POLOTOVARY VYRÁBĚNÉ ODLÉVÁNÍM

Transkript

1 Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10; s platností do r v návaznosti na platnost norem. Zákaz šíření a modifikace těchto materiálů. Děkuji Ing. D. Kavková Technologie odlévání POLOTOVARY VYRÁBĚNÉ ODLÉVÁNÍM

2 Film - slévárna Bohumín VIADRUS BOHUMÍN

3 Slévárenská technologie nejekonomičtější způsob přeměny výchozí suroviny v žádaný finální či polofinální výrobek (určený k dalšímu zpracování) odlitek má tvarovou univerzálnost odlitek má neomezenou schopnost aplikace z hlediska objemové velikosti a tvaru

4 Druh odlévaného kovu vhodné materiály pro lití - zaručená slévatelnost (viz. normy) - slitiny železa na odlitky (oceli na odlitky, litiny) - slitiny neželezných kovů slévárenské kvalita odlitku - závisí na chování kovu při tavení, odlévání, tuhnutí slévárenské vlastnosti - tavitelnost, tekutost, smršťování, vzájemné působení taveniny a formy

5 teplota ( C) Teploty - rovnovážný diagram ( o 200 C vyšší, než je teplota tání dané slitiny) teplota tavení teplota lití (50 až 100) C nad teplotou tání počátek čas (s) koncentrace (%) krystalizace ukončení krystalizace

6 Doporučené licí teploty slévárenských slitin materiál licí teplota [ C] uhlíková ocel až legovaná ocel až šedá litina až tvárná litina až bílá litina až slitiny hliníku 680 až 800 slitiny mědi 950 až 1 250

7 Vhodné materiály pro lití zaručená slévatelnost (viz. normy) slitiny železa na odlitky - oceli na odlitky (čistota tj. obsah P + S, doprovodných a stopových prvků, plynů a nekovových vměstků) - litiny (způsob vyloučeného grafitu a struktura základní hmoty) slitiny neželezných kovů (slitiny Al, Cu, Mg a méně často slitiny Zn, Sn, Pb, aj.)

8 Tavení slévárenských slitin elektrické pece obloukové odporové indukční kuplovny s předpecí bez předpecí kelímkové pece vytápěné elektrickým proudem vytápěné plynným palivem

9 Oceli na odlitky elektrické obloukové pece

10 Oceli na odlitky elektrické indukční pece

11 Litina kuplovny vyloučení grafitu a struktura základní hmoty ovlivněna - chemickým složením - metalurgickým zpracováním (očkování) - rychlostí ochlazování - tepelným zpracováním

12 Tavící pece elektrické odporové elektrická odporová tavící a udržovací kelímková pec tavení slévárenských slitin Al, Zn, Cu (mosazi)

13 Tavící pece plynové plynové tavící a udržovací kelímkové pece tavení slévárenských slitin Al, Zn, Cu (mosazi)

14 Slévárenské vlastnosti tavitelnost tekutost smršťování vzájemné působení taveniny a formy

15 Tavitelnost schopnost kovů a jejich slitin tvořit homogenní taveniny při dodržení předepsaného chemického složení a stupně čistoty nejlépe tavitelné slitiny - eutektické - s nízkou teplotou tavení - s nestejnorodou strukturou - malým měrným tepelným obsahem - nízkým skupenským teplem tavení

16 Tekutost vzrůstá s teplotou přehřátí slitin nad teplotou likvidu (pod teplotou likvidu tekutost slitin prudce klesá) zabíhavost - tekutost měřená při plnění forem (tj. schopnost roztaveného kovu vyplňovat co nejdokonaleji slévárenskou formu)

17 Zkouška zabíhavosti tvar dutiny formy - plochá spirála plnění ze středu roztaveným kovem slévatelnost kovu - měřena počtem závitů, kam kov doběhne

18 Smršťování tekuté fáze způsobeno teplotní roztažností taveniny smršťování při změně skupenství - příčina vzniku dutin tzv. staženin (místa s větším objemem materiálu - tepelné uzly) zmenšování objemu při tuhnutí - zánik vakancí - vytvoření uspořádané krystalové mřížky

19 Smrštivost materiál smrštění (%) ocel 1,5 až 1,8 manganová ocel (14% Mn) 2,4 až 2,8 šedá litina 0,5 až 1 temperovaná litina 1,5 až 1,8 slitiny hliníku 1 až 1,3 cínové bronzy 1 až 1,3 mosazi 1,3 až 1,5

20 Smrštivost materiálu odlitku příklad - konečný rozměr odlitku 410mm podle technického výkresu šedá litina (410mm + 1% smršťovací měřítko = 414,10mm) - barva modelu červená červený bronz Cu-ZnSn (410mm + 1,5% smršťovací měřítko = 416,15mm) - barva modelu žlutá ocelolitina (410mm + 2% smršťovací měřítko = 418,20mm) - barva modelu tmavě modrá

21 Vzájemné působení taveniny a formy mechanické namáhání formy - vyvoláno tlakem taveniny deformace formy (tzv. vyboulení odlitku) tepelné namáhání formy - max. na vnitřní straně (líci) - dostatečná žáruvzdornost formy chemické namáhání formy - chemické reakce mezi formou a taveninou (tzv. zapečeniny) povrchové napětí kovů - odlévání tenkostěnných odlitků

22 Slévání princip - zaplnění tvarové dutiny formy roztaveným kovem, který po určité době ztuhne v odlitek

23 Slévárenská forma nástroj, jímž je vytvarován tekutý kov do podoby odlitku dutina vytvořená ve formě - negativ budoucího tvaru odlitku

24 Rozdělení forem dle počtu vyrobených odlitků netrvalé trvalé polotrvalé lze vyrobit pouze 1 odlitek písková forma - vytlučením odlitku forma zničena velké série odlitků forma z kovových slitin několik kusů odlitků forma z formovací směsi

25 Způsob zaplňování dutiny formy volným pohybem taveniny kontinuální odlévání blokové lití gravitační lití nuceným pohybem taveniny tlakové lití odstředivé lití

26 Kontinuální odlévání pouze ocelárny lití otevřenou kokilou (chlazena vodou) odejímáním tepla tekutá ocel v kokile ztuhne pevný odlitek klesá mezi opěrami a přidržovacími kladkami výroba plných a dutých profilů

27 Schéma kontinuálního odlévání

28 Blokové lití tekutá ocel odlita najednou do více kokil např. ocelové ingoty

29 Gravitační lití dutina ve formě (obvykle) vytvořena pomocí modelu

30 Tlakové lití pohyb taveniny vyvolán tlakem plnícího zařízení nízkotlaký licí stroj pro Al slitiny - kryt (AlSi9Cu1Mg)

31 Odstředivé lití pohyb taveniny vyvolán odstředivou silou při otáčení formy metoda TEKCAST

32 Rozdělení forem jednorázová celistvá forma jednorázová forma složená z částí vícenásobná dělená forma trvalá dělená forma

33 Jednorázová celistvá forma písková (model vypařitelný, spalitelný) keramická skořepinová (model vypařitelný, vytavitelný)

34 Jednorázová forma složená z částí - písková - skořepinová - sádrová (trvalý model)

35 Vícenásobná (polotrvalá) dělená forma skořepinová keramická

36 Trvalá dělená forma kovová grafitová model většinou odpadá

37 Druhy forem otevřená jednodílná forma uzavřená forma polotrvalá forma trvalá dělená forma

38 Otevřená jednodílná forma horní část odlitku tvořena ztuhlou hladinou roztaveného kovu spodní část odlitku dána tvarem formy kov se nalévá vtokem přebytečný kov odtéká přepadem

39 Uzavřená forma tvořena dvěma nebo více díly všechen materiál je obklopen formovacím materiálem forma opatřena vtokem a výfukem

40 Polotrvalá forma materiál vysoce žáruvzdorný velmi pečlivé zpevňování, vyztužení, sušení (vypalování) při teplotě až 500 C odlitky jednoduchých tvarů s většími úkosy

41 Trvalá dělená forma kovová či grafitová životnost až 10 5 odlitků - dle druhu materiálu odlitku - dle hmotnosti

42 Odlévání - licí pánve

43 Postup tuhnutí odlitku 1. fáze 2. fáze 3. fáze

44 Postup tuhnutí odlitku odlévaný materiál při ochlazování (viskózní - plastický - pevný) fáze tekutého smršťování - hladina taveniny v nálitku klesá fáze smršťování během tuhnutí - v nálitku se tvoří trychtýř fáze smršťování po ztuhnutí (objemové) - poslední úsek tuhnutí až k okolní teplotě - zohledňuje se při konstrukci modelu použitím modelářského metru

45 Odlitek - výrobek sléváren surový odlitek - tvar modelu, vtok, výfuk, duté prostory vytvořené jádrem hrubý odlitek - bez vtoku, výfuků a nálitků

46 Strojní formování lisování střásání metání speciální metody výroby jednorázových forem - CT metoda - vakuová metoda - magnetická metoda - zmrazování

47 Pěchování - lisování pěchování - provádí se klidnou silou F - stupeň upěchování závisí na vzdálenosti od lisovacího elementu lisování shora lisování zdola lisování oboustranné

48 Lisování shora vhodné pro ploché odlitky max. stupeň upěchování pod lisovací deskou

49 Lisování zdola max. stupeň upěchování na modelu

50 Střásací stroje stůl stroje - zdvih pneumatický (výška 8 cm) - volný pád na stojan stroje - zhuštění směsi v okolí modelu - horní vrstvy zhuštěny nedostatečně střásací stroje s dolisováním

51 Střásací stroje

52 Metací stroje - pískomety formovací směs zhuštěna kinetickou energií při dopadu použití - výroba velkých forem (velké opotřebení modelů a rámů)

53 Speciální metody výroby jednorázových forem CT metoda - směs obsahuje vodní sklo, po zaformování vytvrzení oxidem uhličitým (CO 2 ) vakuová metoda - ostřivo bez pojiva, vytvoření podtlaku v obou polovinách formy magnetická metoda - ostřivo s práškem z feritické oceli, místo vakua se využije magnetické pole zmrazování pojivo - voda, forma se zmrazí - kapalný oxid uhličitý (-70 C)

54 Způsoby výroby odlitků skořepinové formy formy získané metodou vytavitelného modelu formy získané metodou vypařitelného modelu odstředivé lití lití pod tlakem lití do pískových forem

55 Úpravy a čištění odlitků odstranění zbytků písků, jader, švů, nálitku, vtoků způsob je závislý na množství, velikosti a složitosti omílání tryskání ořez hmotnost odlitku tepelné zpracování

56 Omílání jednoduché, drobné odlitky odlitky se převracejí, třou se o sebe, navzájem se čistí počet otáček (10 až 15)min -1

57 Tryskání druhy tryskačů - stolové - průběžné - komorové vzduchové - vodní

58 Ořez odstranění - švů - nálitků - vtoků

59 Tepelné zpracování odstranění hrubé licí struktury

60 Vady odlitků struskové vměstky - nebyla zadržena struska a oxidy kovů - vnitřní vady staženiny ve struktuře - materiál netuhne stejnoměrně - ochrana volbou stejných tlouštěk stěn

61 Vady odlitků bubliny - nedostatečný odvod plynů trhliny - přechody průřezů příliš krátké - silná místa v materiálu

62 Vady odlitků vychýlení jádra přesazení - poloviny modelu či formy se vychýlí od přesné polohy segregace - odměšování složek taveniny a nestejnoměrné rozdělení legovacích prvků

63 Příklady konstrukce odlitků chybně správně

64 Nálitky - použití a pravidla výroba zdravého odlitku bez staženin kladně usměrněné tuhnutí - pomalé plnění formy vrchním vtokem - chlazení tepelných míst chladítky - samovolné proudění taveniny aj. druhy nálitků - otevřené, uzavřené,podtlakové, atmosférické, přetlakové, přilehlé, odlehlé, přímé, boční,

65 Umístění nálitků koule vepsaná do odlitku bude mít směrem k nálitku vzrůstající průměr - zajištěno kladně usměrněné tuhnutí

66 Umístění nálitku zásobník tekutého kovu, který zajišťuje doplňování smršťujícího se tuhnoucího kovu ve formě při výrobě odlitků

67 Přídavky na obrábění určeny základním rozměrem směrodatným rozměrem polohou plochy při lití b základní rozměr - z - max. vzdálenost dvou obrobených ploch t t ø d z = t z = b z = d

68 Přídavky na obrábění směrodatný rozměr - s max. kótovaný rozměr v rovině kolmé na základní rozměr b t t ø d s = t s = b s = t

69 Přídavky na obrábění plochy kolmé na dělící rovinu - zřetel na snadné vyjímání modelu z formy úkos max. 1 : 30 (1 až 3) poloměr zaoblení - max. 1,5 násobek tloušťky stěny doporučené normy ČSN , ČSN , ČSN ,

70 Návrh odlitku řešení pomocí softwaru CAD - vychází z modelu součásti ve 3D např. počítačovou simulací - program MAGMA

71 Použitá literatura Technologie zpracování kovů - Frischerz a kol. Strojírenská technologie 2 - Hluchý a kol. Strojírenská technologie 4 - Řasa a kol.