Technologie I Slévání a svařování

Transkript

1 Technologie I Slévání a svařování 4. cvičení 2019 Iva Nováková

2 Slévárenské slitiny čisté kovy slitiny Rovnovážný diagram dvou kovů s úplnou rozpustností v tuhém stavu slitiny Fe - litiny, - ocel na odlitky neželezné kovy - slitiny Al; - slitiny Mg; - slitiny Cu; - slitiny Zn. Rovnovážný diagram dvou kovů s částečnou rozpustností v tuhém stavu Rovnovážný diagram dvou kovů dokonale nerozpustných v tuhém stavu

3 Slévárenské slitiny Slévatelnost - schopnost slévárenských slitin vytvářet kvalitní odlitky - přispívá k ní: tavitelnost - je schopnost kovů a slitin přecházet ze stavu pevného do stavu kapalného; zabíhavost - je technologická vlastnost taveniny - schopnost taveniny vyplňovat dutinu slévárenské formy; stahování - objemové změny taveniny během tuhnutí (tj. mezi T L a T S ); smršťování - objemové změny taveniny během chladnutí; sklon ke vzniku trhlin a prasklin - náchylnost materiálu odlitku k porušení během výroby odlitku.

4 Tavící agregáty kuplovny elektrické pece indukční obloukové odporové kelímkové plynové pece šachtové rotační

5 Kuplovny Vsázka: - opakující se vrstvy koksu, kovové vsázky, vápence. Výroba: - LLG. Litina z kuplovny: - obsahuje cca 3,4%C; 1,9%Si; 0,65 %Mn; 0,1 %P; 0,1%S.

6 Kuplovny

7 Elektrické indukční pece Elektrická indukční pec kelímková Kelímková pec: - LKG, LČG; - ocel na odlitky; - neželezné slitiny. Elektrická indukční pec kanálková Kanálková pec: - udržovací pec; - princip ohřevu se využívá i v licích zařízení.

8 - ocel, výjimečně LKG. Elektrické obloukové pece

9 Elektrické odporové pece Elektrická odporová kelímková pec Kelímky jílografitové; SiC, atd. - Tavení neželezných slitin.

10 Elektrické odporové pece Elektrická odporová nístějová pec Elektrická odporová komorová pec Vyzdívky na bázi Al 2 O 3 a SiO 2. - Tavení neželezných slitin.

11 Plynové pece Plynová pec kelímková Plynová pec dvoukomorová (vanová)

12 Plynové pece Plynová pec šachtová

13 Plynové pece

14 Plynové pece Plynová pec rotační - Tavení litin; - druhotné zpracování slitin hliníku. Plynová pec rotační Metalurgie s.r.o. Rumburk

15 Plynová pec rotační Plynové pece

16 Licí pánve Licí páve - vlévání taveniny do licí jamky; - odlévání přes hubičku ; Ruční hrncové pánve

17 Licí pánve Licí páve - vlévání taveniny do licí jamky; - odlévání přes hubičku ; Hrncové licí pánve

18 Bubnové licí pánve Licí pánve

19 Licí pánve zátkové - odlévání spodem Licí pánve

20 Licí zařízení Automatické licí zařízení

21 Litiny litiny bílé temperování litiny grafitické - litina s lupínkovým grafitem; - litina s kuličkovým grafitem; - litina s červíkovitým grafitem.

22 Litiny litiny bílé temperování litiny grafitické - litina s lupínkovým grafitem; - litina s kuličkovým grafitem; - litina s červíkovitým grafitem.

23 Grafitické litiny

24 Grafitické litiny - očkování např. FeSi75, FeCaSi; - v pánvi; - do proudu kovu; - plněný profil v mezipánvi, do pánve; - očkovacími tělísky na filtru, ve vtokové jamce; Očkování v proudu kovu Očkování plněným profilem v mezipánvi a do pánve Očkování tělísky na filtru Očkování tělísky ve vtokové jamce

25 - modifikace Mg, Ce, KVZ; - metody polévací a ponořovací. Grafitické litiny Přelévání modifikační pánev

26 Grafitické litiny Modifikace ponorným zvonem Modifikace v autoklávu Modifikace plněným profilem Modifikace v konvertoru

27 Mechanické vlastnosti Brzdový buben - 6 kg Materiál: EN-GJL-250 Litinová vložka - 1,75 kg Materiál: EN-GJL-250 Rameno závěsu - 4,5 kg Materiál: EN-GJS LLG, 2 - LČG, 3 LKG, 4- Temperovaná litina, 5 ocel na odlitky, 6 ADI (izotermicky kalená LKG)

28 Ocel na odlitky - výroba tvarových odlitků z oceli je velmi energeticky náročná; - tavenina oceli - vysoká teplota lití (cca 1600 C); - velmi stahuje - nálitky; - ocelový odlitek normalizační žíhání + ke snížení vnitřního pnutí - pokud je to možné nahrazují se odlitky z LKG.

29 Slitiny neželezných kovů slitiny hliníku slitiny hořčíku slitiny zinku slitiny mědi Slitiny hliníku Slévárenské slitiny hliníku: - slitiny binární typu: Al-Si, Al-Mg, Al-Cu; - slitiny ternární typu: Al-Si-Mg, Al-Si-Cu, Al-Si-Cu, Al-Mg-Si, atd. - slitiny - vytvrditelné; - nevytvrditelné.

30 Slitiny hliníku Volba chemického složení slitiny - posouzení nároků na užitné vlastnosti a způsob výroby odlitku: - mechanické vlastnosti - podle typu slitiny, způsobu odlévání a tloušťky stěny: - běžné slitiny - mez pevnosti v litém stavu MPa; - po vytvrzování = zvýšení pevnosti a tvrdosti o 30-50%; - tažnost 1-4%, lze zvýšit modifikací (až o 200%); - tvrdost Al-Mg = 50HB; Al-Si v lité stavu HB a po vytvrzení až 100HB; - za zvýšených teplot: - Al-Si = pokles už při teplotách 200 C; - Al-Cu = stabilita do 250 C; - slitiny Al = maximální provozní teplota 350 C. - technologické vlastnosti - slévárenské vlastnosti; - obrobitelnost; - odolnost korozi; - svařitelnost; - možnost povrchové úpravy, atd. - možnost tepelného zpracování.

31 Slitiny Al-Si Al-Si Al-Si-Cu Al-Si-Mg Struktura slitiny Al-Si Rovnovážný diagram slitiny Al-Si Figure Typical microstructures: (a) like silicon plates in aluminum silicon eut (x100), and (b) roun rods in the modified 50 silicon eutectic (x10 - Tavení; - rafinace odstranění oxidů a odplynění; - očkování - Ti, P; - modifikace - Na, Sr, Sb atd.

32 Slévárenské litiny Al-Si

33 Slitiny Al-Si Rafinace a odplynění Tavení Přelití taveniny Rafinace taveniny Odplynění taveniny - FDU

34 Slitiny Al-Si Modifikace + očkování - očkování - Ti, P; - modifikace - Na, Sr, Sb atd. Čistý hliník bez zjemnění Zjemněno TIBORAL Bez zjemnění Zjemněno Modifikovaná struktura (směs NaCl +KCl+NaF) Nemodifikováno: Lom křehký s hrubými lesklými útvary na povrchu. Modifikováno: Lom houževnatý s matným a jemným povrchem.

35 Slévárenské litiny Al-Si AlSi5Mg AlSi7Mg AlSi9Mg AlSi12Mg Eutektická fáze (šedá) Primární α-fáze (bílá)

36 Slévárenské litiny Al-Si Struktura odlitku z pískové formy Struktura nízkotlakého odlitku

37 Slévárenské litiny Al-Si Struktura vysokotlakého odlitku

38 Slitiny hořčíku Výhody - nízká hustota ( kg. m -3 ); - nízká teplota tání; - výhodný poměr hmotnosti a pevnosti; Nevýhody - vysoká afinita s kyslíkem; - špatná tvářitelnost za studena; - špatná odolnost korozi; - proti slitinám Al - větší tepelná roztažnost. Slitiny: Mg-Al (3 9 % Al); Mg-Al-Zn; Mg-Mn; superlehké slitiny Mg-Li. Blok leteckého modelu - odlitky pro letecký a automobilový průmysl; - Náročná výroba - tavení a odlévání se provádí v ochranné atmosféře. Blok motoru vozu Ferrari

39 Slitiny zinku Technická praxe - slitiny zinku - velmi dobré mechanické vlastnosti za normální teploty; - nevýhoda pokles mechanických vlastností při teplotách vyšších než 120 C a nižších než 20 C; - díky vysoké tvrdosti odolnost opotřebení. - obrobitelnost; - povrchová úprava Hlavní přísadový prvek ve slitinách zinku Al Zn-Al = 4-27 % Al; Vedlejší přísadové prvky Cu (0,5 3 % Cu), Mg (0,01 0,03 %). Tlakově lité ZnAl4Cu3 = Zamak 2

40 Slitiny mědi - Měď - těžký neželezný kov se střední teplotou tání; - hustota 8940 kg.m -3, T tání = 1083 C; - vynikající elektrická a tepelná vodivost; - Slitiny mědi - mosazi - slitiny Cu a Zn - bronzy - slitiny Cu a. + Sn = cínové bronzy + Al = hliníkové bronzy Mosaz + Pb = olověné bronzy, atd. - více než 55% Cu; - Mechanické vlastnosti - střední Rm = MPa (manganová MPa); A = 10-20%; HB = (legované až 200); - tavení - náročné - oxidace a naplynění vodíkem; - odlévání - gravitační do pískových forem, gravitační a odstředivé lití do kovových forem, velmi zřídka tlakové lití. - hutní provozy kontinuální lití; - použití - výroba vodovodních armatur, součásti čerpadel, pouzder, ventilů, atd.

41 Bronzy Slitiny mědi - Podle hlavního přísadového prvku - cínové; - cíno-olověné; - hliníkové; - olověné, atd. Kluzná pouzdra do ložisek