TECHNOLOGIE I (slévání a svařování) Přednáška č. 1: Úvod - Charakteristika slévárenství (hutní, výroba tvarových součástí), význam slévárenství v rámci netřískových technologií. Slévárenská výroba a její členění. Přesnost, kvalita a ekonomičnost výroby. Perspektivy slévárenství. Autoři přednášky: prof. Ing. Iva NOVÁ, CSc. Ing. Jiří MACHUTA, Ph.D. Pracoviště: TUL FS, Katedra strojírenské technologie
Obsah přednášek z předmětu Technologie I Přednáška 1 - Charakteristika slévárenství (hutní, výroba tvarových součástí), význam slévárenství v rámci netřískových technologií. Slévárenská výroba a její členění. Přesnost, kvalita a ekonomičnost výroby. Perspektivy slévárenství. Přednáška 2 - Konstrukční řešení a technologičnost konstrukce odlitků; pravidla Podmíněná slévárenskou technologií a materiálem, pravidla pro konstrukci stěn odlitků, pravidla podmiňující ekonomickou výrobu odlitků. Přednáška 3 - Slévárenské slitiny pro výrobu odlitků, vlastnosti slévárenských slitin, faktory ovlivňující slévárenské vlastnosti, rovnovážné diagramy. Přednáška 4 - Tavení slévárenských slitin, příprava tekutého kovu (grafitických liti, slitin hliníku, zinku, hořčíku, mědi). Přednáška 5 - Druhy forem a jejich charakteristika. Výroba pískových forem, model modelová deska. Formovací (ostřivo, pojivo, přísady, popř. voda). Pojiva I, II., III. generace. Pojiva II. Generace chemické procesy pojení (Croning, HB, CB, CO2, SO2, sádra, keramika atd.).
Obsah přednášek z předmětu Technologie I Přednáška 6 - Výroba jader, účel, charakteristika, materiál (Croning, HB, WB, CB, sádra, atd). Vlastnosti jader. Výroba forem skládáním nepravých jader ve formovacím rámu. Přednáška 7 - Trvalé formy, materiál trvalých forem, jejich použití. Plnění trvalých forem Přednáška 8 - Definice procesu svařování. Základní pojmy, názvosloví svarového spoje. Rozdělení metod svařování. Svařitelnost kovů a slitin. Pojem definice svařitelnosti. Vliv vneseného tepla. Metalurgie svařovacího procesu. Svařitelnost ocelí, neželezných kovů a jejich slitin. Přednáška 9 - Svařování plamenem Základní technické parametry, rozsah použití, pracovní technika svařování slitiny železa a vybraných neželezných kovů a slitin. Přednáška 10 - Svařování elektrickým obloukem. Elektrický oblouk jako zdroj koncentrovaného tepla, charakteristika oblouku, přenos kovu do svarové lázně. Ruční svařování obalenými elektrodami, volba parametrů, obalené elektrody a jejich vlastnosti. Automatické svařování pod tavidlem, technologie, přídavné materiály, volba parametrů. Přednáška 11 - Svařování el. obloukem v ochranných atmosférách (MAG, MIG, WIG).
Obsah přednášek z předmětu Technologie I Přednáška č. 12:. Speciální způsoby tavného svařování (svařování plazmatem, laserem elektronové aj.). Tlakové svařování, tlakové odporové svařování. Renovace a navařování. Základy používaných technologií, účel, Přednáška 13 - Pájení, druhy, tavidla, technologie procesu. Tepelné dělení materiálu. Řezání kyslíkem, plazmou, laserem, svazkem urychlených elektronů. Přednáška 14 - Koroze, podstata a druhy koroze, korozní odolnost kovových materiálů. Přehled způsobů ochrany proti korozi. Kovové ochranné povlaky technologie nanášení (ponor do taveniny, žárové stříkání, galvanické pokovování). Nekovové ochranné povlaky.
Technická univerzita v Liberci Technická univerzita v Liberci byla založena v roce 1953
Technologie I Vyučuje Katedra strojírenské technologie, bud. E II. patro; pro studium jsou napsána skripta: Technologie I (Nová Nováková Bradáč); Cvičení zabezpečují: Ing. Iva Nováková, Ph.D. Ing. Jiří Machuta, Ph.D. Ing. Ondřej Řidký
Vývoj slévárenství
v 6. století n.l. je známá výroba zvonů ve 12. a 13. století se zhotovovaly svícny a dělové koulev ) Obrázky jsou z přednášky prof. Rusína Brno, 2009
Historie slévárenství v zahraničí historických nálezů je celá řada např. na území Indie byly nalezeny odlitky odpovídající době 3000 let př. n.l., které byly zhotoveny metodou na vytavitelný model ) Obrázky jsou z přednášky prof. Rusína, Brno 2009
Historie slévárenství v zahraničí Slévárna v době 18.dynastie, Egypt Engels,G.:5000 Jahre Giessen von Metallen, Duesseldorf 1994 Slévárna 17/18. století dle Technického lexikonu Diderota Engels,G.:5000 Jahre Giessen von Metallen, Duesseldorf 1994
Slévárenství krásné a důležité odvětví průmyslu (jedno z nejstarších výrobních řemesel) 6000 až 4 000. let před n.l. 18. stol. 20. a 21. století Litinový most přes řeku Severn, Anglie z roku 1779 1910 Slévárna a kotlárna Přerov 1911 R.L. Hudlický, slévárna železa Rokycany 1932 - Komárovské železárny, výroba litinových pístních kroužků 1935 Slévárna v koncernu Baťa na výrobu obráběcích strojů 1938 Slévárna Josefa Beneše, Průhonice u Prahy
Slévárenství je jedna z netřískových technologií, výrobní odvětví, kdy se zhotovují výrobky - odlitky - litím roztaveného kovu, resp. slitiny kovů do dutiny slévárenské formy. po vyplnění slévárenské formy taveninou a jejím ztuhnutím vzniká odlitek.
Princip výroby odlitků je na základě dvou poznání: tavenina (kapalina) má objem tavenina nemá stabilní tvar zaujímá tvar podle nádoby Ve slévárenství se tato nádoba nazývá slévárenská forma, která má dutinu. tavenina odlitá do dutiny formy, vyplní dutinu tím získá tvar; tavenina v dutině formy předává teplo stěně formy tím tavenina tuhne a vzniká odlitek.
Rozlišujeme 2 druhy slévárenství 1. Slévárenství hutní výroba hutních odlitků tzv. ingotů; Odlévá se do kovové formy tzv. kokily 2. Výroba tvarových součástí (výroba odlitků)
Kokila pro hutní slévárenství Hutní forma = kokila je kovová forma s jednoduchou dutinou, odlitek = ingot a) ingot uklidněné oceli b) ingot neuklidněné oceli
Hutní ingot se dále zpracovává z ocelárny odchází horké ingoty v kokilách do stripovací haly, kde jsou kokily stahovány z ingotů speciálními jeřáby. oddělují se hlavy ingotů (zde se soustřeďují nečistoty a staženina lunkr) ingoty se pak dopravují do haly hlubinných pecí a předehřívají se na teploty 1200 C. ingoty se za tepla válcují se na několik průvalů. K válcování se používají válcovací tratě, jejichž součástí jsou válcovací stolice. zde ingot prochází mezi rotujícími válci čímž dochází k jeho tvarování. Válcování se zpracovává 85 až 90 % vyráběné oceli. Podle typu stolice získáváme tvářené profily (vývalky) různých profilů.
Válcování polotovarů
Ukázky ingotů a válcování ingotů
Ukázka válcovaných polotovarů Válcované polotovary mohou být na bázi: slitin železa oceli třídy ČSN tř. 10 - tř.19 (mimo tř.18 slinuté karbidy); slitin hliníku EN AW 1000 EN AW 8000
Ukázka hutních polotovarů Hutní polotovary jsou nejčastěji ocelové, v postatě jsou vyráběny dle tříd ocelí.
2. Odlévání tvarových součástí (výroba tvarových součástí) bloky spalovacího motoru písty motorů vložky motorů víka skříní a převodovek tělesa převodovek lité disky kol automobilů, atd.
Ukázky typů lití tvarových součásti Gravitační lití Lití pod tlakem Odstředivé lití
Materiály pro výrobu odlitků Slitiny železa - litiny: LLG, LKG, LČG - oceli na odlitky Slitiny neželezných kovů: - slitiny hliníku - slitiny hořčíku - slitiny zinku - slitiny mědi - slitiny titanu, dalších kovů.
Ukázky tvarových odlitků Obrázky hliníkových odlitků, vpravo jsou převzaty z podkladů firmy D Plus D Metal, group a.s,
Odlitky z litin
Odlitky z hliníku vyráběné tlakovým a gravitačním litím nízká hmotnost dobrá slévatelnost
Odléváním se také vyrábí mlýnky na maso, mák, atd., tj. předměty spotřebního průmyslu zvony prstýnky a šperky, atd., tj. umělecké lití předmětů Odlitky jsou nejčastěji tvarově složité výrobky
Rozdělení slévárenské výroby
Metoda odlévání Metoda vytavitelným modelem Lití pod tlakem Lití do sádrových, skořepinových forem a forem lisovaných vysokými tlaky Lití do kovových forem Lití do forem CT, forem z samotvrdnoucích směsí Lití do pískových forem Dosahovaná tolerance při rozměrech odlitku 30 až 50 mm +, - 0,03 až +, - 0,1 mm +, - 0,05 až +, - 0,2 mm +, - 0,1 až +, - 0,3 mm +, - 0,1 až +, - 0,3 mm +, - 0,1 až +, - 0,4 mm +, - 1,0 až +, - 2,0 mm
Základní typy slévárenských forem Netrvalé - pískové jsou na jedno použití vyrábí se formováním (model, modelová deska), nebo se vyrobí nepravá jádra a ty se skládají do formovacího rámu; Polotrvalé - keramické vyrábí se obléváním modelu v rámu speciální keramickou hmotou (metoda SHAW), slouží cca na 20 30 použití; Trvalé kovové jsou určeny pro velké série, jsou z oceli 19552, (popř. litina), vyrábí se kovo obráběním. - gravitační lití; - vysokotlaké lití - nízkotlaké lití pro všechny tyto formy musí být stroje.
Pískové formy Slévárenská forma je výrobní prostředek v podstatě nádoba vyrobená ze žáruvzdorného materiálu (písek, keramika, sádra, cement, kov) má uvnitř dutinu, která je větší o tzv. míru lineárního smrštění. Tvar dutiny je negativem budoucího odlitku.
Náležitosti pro výrobu pískových forem
Pískové formovací směsi - jsou sypké materiály, které se sypou do slévárenského rámu a pomocí nich se vyrábí stěna formy (resp. forma). Lokality nalezišť slévárenských písků
Složení formovacích směsí 1. Ostřivo nosná část formovací směsi (92 %) jsou to zrníčka o velikosti cca 0,3 mm; - je žáruvzdorné (odolává vysokým teplotám)
Složení formovací (jádrové) směsi 2. Pojivo látka, která slouží ke spojování zrnek ostřiva - jíly (kašovité hmoty) složí k výrobě forem; - vodní sklo slouží k výrobě forem; - sacharidy - pryskyřice slouží především k výrobě jader
Složení formovací (jádrové) směsi 3. Přísady jsou látky, které zlepšují vlastnosti forem a jader; 4. Voda se přidává do směsí, kde je pojivem jíl, voda dává těmto směsím schopnost pro formování (suchý písek bábovička se nepovede) - přidává se cca 4 % vody.
Převzato z propagačních materiálů firmy Spektro CZ, únor 2013 Převzato z propagačních materiálů Nástrojárna Jičín Seco Group, a.s. únor, 2013 Převzato z propagačních materiálů firmy CZ, a.s., únor 2013
Charakteristika slévárenství Literatura: [1] NOVÁ, I.: Technologie I. [Skripta], FS-TU v Liberci 2006. [2] MICHNA, Š., NOVÁ, I.: Technologie zpracování kovových materiálů. 1. vyd. Adin Prešov, 2008. [3] VETIŠKA, A.: Teoretické základy slévárenské technologie. 1. vyd. Praha 1974.