszczenie i wykańczanie odlewów rdzennica)

  • Wybijanie odlewów:

    - wybijanie ręczne,

    - wybijanie zmechanizowane;

    -na wstrząsarkach,

    - na kratach wibracyjnych,

    - w bębnach.

  • 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).


Wady odlewnicze
Wady odlewnicze rdzennica)

  • 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)


ad