1. Klasyfikacja metod odlewania stopów metali do form nietrwałych i trwałych: 

Odlewanie do form nietrwałych

: 

- w formach piaskowych, w gruncie, w rdzeniach, na sucho, na wilgotno, pod wysokimi naciskami, proces CO

2

, 

formowanie  próżniowe,  przez  zamrażanie,  formowanie  w  żywicznych  masach  samoutwardzalnych,  w  masach 
cementowych, skorupowe, w żywicznych masach termoutwardzalnych, proces wypalanych modeli, w formach 
ceramicznych  i  ogniotrwałych,  proces  wytapianych  modeli,  proces  Shawa,  odlewanie  w  innych  formach 
ceramicznych, formowanie w masach ogniotrwałych. 

Odlewanie do form trwałych

: 

- w formach metalowych, w kokilach grawitacyjnie, pod niskim ciśnieniem, próżniowo-ciśnieniowe, w formach 
drgających, odlewanie ciągłe i półciągłe w formach półtrwałych i trwałych niemetalowych. 
2.  Klasyfikacja  i  charakterystyki  głównych  materiałów  do  wytwarzania  piaskowych  form  i  rdzeni 
odlewniczych: 

Materiały główne

: 

- piaski formierskie (osnowa > 65%, lepiszcze < 35%) 
- gliny formierskie (lepiszcze > 50%) 

Materiały pomocnicze

: 

- spoiwa, dodatki do mas formierskich i rdzeniowych, materiały do sporządzania pokryć 
3. Materiały stosowane do wytwarzania form trwałych: 
Żeliwo szare, stale stopowe, konstrukcyjne, stopy aluminium. 
4. Opis, zalety i wady odlewania grawitacyjnego kokilowego, nisko- i wysokociśnieniowego: 

Odlewanie  grawitacyjne  kokilowe

  –  polega  na  zalewaniu  ciekłym  metalem  wnęki  formy  trwałej  (formy 

wielokrotnego użytku) pod działaniem siły grawitacji. 

Zalety

: większa dokładność gabartytowa, drobnoziarnista 

struktura gotowego odlewu. 

Wady

: czasochłonność i pracochłonność wykonania kokil. 

Odlewanie  niskociśnieniowe

  –  forma  zapełniana  jest  w  kierunku  przeciwnym  do  siły  ciążenia.  Może  to  być 

realizowane z zastosowaniem nadciśnienia wywieranego na lustro ciekłego metalu w zbiorniku podgrzewczym 
lub z zastosowaniem próżni dołączanej do wnęki formy (tzw. odlewanie z przeciwciśnieniem). Wartości ciśnień: 
0,01-0,05 MPa. 

Zalety

: mniejszy nakład pracy, w porównaniu z odlewaniem wysokociśnieniowym, możliwość 

znacznej  mechanizacji  tego  procesu. 

Wady

:  konieczność  stałej  kontroli  procesu,  konieczność  zatrudnienia 

pracowników o odpowiednich kwalifikacjach. 

Odlewanie wysokociśnieniowe

 – polega na wprowadzeniu metalu do wnęki formy pod wysokim ciśnieniem (od 

kilku do kilkuset MPa). Ciśnienie  to wywierane  jest na  ciekły  metal przez tłok w cylindrze, zwanym komorą 
prasowania. 

Zalety

:  szybkie  i  dokładne  wypełnienie  formy,  duża  gładkość,  dokładność  wymiarowa,  wysoka 

wydajność procesu. 

Wady

: wysokie koszty, duża czasochłonność przygotowania tego procesu. 

5.  Klasyfikacja  i  opis  metod  i  urządzeń  do  zagęszczania  mas  formierskich.  Automatyczne  linie 
formierskie: 

ubijanie ręczne

 – bardzo pracochłonne, realizowane przy pomocy ręcznego ubijaka 

prasowanie

 – nacisk wywierany jest maszynowo na całą powierzchnię formy 

wstrząsanie

 – zagęszczanie maszynowe realizowane przy pomocy tłoka, przy wykorzystaniu siły bezwładności 

wibracja

 – szybki proces przy użyciu drgań o niskiej częstotliwości 

narzucanie

 – maszynowe narzucanie małych porcji masy formierskiej do skrzynki, w krótkich odstępach czasu 

nadmuchiwanie

 – zagęszczanie masy przy użyciu sprężonego powietrza 

wstrzeliwanie

 – maszynowe wstrzeliwanie sfluidyzowanej masy do formy 

metoda impulsowa

 – polega na gwałtownym zagęszczaniu masy strumieniem sprężonego powietrza 

metoda eksplozyjna

 – zagęszczanie masy falą ciśnieniową wytworzoną przy spalaniu gazów 

6. Schemat i opis cyklu wytwarzania odlewów w formach skorupowych (proces Croninga): 

 

 

 
7. Opis procesu wytwarzania odlewów metodą wytapianych modeli: 

 

 
 
8.  Produkcja  rdzeni  metodami  ręcznymi  i  mechanicznymi  (strzelarki,  nadmuchiwarki),  w  tym 
wykorzystanie technologii hot box i cold box: 

Proces „hot box”

  polega  na  napełnianiu  masą rdzeniową za pomocą  nadmuchiwarek  lub strzelarek rdzennicy 

podgrzanej  do  temperatury  200  –  300

O

C.  Pod  wpływem  ciepła  następuje  szybka  polimeryzacja  spoiwa 

powodująca utwardzenie  masy rdzeniowej. Metoda ta stosowana  jest do seryjnej  i  masowej produkcji  małych 
rdzeni  o  podwyższonych  wymaganiach  wymarowych. 

Zalety

:  krótki  czas  wykonania  rdzeni,  łatwość 

automatyzacji tego procesu, duża dokładność wymiarowa rdzeni. 

Proces  „cold  box”

  polega  na  zagęszczeniu  masy  rdzeniowej  „na  zimno”,  poprzez  odpowiednie  jej  ubicie. 

Proces  ten  znajduje  zastosowanie  w  produkcji  jednostkowej  i  małoseryjnej  rdzeni  o  różnych  wymiarach 
gabarytowych. 

Zalety

: eliminacja czynnika temperaturowego, dość dobre zakresy tolerancji wymiarów, łatwość 

przeprowadzenia procesu. 
 
9. Czynniki fizyczne wpływające na tworzenie się warstwy wierzchniej odlewu: 
Warstwę  wierzchnią  odlewu  charakteryzują  następujące  elementy: 

chropowatość  powierzchni

, 

skład 

chemiczny  (mineralogiczny)

, 

struktura  metalograficzna

, 

wady  powierzchniowe

.  Głównym  czynnikiem 

wpływającym na tworzenie się wierzchniej warstwy odlewu jest 

odpowiednie zagęszczenie masy formierskiej

. 

Wraz  ze  wzrostem  zagęszczenie  maleje  chropowatość  powierzchni  oraz  skłonność  do  powstawania  wad 
powierzchniowych. Do innych czynników zaliczamy  m.in. 

ciśnienie metalostatyczne, temperaturę, napięcia 

międzyfazowe

. Warstwa wierzchnia odlewu różni się w swojej strukturze od warstw występujących wewnątrz 

odlewu.  Powodem  tego  jest  bezpośrednia  styczność  ciekłego  metalu  z  warstwą  wewnętrzną  formy  podczas 
zalewania i stygnięcia. 
10. Schemat i rola poszczególnych elementów typowego układu wlewowego: 

 

11. Zasady projektowania układów wlewowych. Układy otwarte i zamknięte: 

W  układach  zamkniętych

  minimalny  przekrój  decydujący  o  czasie  zalewania  jest  umieszczony  na  końcu 

układu kanałów, przy samym odlewie. W takim układzie ciekły metal wypełnia całkowicie przekroje wszystkich 
kanałów.  Układy  tego  rodzaju  stosowane  są  do  odlewów,  w  których  zanieczyszczenie  wtrąceniami 
niemetalicznymi nie stanowi dużego zagrożenia. 
W  układach  otwartych  minimalny  przekrój  (przekrój  dławiący)  umieszcza  się  za  wlewem  głównym.  Ciekły 
metal po przepłynięciu przez ten przekrój nie wypełnia całkowicie wszystkich kanałów. Układy te stosuje się w 
przypadku, gdy w jednej formie znajduje się kilka odlewów. 
 
 
 
 
 

12. Mechanizm powstawania wtrąceń niemetalicznych w odlewach: 
Do wtrąceń niemetalicznych w odlewach zaliczamy 

wtrącenia niemetaliczne stałe

  oraz 

pęcherze gazowe

.  W 

ciekłym metalu zanieczyszczenia te mogą występować w zawiesinie lub w roztworze. W pierwszym przypadku 
podczas krzepnięcia zawieszone w ciekłym metalu cząstki tworzą w skrzepłym metalu 

egzogeniczne wtrącenia 

niemetaliczne

.  W  drugim  przypadku  może  nastąpić  albo  bezpośrednie  wydzielenie  z  metalu  rozpuszczonych 

zanieczyszczeń, albo zapoczątkowanie reakcji chemicznych pomiędzy zanieczyszczeniem a składnikiem metalu. 

Rozpuszczalność  zanieczyszczenia  w  metalu  maleje  wraz  ze  spadkiem  temperatury

.  Jeżeli 

zanieczyszczeniem  jest  wodór,  to  powoduje  on  powstawanie  w  odlewie 

pęcherzy  gazowych

.  Jeśli  zaś 

zanieczyszczenie to ma postać stałą lub ciekłą, to tworzą się endogeniczne 

wtrącenia niemetaliczne

. 

13. Rodzaje i rola filtrów w układzie wlewowym: 

Filtry  w  układzie  wlewowym

  służą  do  zatrzymywania  zanieczyszczeń,  a  tym  samym  do  zapobiegania 

powstawania wtrąceń niemetalicznych w gotowych odlewach. Tego typu filtry sporządza się poprzez łączenie ze 
sobą  porowatych  płytek  wykonanych  z  materiału  ceramicznego  umieszczanych  zazwyczaj  w  specjalnych 
zbiorniczkach. Gotowy filtr umieszcza się w formie przed złożeniem. 

Rodzaje

: 

filtry prostoliniowe

 (jednakowy 

przekrój w całej objętości – kanaliki są do siebie równoległe), 

filtry o kształtach nieregularnych

 (o strukturze 

gąbczastej). 
14. Przyczyny powstawania wad skurczowych i metody zapobiegania ich występowaniu w odlewach: 

Powstawanie wad skurczowych

 jest procesem odwrotnym do fizycznej reguły rozszerzalności temperaturowej 

ciał  stałych.  Ciekły  stop  w  procesie  krzepnięcia  zmniejsza  swoją  objętość  tworząc  jamy  skurczowe  i  strupy. 

Przeciwdziałanie

:  krzepnięcie  jednoczesne,  stosowanie  ochładzalników,  zastosowanie  nadlewów,  krzepnięcie 

kierunkowe, stosowanie zaokrągleń odlewniczych. 
15. Schemat i zasięg działania nadlewu. Rodzaje nadlewów i przykłady ich zastosowania. 

Rodzaje  nadlewów

:  górne,  boczne,  odkryte,  zwykłe,  w  otulinie,  z  rdzeniem  atmosferycznym,  z  nabojem 

gazotwórczym, łatwo oddzielane. 

 

16. Rola przeponki między nadlewem a odlewem. Znaczenie otulin egzotermicznych i izolacyjnych: 

Przeponka

  ma  za  zadanie  ułatwiać  utrącenie  nadlewu  z  pominięciem  dodatkowej  obróbki  mechanicznej.  

Wykonane  z  materiału  izolacyjnego  lub  egzotermicznego 

otuliny

  służą  do  wydłużania  czasu  krzepnięcia 

nadlewów. 
 
17. Rola ochładzalników w sterowaniu krzepnięciem odlewu: 

 

18. Specyfika zasilania odlewów żeliwnych: 
Odlewy z żeliwa ze względu na wysoką zawartość węgla, a co za tym idzie dobrą lejność, mogą być zasilane na 
wiele  sposobów.  Odlewy  żeliwne  zasilać  można: 

grawitacyjne

, 

przy  pomocy  zbiorników

  (czaszowych, 

lejowych,  itp.), 

pod  działaniem  wysokiego  ciśnienia

, 

podciśnienia

  lub 

odśrodkowo

.  W  przypadku  dużych 

odlewów  belkę  żużlową  łączymy  z  wieloma  kanałami  doprowadzającymi  (

zasilanie  wielopunktowe

), 

usytuowanymi  w  punktach  pozwalających  na  sprawną  i  szybką  realizację  procesu  odlewniczego,  przy 
uwzględnieniu  strategicznych  punktów, 

w  taki  sposób,  aby  uniemożliwić  powstawanie  niedolewów  lub 

zakrzepów

. 

19.  Wzrost  kryształów  podczas  krzepnięcia  typowych  gatunków  stopów  (roztwory  stałe,  stopy  pod-  i 
nadeutektyczne, stopy eutektyczne): 
Ze  względu  na  stosunkowo  duże  szybkości  krzepnięcia  podczas  odlewania  wlewków,  struktura  pierwotna 
odbiega w większym lub mniejszym stopniu od stanu równowagi termodynamicznej, jednocześnie typ struktury 
w  istotny  sposób  zależy  od  składu  chemicznego. 

Struktury  pierwotne

  stopów  do  przeróbki  plastycznej 

otrzymanych metodą ciągłą, są typowe i można je scharakteryzować następującymi elementami: 

- 

ziarno odlewnicze (dendryt) 

- 

komórka dendrytyczna 

- 

faza pierwotna (wydzielenia pierwotne) 

W  przypadku  niskostopowego  aluminium,  tworzy  się 

stała  faza  pierwotna

  - 

roztwór  stały  alfa

  przy  czym 

powstające  krystality  aluminium  rosną  dendrytycznie.  Krystalit  aluminium  (dendryt)  określa  się  jako 

ziarno

. 

Ziarno  na  zgładzie  metalograficznym  składa  się  z  komórek,  które  odpowiadają  przekrojom  gałęzi 

dendrytu

 

roztworu  stałego  alfa.  Granice  komórek  zaznaczone  są 

cieczą  resztkową

  składającą  się  ze  związków 

metalicznych  określanych  jako 

pierwotne  fazy  odlewnicze

. 

Wielkość  ziarna  zależy  od  ilości  zarodków  i 

szybkości  krzepnięcia,  natomiast  wielkość  komórek  dendrytycznych,  wielkość  i  kształt  faz 
międzymetalicznych zależą prawie wyłącznie od szybkości krystalizacji.

 

20. Strefy kryształów w odlewie (we wlewku) z opisem charakteru ich powstawania: 

 

21. Zarodkowanie homogeniczne i heterogeniczne jako mechanizmy inicjujące krystalizację: 

Zarodkowanie  homogeniczne

  –  polega  na  tworzeniu  w  cieczy  ugrupowań  atomów  (zarodków)  o 

uporządkowaniu  zbliżonym  do  rozkładu  w  krystalicznej  fazie  stałej.  Aby  zarodek  mógł  się  rozrastać,  musi 
osiągnąć pewną  wielkość krytyczną. 

Zarodkowanie  heterogeniczne

  –  polega  na  wykorzystaniu  w  procesie  zarodkowania  różnego  rodzaju 

powierzchni wtrąceń czy też zanieczyszczeń obecnych w ciekłym metalu, albo ścianek formy odlewniczej lub 
wlewnicy. 
22. Zasada krzepnięcia jednoczesnego i kierunkowego w odlewach. Powiązanie z zasilaniem odlewów: 

Krzepnięcie jednoczesne

 – realizowane jest w odlewach o mało zróżnicowanych grubościach ścianek, 

walcowych stopów metali o małym skurczu w zakresie temperatur krzepnięcia. Sposób ten realizowany jest 

najczęściej w odlewach cienkościennych. Czas krzepnięcia węzła będzie taki sam jak ścianki. 

Krzepnięcie kierunkowe

 – występuje, gdy odlew będzie miał różną grubość ścianki (najpierw krzepną części 

najcieńsze, a później grubsze). Na najgrubszym elemencie stosuje się nadlew. 

 
 

23.  Naprężenia  odlewnicze  –  powstawanie  naprężeń,  likwidowanie  skutków,  zapobieganie  powstawaniu 
naprężeń: 
Naprężenia  odlewnicze  powstają

  na  skutek  wysokiego  ciśnienia  metalostatycznego

  ciekłego  metalu, 

występującego  podczas  odlewania.  Powstawaniu  naprężeń  zapobiega  się  na  dwa  sposoby: 

forma  podczas 

odlewania musi  być odpowiednio  odpowietrzona

  –  dlatego też  w  formach  piaskowych  stosuje  się 

nakłucia 

odpowietrzające

  o  odpowiednio  znormalizowanych  wymiarach.  Drugim  sposobem  jest  wykonanie 

odpowiedniej obróbki cieplnej już na gotowym odlewie. Stosuje się tu najczęściej

 

wyżarzanie odprężające

. 

24. Schemat powstawania wad powierzchniowych w odlewach (np. pęcherze, nakłucia, strupy): 

 

 

25. Rodzaje modeli odlewniczych i metody ich wytwarzania oraz przyporządkowanie do metod odlewania: 

Podział  modeli

: 

modele  naturalne

  (z  częścią  odejmowaną,  bez  części  odejmowanej)  –  odlewanie  do  form 

nietrwałych, 

modele  niedzielone

  (z  częścią  odejmowaną,  bez  części  odejmowanej)  –  odlewanie  do  form 

nietrwałych, 

modele  dzielone

  (z  częścią  odejmowaną,  bez  części  odejmowanej)  –  odlewanie  do  form 

nietrwałych, 

modele  uproszczone

  (wzorniki,  przymiary  kontrolne)  –  odlewanie  do  form  nietrwałych,  modele 

parafinowe – metoda wytapianych modeli. Oprócz tego modele możemy podzielić na 

modele samodzielne

 oraz 

współpracujące z rdzeniem (rdzeniami)

. 

26. Zasady kształtowania odlewanych części maszyn ze względu na konstrukcję: 

----------LANIE WODY---------- 

27. Zasady kształtowania odlewanych części maszyn ze względu na proces technologiczny: 

----------LANIE WODY---------- 

28. Zastosowanie systemów komputerowych do optymalizacji procesów odlewania: 

Systemy  komputerowe

  umożliwiają  dwa  sposoby  opisu  geometrii: 

dwuwymiarowy

  (w  postaci  rzutów  i 

przekrojów),  oraz 

trójwymiarowy

  (bryły  i  przestrzennie  zorientowane  powierzchnie).  Systemy  komputerowe 

pozwalają  na:  numeryczne  modelowanie  i  symulację  procesów  odlewniczych,  szybkie  wykonanie  próbnych 
odlewów,  umożliwiają  przewidywanie  niedoskonałości  możliwych  do  skorygowania  (np.  wskazują  miejsca 
wysokich naprężeń). Systemy komputerowe lokalizują usytuowanie węzłów cieplnych oraz miejsca, w których 
może  dojść  do  powstania  wady  skurczowej.  Systemem  tego  typu  jest  m.in.  zaprezentowany  na  zajęciach 
program 

Nova Flow & Solid

. 

29.  Szkic  i  opis  formowania  z  modelu  wskazanego  na  rysunku  (opracowanie  szkicu  uproszczonej 
koncepcji odlewania): 

czerwony

  –  naddatki,  oznaczenia,  elementy  układu  wlewowego, 

niebieski

  –  płaszczyzna  podziału,  rdzeń, 

zielony

 – ochładzalniki zewnętrzne i wewnętrzne. 

30. Klasyfikacja i cele obróbki cieplnej odlewów: 

Obróbka  cieplna

  –  jest  to  zespół  zabiegów  technologicznych,  polegających  na  nagrzaniu  przedmiotu  do 

wymaganej temperatury, wytrzymaniu w niej przez określony czas oraz chłodzeniu z zadaną prędkością w celu 
wywołania  zamierzonych  zmian  strukturalnych  zapewniających  uzyskanie  odpowiednich  właściwości 
fizycznych i mechanicznych. 

Klasyfikacja

: 

wyżarzanie

 (ujednoradniające, normalizujące, zupełne, niezupełne, 

zmiękczające,  odprężające,  stabilizujące), 

ulepszanie  cieplne

  (hartowanie  +  wysokie  odpuszczanie), 

utwardzanie cieplne

 (hartowanie + niskie odpuszczanie), 

umacnianie wydzieleniowe

 (przesycanie, starzenie).