Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Data wykonania ćwiczenia: 3.12.2014

Rok akademicki: 2014/2015

Studia: stacjonarne/inżynier/dzienne

Semestr: 3

Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn

LABOLATORIUM ODLEWNICTWA

Przygotowanie stopu odlewniczego. Odlewanie kokilowe i odśrodkowe.

1. Wstęp teoretyczny:
   Rafinacja: Oczyszczanie i uszlachetnianie substancji naturalnych lub produktów przemysłowych (np. benzyny, stali) w celu nadania im lub pozyskania odpowiednich właściwości.
   Rafinację przeprowadza się metodami fizycznymi (np. destylacja, ekstrakcja), chemicznymi (działając odpowiednimi chemikaliami, np. zasadami, kwasami) lub stosując na przemian obie te metody.
   Procesy technologiczne mające na celu oczyszczenie surowego metalu lub stopu. Najczęściej przeprowadza się rafinację metali metodą ogniową, polegającą na wprowadzeniu do oczyszczanego materiału odpowiednich dodatków (najczęściej utleniaczy), które w wysokiej temperaturze reagują z domieszkami tworząc związki łatwiejsze do usunięcia (np. w postaci żużla na powierzchni stopionego metalu).
   Lejność: Zdolność do wypełnienia formy i dokładnego odtwarzania jej kształtu. Ograniczoną lejnością charakteryzują się głównie staliwa i stopy aluminium. Próbę lejności oznacza się literą L w połączeniu z indeksem określającym sposób oceny lejność: - ruchowy (r), statystyczny (s), oraz cyfrą podającą średnicę pierwszego całkowicie zalanego pręta.
   Na lejność stopu wpływają następujące czynniki:
   - wynikające z natury metalu (skład chemiczny, zakres temperatury krzepnięcia, ciepła właściwe, pojemność cieplna, napięcie powierzchniowe, rodzaj wtrąceń niemetalicznych),
   -związane z formą odlewniczą (ukształtowanie wnęki formy, własności materiału formy, jakość powierzchni formy itp.),
   -związane z warunkami odlewania (temperatura odlewania, stopień przegrzania, szybkość i czas zalewania formy).

2. Cel ćwiczenia:

- Wykonanie odlewów kokilowych
- Wykonanie odlewu ze stopu aluminium AK11 oraz wykonanie na nim próby lejności

1. Przebieg ćwiczenia:
   Wykonanie formy z masy formierskiej w celu wykonania odlewu ze stopu aluminium AK11 (aluminium, krzem):
   * wybranie modelu (w tym przypadku herb miasta Bielsko-Biała, wymiary: 150x75mm)
   * przygotowanie masy formierskiej, a następnie zasypanie modelu
   * zagęszczenie masy formierskiej, wykonanie nakłuć oraz nałożenie górnej skrzynki formierskiej.
   * zasypanie górnej szynki formierskiej, dalsze zagęszczanie, wykonanie nakłuć odpowietrzających oraz wlewu doprowadzającego
   * zalanie formy ciekłym stopem aluminium z krzemem, AK11
   * Wyciągnięcie odlewu z formy, ostudzenie a następnie obróbka plastyczna przygotowanego odlewu.
   - Wykonanie odlewów przy użyciu gotowych form kokilowych, a także próba lejności stopu wykorzystywanego do przeprowadzonego ćwiczenia.
   - Wykonanie odlewu tulejki za pomocą maszyny do odlewania odśrodkowego.

2. Próba lejności:
   Wykonywana próba dotyczyła sprawdzenia lejności stopu aluminium z krzemem AK11.
   Użyto modelu kokilowego, który umożliwia zliczenie punktów a następnie określenie lejności, do którego momentu odlew zdołał „dopłynąć”. Pomiar lejności wyniósł: 6x50mm=300mm.

3. Wnioski:
   - Wykonanie odlewu za pomocą masy formierskiej, skrzynek formierskich, a także przy użyciu stopu aluminium okazało się być bardzo dokładną metodą odlewania. Dzięki dobrze przygotowanej formie udało się uzyskać odlew o bardzo dużym podobieństwie do modelu, na którym się wzorowaliśmy. W celu zwiększenia doskonałości odlewu, gotowy przedmiot będzie trzeba poddać niewielkiej obróbce plastycznej.
   - Podczas wykonywania ćwiczenia dużą uwagę trzeba było skupić na dokładnym zagęszczeniu masy formierskiej, przygotowaniu dokładnego wlewu doprowadzającego, a także wykonanie nakłuć.
   - Wykonanie tego typu odlewu jak pokazały przeprowadzone laboratoria wymaga dużego nakładu pracy oraz czasu. Gdybyśmy chcieli wykonać wieloseryjność takiego modelu, byłoby to niestety niemożliwe. W tym celu stosuje się właśnie odlewanie wieloseryjne czyli tak zwane kokilowe.
   - Odlewanie kokilowe jest znacznie mniej czasochłonne aczkolwiek niestety nie jesteśmy w stanie otrzymać tak idealnego odwzorowania przedmiotu, modelu jak to w przypadku formowania za pomocą masy formierskiej. W ćwiczeniu wykonaliśmy kilka odlewów przy użyciu gotowych form kokilowych jednak wymagały one znacznie większej obróbki plastycznej.
   - Próba lejności ukazuje nam zdolność do przepływania metali i stopów przez układ wlewowy i wypełnienie wnęki formy odlewniczej. Dzięki niej możemy określić czy dany stop jest w stanie nam zapewnić dokładne zalanie całej formy, a co za tym idzie dokładne wykonanie odlewu.
   - Podczas ćwiczenia spotkaliśmy się także z maszyną odlewniczą odśrodkową, która pokazała nam, że bez ingerencji wewnątrz formy jesteśmy w stanie w tym przypadku wykonać tulejkę, bez użycia rdzenia, a co za tym idzie zredukować czas na wykonanie formy. Niestety jednak tulejka miała po wykonaniu wyraźne wady na swojej powierzchni, a były to między innymi tlenki stopu, które są wadą tego typu odlewania.