background image

121 

 

 

 

 

Ć w i c z e n i e   6  

Temat: FORMOWANIE RĘCZNE Z MODELU DREWNIANEGO W DWÓCH 

SKRZYNKACH 

 

6.1.   Cel ćwiczenia 

 

Celem  ćwiczenia  jest  zaznajomienie  studentów  z  zabiegami  

i  czynnościami  formowania  ręcznego  z  modeli  nieuproszczonych  przy 
użyciu  narzędzi  i  przyrządów  formierskich,  a  w  szczególności  
z  przygotowaniem  do  formowania,  z  samym  formowaniem  oraz  ze 
składaniem i przygotowaniem form do zalania ciekłym metalem. 
 
 

6.2.   Wiadomości uzupełniające 

 

Odlewanie  jest  jedną  z  najczęściej  stosowanych  metod 

technologicznych.  Jest  to  metoda  tania  i  może  być  stosowana  do 
produkcji zarówno małych, jak i wielkich przedmiotów, przy czym mogą 
one  być  o  kształtach  prostych  i  skomplikowanych,  ponadto  nadaje  się 
zarówno do produkcji jednostkowej, jak i masowej [1]. Można przy tym 
stosować dużą ilość różnych stopów; koszt odlewów jest na ogół niższy 
od  kosztu  podobnych  przedmiotów  otrzymywanych  według  innych 
metod. 
 

W  miarę  rozwoju  techniki  odlewy  znajdowały  coraz  to  nowe 

zastosowania,  w  niektórych  zaś  przypadkach  zostały  zastąpione 
częściami wytwarzanymi według innych metod, np. tłoczonymi z blach 
lub prętów, prasowanymi z tworzyw sztucznych, ze spieków itp. 
 

Stałe polepszanie własności mechanicznych i fizycznych stopów 

odlewniczych,  udoskonalania  starych  i  wprowadzanie  nowych,  
 
 

 

background image

122 

 

wydajniejszych 

metod 

technologicznych, 

które 

umożliwiają 

otrzymywanie  odlewów  dokładnych  wymiarowo  i  o  gładkiej 
powierzchni bez przeprowadzania obróbki mechanicznej, zmieniają nie 
tylko 

technologiczny, 

lecz 

również 

ekonomiczny 

charakter 

współczesnego odlewnictwa. 
 

Wybór  najwłaściwszej  metody  technologicznej  wytwarzania 

odlewów  jest  często  trudny,  ponieważ  takie  same  odlewy  pod 
względem  jakości  można  otrzymać  przez  zastosowanie  kilku  różnych 
sposobów. W tych przypadkach decyduje analiza ekonomiczna. 
 

Odlewnictwo pod względem tworzywa odlewu można podzielić 

na [2]: 
 

-  odlewnictwo żeliwa, 

 

-  odlewnictwo staliwa, 

 

-  odlewnictwo metali nieżelaznych. 

 

Wytwarzanie  odlewu,  niezależnie  od  rodzaju  tworzywa,  składa 

się z trzech głównych etapów: 
 

-  wykonania formy odlewniczej i rdzeni; 

 

-  przygotowania  ciekłego  metalu  i  wypełnianie  nim  formy 

odlewniczej; 
 

-  usuwanie odlewu z formy i jej wykończenie. 

 

W  każdej  z  wymienionych  dziedzin  odlewnictwa  istnieją  dość 

poważne  różnice  w  sposobach  wykonania  formy,  warunkach 
doprowadzenia metalu do formy, warunkach topienia itp. 
 

Obecnie  najczęściej  stosowane  są  następujące  sposoby 

formowania: 
 

-  w formach piaskowych, 

 

-  w formach skorupowych, 

 

-  w formach gipsowych, 

 

-  w kokilach – grawitacyjnie i pod niskim ciśnieniem, 

 

-  pod ciśnieniem, 

 

-  odśrodkowe (w formach wirujących), 

 

-  według metod precyzyjnych. 

 

Najważniejszą  pozycję  w  przemyśle  zajmuje  odlewnictwo 

żeliwa.  Największe  znaczenie  ma  odlewanie  do  form  piaskowych,  gdyż 
odlewy  żeliwne  i  staliwne  w  znacznej  większości,  a  odlewy  z  metali 
nieżelaznych w ok. 50% wykonywane są w formach piaskowych. Dlatego 
też  tematem  ćwiczeń  z  odlewnictwa  będzie  wytwarzanie  odlewów  
w formach piaskowych. 

background image

123 

 

 

 

6.2.1.   Przebieg procesu formowania 

 

Formowaniem  nazywamy  zespół  czynności  niezbędnych  do 

wykonania  formy  odlewniczej  [3].  Proces  formowania  może  odbywać 
się  ręcznie  przy  użyciu  narzędzi  lub  w  sposób  częściowo  względnie 
całkowicie  zmechanizowany  –  za  pomocą  maszyn  formierskich  
i  specjalnych  urządzeń.  Formowanie  ręczne  stosowane  jest  głównie  
w  produkcji  jednostkowej  i  małoseryjnej,  formowanie  maszynowe  -  
w  produkcji  masowej  i  seryjnej,  i  niekiedy  również  w  produkcji 
jednostkowej (np. przy użyciu narzucarki). 
 

We wszystkich sposobach formowania, wykonanie formy składa 

się z następujących czynności: 
-  przygotowanie miejsca pracy, narzędzi i materiałów; 
-  napełnienie skrzynek i zagęszczenie masy w skrzynkach; 
-  wykonanie odpowietrzenia; 
-  wyjęcie modelu z formy; 
-  wykończenie wnęki formy; 
-  montaż rdzeni i kontrola jakości oraz wymiarów formy; 
-  złożenie formy i przygotowanie jej do zalewania. 
 

Każda z tych czynności składa się z kolei z wielu zabiegów, które 

w zależności od rodzaju formy, jej przeznaczenia i sposobu formowania 
mogą różnić się nieco od siebie. 
 

W  praktyce  odlewniczej  znane  są  następujące  sposoby 

formowania ręcznego: 
-  w dwóch skrzynkach, 
-  w kilku skrzynkach, 
-  w gruncie, 
-  w skrzynkach usuwalnych, 
-  z modeli uproszczonych, 
-  w rdzeniach. 
 

Do wykonania formy odlewniczej potrzebne są: model i skrzynki 

rdzeniowe,  skrzynki  formierskie,  masa  formierska  i  rdzeniowa  oraz 
narzędzia i przyrządy formierskie. 
 

Modelem  odlewniczym  nazywamy  przyrząd  służący  do 

wykonania  form,  które  po  wypełnieniu  ciekłym  metalem  odtwarzają 
kształty  odlewu  (przeważnie  zewnętrzne)  [4].  Wewnętrzne  kształty 
odlewu odtwarza się za pomocą rdzeni wykonywanych w rdzennicach. 
Modele odlewnicze mogą być dzielone w jednej lub kilku płaszczyznach. 
Przy  produkcji  jednostkowej  dużych  i  ciężkich  odlewów  stosuje  

background image

124 

 

się  modele  uproszczone,  natomiast  przy  formowaniu  maszynowym  – 
modele  umieszcza  się  na  specjalnej  płycie,  zwanej  płytą  modelową. 
Modele  odlewnicze  wykonywane  są  z  drewna,  stopów  metali, 
materiałów ceramicznych i tworzyw sztucznych. 
 

Skrzynki formierskie są to ramy przeznaczone do wykonywania 

form  odlewniczych.  Mogą  one  być  odlewane  (z  żeliwa,  staliwa  lub  ze 
stopów  lekkich)  w  całości  lub  w  postaci  elementów  (boków),  które 
następnie  łączy  się  śrubami  lub  przez  spawanie  (staliwne).  Ponadto 
wykonuje  się  skrzynki  z  odpowiednich  kształtowników  walcowanych  i 
łączonych przez spawanie. Podstawową wielkością, według której ustala 
się  wymiary  elementów  konstrukcyjnych  skrzynki  jest  wymiar 
znamionowy 

Z =

L + B

2

   

mm 

gdzie:  

L – długość skrzynki w świetle, mm, 

 

B – szerokość skrzynki w świetle, mm. 

 

Dla  skrzynek  okrągłych  średni  wymiar  znamionowy  jest 

równoznaczny  ze  średnicą  skrzynki  w  świetle  w  mm.  Klasyfikację, 
charakterystykę  oraz  główne  wymiary  skrzynek  można  znaleźć  
w odpowiednich normach. 
 

Narzędzie  służące  do  napełniania  skrzynek  i  zagęszczania  masy 

formierskiej  to:  łopaty,  sita  formierskie,  ubijaki  ręczne  i  pneumatyczne 
oraz zgarniaki. W celu zwiększenia przepuszczalności, formę nakłuwa się 
nakłuwakami.  Do  wyjmowania  modelu  z  formy  służą  gwintowane 
uchwyty  wkręcane  do  modelu  lub  specjalne  klucze.  Naprawianie 
ewentualnych  uszkodzeń,  wygładzanie  powierzchni  wnęki  formy, 
usunięcie  zanieczyszczeń,  wycięcie  niektórych  elementów  układu 
wlewowego  oraz  pokrycie  powierzchni  wnęki  formy  pudrem  lub 
czernidłem  –  wykonuje  się  przy  użyciu  zmiotek,  odkurzaczy, 
dmuchawek,  mieszków,  rozpylaczy  i  narzędzi  do  wykańczania  formy 
(gładziki,  lancety,  jaszczurki,  łyżeczki).  Zestaw  podstawowych  narzędzi 
formierza i rdzeniarza przedstawiono na rys. 6.1. 
 

Przy  montażu  rdzeni  i  kontroli  formy  używane  są:  przymiary, 

sprawdziany wymiarów i kształtów, przyrządy do szlifowania rdzeni oraz 
urządzenia do kontroli stopnia zagęszczenia masy formierskiej. 

background image

125 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 6.1.  Podstawowe narzędzia formierza i rdzeniarza 

 

 

6.2.2.   Przerób mas formierskich 

 

Materiały,  które  stosuje  się  do  wykonywania  form  i  rdzeni 

nazywa się materiałami formierskimi [4]. Są one pochodzenia (głównie) 
mineralnego. Dzieli się je na: materiały formierskie podstawowe (piaski  
i  gliny  formierskie)  i  materiały  formierskie  pomocnicze  (spoiwa 
organiczne i nieorganiczne, grafit, pył węglowy, pudry formierskie itp.). 
 

Piaskami  formierskimi  nazywa  się  niektóre  z  sypkich  i  luźnych 

skał  osadowych,  składających  się  z  osnowy  piaskowej  (powyżej  65% 
masy) i naturalnego lepiszcza mineralnego (poniżej 35% masy). Osnowę 
piaskową  stanowią  głównie  ziarna  kwarcu  (SiO

2

)  o  wymiarach  

0,02÷3,3  mm,  zanieczyszczane  ziarnami  skaleni.  Minerały  występujące 
w  piasku  formierskim  o  wymiarach  poniżej  0,02  mm  nazywa  się 
lepiszczem.  Lepiszczem  nazywa  się  niekiedy  glinę  wiążącą.  Minerały 
wchodzące  w  skład  lepiszcza  dzieli  się  na  dwie  grupy:  wiążące  
i niewiążące po nawilżeniu i wysuszeniu. Do grupy pierwszej zalicza się 
głównie: kaolinit (powstały przy wietrzeniu skał magmowych), illit (różni 
się  od  glin  kaolinitowych  większą  zawartością  alkaliów  oraz  większą 
zawartością  Fe

2

O

3

,  CaO  i  MgO)  i  bentonit  (zawierający  do  80%  iłów 

montmorylonitowych 

– 

powstały 

produktów 

wietrzenia 

 
 

 

background image

126 

 

glinokrzemianów  i  tufów  wulkanicznych).  Klasyfikacja  piasków 
formierskich  w  zależności  od  wielkości  ziarn  osnowy  piaskowej  jest 
znormalizowana. 
 

Materiały  naturalne  występujące  w  postaci  luźnych  skał 

osadowych  i  zawierających  powyżej  50%  lepiszcza  nazywa  się  glinami 
formierskimi. 
 

Do  grupy  pomocniczych  materiałów  formierskich  zalicza  się: 

spoiwo,  materiały  umożliwiające  otrzymanie  czystej  i  gładkiej 
powierzchni odlewu, materiały zapobiegające przylepianiu się masy do 
modelu,  materiały  zwiększające  podatność  i  przepuszczalność  mas, 
szpilki  formierskie  i  podpórki  rdzeniowe.  Spoiwa  są  to  materiały  o 
własnościach  wiążących,  pochodzenia  organicznego  i  nieorganicznego, 
naturalne  lub  sztuczne.  Stosuje  się  je  głównie  jako  spoiwa  do  mas 
rdzeniowych, rzadziej do mas formierskich. 
 

Mieszaninę  głównych  i  pomocniczych  materiałów  formierskich 

dobraną  w  odpowiednim  ilościowym  stosunku  i  przerobioną  
w  określony  sposób  na  specjalnych  urządzeniach  nazywamy  masą 
formierską  –  jeżeli  jest  przeznaczona  do  sporządzenia  form  lub  masą 
rdzeniową – jeżeli przeznacza się ją do wykonania rdzeni. 
 

Masy formierskie można podzielić zależnie od: 

 

1)  przeznaczenia – do odlewów staliwnych, żeliwnych, z metali 

nieżelaznych, 
 

2)  rodzaje osnowy – masy kwarcowe, szamotowe, magnezyto-

we, chromitowe itp., 
 

3)    zastosowania  przy  formowaniu  –  przymodelowe,  wypełnia-

jące, jednolite, 
 

4)  składu – naturalne, gliniaste, syntetyczne, 

 

5)  stopnia zużycia – nowe, odświeżane, używane i zużyte, 

 

6)    wilgotności  formy  –  do  odlewania  na  wilgotno,  w  stanie 

podsuszonym, na sucho i w stanie wypalonym. 
 

Niektóre  masy  formierskie  stosowane  są  również  do 

wykonywania  rdzeni,  są  to  masy:  ze  szkłem  wodnym,  cementowe, 
skorupowe, szamotowe, gliniaste itp. Pozostałe masy rdzeniowe można 
zaliczyć  do  mas  syntetycznych,  ponieważ  składają  się  z  piasku 
kwarcowego  (w  większości  przypadków  płukanego)  z  dodatkiem 
różnych spoiw. 
 

Świeże  piaski  formierskie  dostarczone  do  odlewni  nie  nadają 

się, w większości przypadków, do bezpośredniego użycia i dlatego przed 

background image

127 

 

wprowadzeniem  ich  do  mas  muszą  być  odpowiednio  przygotowane. 
Dotyczy  to  również  mas  formierskich,  które  przy  powtórnym  użyciu 
należy poddać różnym zabiegom. 
 

Metody  przeróbki  materiałów  formierskich  (sporządzania  mas) 

zależą  głównie  od  rodzaju  masy  i  materiałów  wyjściowych.  Przeróbka 
materiałów formierskich w odlewni składa się z następujących operacji: 
suszenie,  rozdrabnianie,  przesiewanie,  oddzielanie  magnetyczne, 
wymieszanie,  nawilżanie,  spulchnianie  i  operacja  dodatkowa  – 
regeneracja. 
 

Do  sporządzania  mas  formierskich  stosuje  się  piaski  naturalne 

oraz kwarcowe [5]. Zasadą jest unikanie suszenia piasków zawierających 
lepiszcze,  aby  nie  obniżyć  własności  wytrzymałościowych  nadawanych 
przez glinę. Ilość wody zawarta w piaskach naturalnych jest nieznaczna. 
Dlatego  dla  odświeżania  mas  formierskich  należy  ją  uzupełnić.  Gdy 
konieczne jest suszenie, nie wolno dopuścić aby przegrzanie piasków z 
gliną  koalinitową  przekroczyło  250⁰C,  a  bentonitową  200⁰C.  Piaski 
kwarcowe  mogą  być  dowolnie  silnie  przegrzewane.  Piaski  i  masa 
formierska używana w poprzednim formowaniu przed wprowadzeniem 
do  mieszarek  winny  być  ochłodzone  do  temperatury  otoczenia,  a 
następnie  przesiane  przez  sito  oraz  poddane  oddzieleniu  wtrąceń 
metalicznych za pomocą elektromagnesów. 
 

Każda masa powinna być przygotowana w mieszarce, przy czym 

czas  mieszania  w  mieszarce  pobocznicowej  wynosi  60÷90  s,  a  w 
mieszarkach krążnikowych 8÷10 minut. Czas mieszania należy ustalić dla 
każdej masy w zależności od typu mieszarki. Masy mieszane zbyt krótko 
wykazują nierówną i niską wytrzymałość. Przedłużenie czasu mieszania 
powoduje  ogrzewanie  się  masy  wywołujące  jej  osypywanie.  Składniki 
mas  wprowadza  się  w  ściśle  określonej  kolejności  do  mieszarki.  W 
przypadku  sporządzania  mas  w  mieszarce  pobocznicowej  woda  jest 
zawsze wprowadzana przed składnikami sypkimi, podczas gdy w innych 
typach mieszarek podawana jest jako jeden z ostatnich składników. 
 

Czas  mieszania  mas  syntetycznych  wyjściowych  lub  z  piasków 

kwarcowych  półtłustych  (8÷15%  lepiszcza)  względnie  tłustych  (15÷25% 
lepiszcza),  sporządzanych  wyłącznie  w  mieszarkach  krążnikowych 
wynosi  10  minut,  a  w  pobocznicowych  90  s.  Masy  odświeżane,  do 
których wprowadza się świeże materiały w ilościach do 15% miesza się 
w mieszarkach krążnikowych 3÷8 minut, a w pobocznocowych 60÷90 s. 

background image

128 

 

Masy wypełniające miesza się w mieszarkach krążnikowych 3÷5 minut,  
a w pobocznicowych 30÷60 s. 
 

Masy  rdzeniowe  specjalne  z  dużą  zawartością  lepiszcza,  jak 

również masy  na  formy  półtrwałe  miesza  się wyłącznie  w  mieszarkach 
krążnikowych w czasie do 30 minut. Masy rdzeniowe z zawartością gliny 
około  3÷5%  ze  spoiwami  higroskopijnymi  sporządza  się  wprowadzając 
piasek kwarcowy, regenerowany, tłusty oraz ewentualny dodatek gliny, 
mieszając  wprowadzone  składniki  w  czasie  2  minut.  Następnie 
wprowadza  się  wodę  i  miesza  3÷5  minut,  a  po  wprowadzeniu  spoiwa 
higroskopijnego  miesza  się  jeszcze  3÷5  minut.  Masy  rdzeniowe  ze 
spoiwami olejowymi dodawanymi do piasków kwarcowych miesza się w 
czasie  3÷5  minut.  W  celu  zwiększenia  wytrzymałości  wprowadza  się 
dodatek  mielonej  gliny  koalinitowej  w  ilości  2÷5%,  miesza  suche 
składniki  przez  1÷2 minut,  a  następnie  wprowadza  się  spoiwo olejowe  
i  miesza  przez  3÷8  minut.  W  celu  uzyskania  wyższej  wytrzymałości  
w stanie świeżym oraz po wysuszeniu, do tych mas nie dodaje się wody. 
 

Masy  formierskie  poddaje  się  badaniu  w  stanie  wilgotnym  na 

przepuszczalność,  wytrzymałość  na  ściskanie  oraz  zawartość  wilgoci,  
w  stanie  wysuszonym oznacza  się  też  przepuszczalność  i  wytrzymałość 
na ściskanie, a przy masach rdzeniowych wytrzymałość na rozciąganie. 
 
 

 

6.2.3.   Oznaczanie wilgotności 

 
 

Zmiana  zawartości  wilgoci  powoduje  poważne  zmiany  szeregu 

własności  technologicznych  mas  formierskich  [6].  O  wyborze 
wilgotności  roboczej  decydują  warunki  technologii  wykonania  odlewu 
oraz przebiegi zmian kilku różnych własności w zależności od zawartości 
wilgoci. Przebiegi te kształtują się odmiennie dla rozmaitych mas. 

T a b e l a   6.1 

Zawartość wilgoci w masach formierskich 

 

Rodzaj metalu 

Zawartość wilgoci, % 

sposób zalewania na 

wilgotno 

sposób zalewania do 

form suszonych 

Staliwo 

3 – 6 

3 – 8 

Żeliwo 

3,5 – 5,5 

4 – 8 

Stopy Cu 

3,5 – 4,5 

4 – 8 

Stopy Al. 

3,5 – 5,5 

 

background image

129 

 

W tab. 6.1 przedstawiono zawartość wilgoci w masach formierskich. 
 

Przez  pojęcie  wilgotności  rozumie  się  wodę,  która  zostaje 

usunięta z materiału formierskiego w temperaturze 105÷110⁰C. Jest to 
zasadniczo  woda  adsorpcyjna,  kapilarna  i  swobodna,  gdyż  usuwanie 
wody sieciowej następuje w wyższych temperaturach. 
 

Zawartość  wilgoci  w  masach  formierskich  oblicza  się  dwoma 

sposobami: 
 

1)  przyjmuje się za 100% składniki suche, zaś zawartość wilgoci 

wyraża się jako naddatek powyżej 100%; 
 

2)  przyjmuje się za 100% sumę składników suchych i wody. 

 

Sposób  pierwszy  stosowany  jest  przede  wszystkim  przy  poda-

waniu  składu  mas,  gdzie  suma  składników  suchych  przeliczona  jest  na 
100%.  Sposób  drugi  stosowany  jest  powszechnie  przy  określaniu 
wilgotności  mas  w  laboratorium.  Zasadniczo  należy  posługiwać  się 
sposobem pierwszym tak przy ustalaniu składu mas, jak i w badaniach 
laboratoryjnych. 
 

Metoda  grawimetryczna  określania  wilgotności  polega  na 

odważeniu  w  starowanym  naczyńku  50  g  materiału  badanego  
z  dokładnością  do  0,01  g  i  wysuszeniu  go  do  stałej  masy  w  suszarce 
laboratoryjnej  w  temperaturze  105÷110⁰C.  Na  podstawie  danych 
praktycznych  ustalono,  że  dla  ilości  wilgoci  spotykanej  w  stosowanych 
materiałach  formierskich  wystarczający  jest  czas  suszenia  ~1  godziny. 
W  przypadku  materiałów  o  dużej  zawartości  wilgoci  (powyżej  15%) 
próbkę  zważoną  po  okresie  suszenia  1  h,  wkłada  się  ponownie  do 
suszarki  i  przetrzymuje  w  niej  przez  dalsze  15  minut,  a  następnie 
ponownie  waży.  Czynność  tę  powtarza  się  aż  do  ustalenia  masy 
badanego materiału. Naczynia z próbką po wyjęciu z suszarki wkłada się 
do  eksykatora,  przetrzymuje  w  nim  aż  do  ostygnięcia  próbki  do 
temperatury  otoczenia,  a  następnie  waży  z  dokładnością  do  0,01  g. 
Zawartość wilgoci (W) oblicza się ze wzoru 

W =

a − b

a

∙ 100% 

gdzie:  

a – masa wilgotnej próbki, 

 

b – masa wysuszonej próbki. 

 

W celu obliczenia wilgotności (W

n

) jako naddatku powyżej 100% 

(przyjmując za 100% składniki suche) stosuje się następujący wzór 

W

=

100 ∙ W

100 − W

background image

130 

 

 

Jako  wynik  miarodajny  przyjmuje  się  średnią  arytmetyczną  z 

dwóch pomiarów, przy czym różnica między tymi wartościami nie może 
przekraczać  0,1%  wilgoci.  W  przeciwnym  przypadku  oznaczenie  należy 
powtórzyć na dwóch nowych próbkach. 

 

 

6.2.4.   Formowanie ręczne 

 

Ręczne  wykonywanie  form  małych  i  średniej  wielkości 

przeprowadza  się  głównie  w  skrzynkach  formierskich  [4].  Najczęściej 
wykonuje się formy w dwóch skrzynkach, rzadziej w jednej lub w trzech, 
przy  czym  można  stosować  formowanie  z  obieraniem,  luźną  częścią 
formy  itp.  W  tabeli  6.2  (a,  b,  c,  d)  przedstawiono  różne  sposoby 
wykonywania  form  (przy  użyciu  modeli).  Niektóre operacje  w  procesie 
formowania  są  prawie  jednakowe  przy  wszystkich  sposobach 
formowania  ręcznego.  Zalicza  się  do  nich  głównie:  zagęszczanie 
(ubijanie) formy, odpowietrzanie formy, obijanie i wyjmowanie modelu 
z  formy,  naprawę  i  wygładzenie  formy,  wkładanie  formy  i 
przygotowanie jej do zalewania. W tabeli 6.3a podano dane dotyczące 
odległości  między  modelami  i  elementami  formy,  a  w  tabeli  6.3b 
normatywy  szpilkowania  formy,  natomiast  w  tabeli  6.4  najmniejszą 
grubość  warstwy  masy  przymodelowej  oraz  w  tabeli  6.5  normatywy 
odpowietrzania form. 
 

Poniżej  zestawiono  kolejność  najważniejszych  czynności 

formowania ręcznego z modelu w dwóch skrzynkach przy użyciu masy 
formierskiej na wilgotno [7]: 
1)   oczyścić miejsce na płytę podmodelową, 
2)   ustawić płytę podmodelową, 
3)   oczyścić dolną część modelu, ustawić na płycie, opylić, 
4)   ustawić modele układu wlewowego (wlewów doprowadzających), 
5)   ustawić dolną skrzynkę formierską, 
6)   nasiać na modele masę przymodelową i obcisnąć ręką, 
7)   nasypać do skrzynki masę wypełniającą, 
8)   zagęścić masę ręcznie w trudno dostępnych częściach formy, 
9)   zagęścić masę ubijakiem, 
10)  zgarnąć nadmiar masy, 
11)  wykonać nakłuwakiem otwory odpowietrzające na całej pomierzch-                
        ni formy, 
12)    podnieść  skrzynkę  razem  z  płytą  podmodelową,  obrócić  o  180⁰  
        i ustawić na przygotowanym miejscu. 

background image

131 

 

T a b e l a   6.2a 

Różne sposoby wykonywania form (przy użyciu modeli) 

Formowanie w dwóch skrzynkach z modelu niedzielonego 

 

 

Model  położyć  na  płycie,  ustawić 

skrzynkę i poprószyć model pudrem 

Model  pokryć  warstwą  masy  przymo-

delowej i nasypać masę wypełniającą 

 

 

Masę zagęścić (ubić) 

Zgarnąć  nadmiar  masy  i  odpowietrzyć 

formę 

 

 

Odwrócić  formę  o  180⁰  i  wygładzić  jej 

powierzchnię 

Nałożyć  górną  skrzynkę  formierską  i 

poprószyć pudrem 

 

 

Założyć model wlewu głównego, nasiać 

masy  przymodelowej,  nałożyć  masę 

wypełniającą i zagęścić 

Zdjąć górną część formy 

background image

132 

 

T a b e l a   6.2b 

Formowanie w dwóch skrzynkach z modelu niedzielonego 

Formowanie w dwóch skrzynkach z modelu niedzielonego 

 

 

W dolnej i górnej części formy wykonać kanały 

układu wlewowego 

Obić i wyjąć model z formy 

 

 

Złożyć, obciążyć i zalać formę 

Odlew wraz z układem wlewowym 

Formowanie z obieraniem z modelu niedzielonego 

 

 

Wykonać dolną część formy i odwrócić o 180⁰ 

Wybrać (obrać) masę wokół tej części mo-delu, 

która uniemożliwia wyjęcie go z formy 

 

 

Wykonać górną część formy 

Formę 

rozebrać, 

wyjąć 

model, 

formę 

wykończyć i złożyć 

Formowanie za pomocą „fałszywki” i kształtowej płyty podmodelowej 

 

 

 

a)    Zagęścić  masę  w  skrzynce 

formierskiej,  odwrócić  ją  o 

180⁰ i wygładzić formę 

b)    Model  zagłębić  w  masę,  aż 

do  części  wystającej.  Fałszywka 

zastępuje 

kształtową 

płytę 

podmodelową (c) 

c)    Zamiast  fałszywki  lepiej 

stosować  kształtową  płytę. 

Pozostałe operacje wykonuje 

się normalnie 

background image

133 

 

 T a b e l a   6.2c 

Formowanie z modelu z częściami luźnymi 

 

 

Formowanie z modelu z częściami luźnymi 

 

 

Przy  wyjęciu  modelu,  wbić  haczyk  w  część 

luźną, obić ją lekko i wyjąć 

Część  luźną  obłożyć  masą,  wyjąć  szpilkę, 

wykonać formę i wyjąć część luźną 

 

 

Aby wyjąć z formy części luźne, część a musi 

być mniejsza niż wymiar b 

W  przeciwnym  przypadku  część  luźną 

modelu należy podzielić 

Formowanie z modelu dzielonego w dwóch skrzynkach 

 

 

Odlew 

Wykonać dolną część formy 

 

 

Wykonać górną część formy 

Rozłożyć  formę,  wyjąć  model,  wykończyć  

i złożyć formę 

background image

134 

 

T a b e l a   6.2d 

Formowanie w trzech skrzynkach (koło pasowe) 

Formowanie w trzech skrzynkach (koło pasowe) 

 

 

Wykonać środkową część formy 

Wykonać dolną część formy 

 

 

Obrócić  całość  o  180⁰  i  wykonać  górną  część 

formy 

Formę  rozebrać,  wyjąć  model  i  złożyć  rdzeń. 

Formę wykończyć i złożyć 

1 – skrzynka górna, 2 – skrzynka środkowa, 3 

– skrzynka dolna 

Formowanie z płaskim rdzeniem („plackiem”) 

 

 

Formowanie z „plackiem” pozwala uniknąć formowania w trzech skrzynkach. 
a)   Dolna część modelu. 
b)   Zagęścić  masę  w  dolnej  skrzynce  do  górnego  poziomu  kołnierza,  nałożyć  rdzeń  2, 
 

zagęścić  masę  do  górnego  poziomu  rdzenia,  wyjąć  rdzeń  i  kołnierz,  założyć  rdzeń  

 

i wykonać dolną formę. 

Formowanie z luźną częścią formy, tzw. „sztuczką” 

 

 

 

Model żeliwny garnka 

Zaformować 

górną 

część 

modelu 

Formę  odwrócić  i  zaformo-
wać 

górną 

wewnętrzną 

część modelu 

background image

135 

 

T a b e l a   6.3a 

Odległości pomiędzy modelami a elementami formy w mm  

(dane orientacyjne) 

 

Masa odlewu  

kg 

między 
górną 
powierz-
chnią 
modelu  a 
górną 
pow. 
formy 

między 
dolną 
powierz-
chnią 
modelu  a 
dolną 
pow. 
formy 

między 
modelem 
a  ścianką 
skrzynki 
formier-
skiej 

między 
wlewem 
a  ścian-
ką 
skrzynki 
formier-
skiej  

między 
mode-
lami 

między 
modelem  a 
wlewem 
roz-prowa-
dzającym 

do 5 

40 

40 

30 

30 

30 

30 

5 – 10 

50 

50 

40 

40 

40 

30 

10 – 25  

60 

60 

40 

50 

50 

30 

25 – 50  

70 

70 

50 

50 

60 

40 

50 – 100 

90 

90 

50 

60 

70 

50 

100 – 250  

100 

100 

60 

70 

100 

60 

250 – 500  

120 

120 

70 

80 

70 

500 – 1000  

150 

150 

90 

90 

120 

1000 – 2000  

200 

200 

100 

100 

150 

2000 – 3000 

250 

250 

125 

125 

200 

3000 – 4000 

275 

275 

150 

150 

225 

4000 – 5000 

300 

300 

175 

175 

250 

5000 – 10000 

350 

350 

200 

200 

250 

pow. 10000 

400 

400 

250 

250 

250 

 

 

 

background image

136 

 

T a b e l a   6.3b 

Normatywy szpilkowania form 

Rodzaj powierzchni  

formy 

Długość szpilek 

formierskich mm 

Odległość pomiędzy 

szpilkami, mm 

sposób zalewania formy 

na wilgotno 

na sucho 

Pionowe i lekko pochyłe 

60 – 100 

80 – 100  

80 – 100 

Poziome, w pobliżu 
doprowadzenia metalu 

60 – 100 

60 – 80  

60 – 80 

Poziome, przy grubości 
ścianki odlewu do  
35 mm 

60 – 80 

80 – 100  

100 – 120 

Poziome, przy grubości 
ścianki odlewu powyżej 35 
mm 

80 – 100 

40 – 60  

60 – 80 

Formy wykonane w 
gruncie – w pobliżu 
doprowadzenia metalu 
(odlewy ciężkie i średniej 
wielkości) 

40 – 60  

25 – 30  

25 – 30  

Krawędzie wlewów do-
prowadzających w formach 
wykonanych w gruncie 

40 – 60  

10 – 15  

10 – 15 

Ścięcia krawędzi formy 

60 – 100  

–  

60 – 80  

Krawędzie i ostre kąty 
formy 

60 – 100  

25 – 30  

25 – 30  

W pobliżu części 
odejmowanych formy o 
głębokości powyżej  
25 mm 

40 – 80  

40 – 80  

60 – 80  

Miejsca naprawiane 

nie krótsze niż 
dwukrotna 
grubość 
naprawianej 
warstwy 

10 – 15  

–    

 

 

background image

137 

 

T a b e l a   6.4 

Najmniejsza grubość warstwy masy przymodelowej [5] 

Wielkość 

formy wg 

[1] 

L + B

2

 

Mała 

skrzynka 

formierska 

L + B

2

= 500 

Średnia skrzynka 

formierska 

L + B

2

= 500 − 1000 

Duża 

skrzynka 

formierska 

L + B

2

= 1000 

Forma 

muro-

wana 

Forma 

wzor-

niko-wa 

Grubość 

warstwy 

masy w 

mm 

10 – 20  

20 – 30  

30 – 100  

10 – 15  

5 – 15  

Oznaczenia:   L = długość skrzynki formierskiej, 
 

B = szerokość skrzynki formierskiej. 

 

T a b e l a   6.5 

Normatywy odpowietrzania form [5] 

Prasowanie w skrzynkach 

Powierzchnia formy, m

do 0,25 

0,25 - 1,0 

1,0 - 2,0 

Średnica szydła od-

powietrzającego, mm 

10 

Ilość nakłuć na 1 m

2

 

15 

10 

 
13)  zdjąć płytę i oczyścić, 
14)  wygładzić powierzchnię podziałową formy i posypać ją pyłem roz- 
        dzielczym, 
15)  oczyścić i ustawić górną część modelu na dolnej części oraz opylić    
        model, 
16)  ustawić model wlewu rozprowadzającego, 
17)  ustawić górną skrzynkę formierską na dolnej, 
18)  ustawić modele wlewu głównego i nadlewu, 
 

 

background image

138 

 

19)  nasiać na modele masę przymodelową i zagęścić ręcznie, 
20)  napełnić skrzynkę masą wypełniającą, 
21)  zagęścić  masę  ręcznie  w  trudno  dostępnych  częściach  formy,  
        a następnie ubijakiem, 
22)  zgarnąć nadmiar masy, 
23)   wykonać  nakłuwakiem  otwory  odpowietrzające  na  całej  
        powierzchni formy, 
24)  obić i wyjąć modele wlewu głównego i nadlewu, 
25)  wygładzić ostre krawędzie otworów w formie, 
26)  ułożyć klocki dla ustawienia górnej skrzynki, 
27)  podnieść górną skrzynkę, obrócić o 180⁰ i postawić na klockach, 
28)  wygładzić powierzchnię podziałową górnej części formy, 
29)  obić i wyjąć modele z górnej części formy, 
30)  obić i wyjąć modele z dolnej części formy, 
31)  naprawić uszkodzenia w górnej i dolnej części formy, 
32)  szpilkować występy, 
33)  wykonać  nakłuwakiem  otwory  odpowietrzające  na  powierzchni    
        podziałowej dookoła wnęki na górnej i dolnej części formy, 
34)  oczyścić  rdzenie  i  sprawdzić  ich  odpowietrzenie  oraz  wykonać  
        kanały  dla  odprowadzenia  gazów  z  rdzeni  w  górnej  i  dolnej  części  
        formy, 
35)  ustawić rdzenie w dolnej części formy, 
36)  ustawić i zamocować rdzenie w górnej części formy, 
37)  uszczelnić rdzenniki, 
38)  przedmuchać dolną i górną część formy, 
39)  podnieść górną skrzynkę, obrócić ją o 180⁰ i złożyć formę, 
40)  zaformować w nadstawkach zbiornik wlewowy i nadlewy, 
41)  przykryć wszystkie otwory na górnej powierzchni formy kawałkami  
        papieru, 
42)  ustawić na formie nadstawki z nadlewami i zbiornikiem wlewowym,  
        uszczelnić ich połączenie z formą oraz uszczelnić formę, 
43)  obciążyć formę. 

 

Wielkość  minimalnej  masy  m  obciążnika  można  obliczyć  ze 

wzorów: 
a)  dla formy odlewniczej bez rdzeni – wzór ogólny 

m = k V γ

− G   [kg] 

 

 

background image

139 

 

 

wzór uproszczony dla stopów żelaza 

m = 1,5 ∙ 7 V − G   [kg] 

b)  dla  formy  odlewniczej  z  rdzeniami,  które  są  dociskane  przez  górną  
     część formy – wzór ogólny 

m = k 

V γ

+

− γ

୰ୢ

 V

୰ୢ

− G

   [kg] 

 

wzór uproszczony dla stopów żelaza 

m = 1,5 

7 V + 5 V

୰ୢ

 − G   [kg] 

 

gdzie:  k  –   współczynnik  (uwzględniający  uderzenie  strumienia  

 

   

 

 

metalu  przy  zalewaniu),  którego  wartość  przyjmuje 

 

   

 

   się:  1,5  dla  odlewów  o  prostym  kształcie,  2,0  –  dla  

 

   

 

 

odlewów o kształcie złożonym, 

 

   

V  –   objętość zawarta nad powierzchnią odlewu w górnej  

 

   

 

 

części formy sięgająca do poziomu ciekłego metalu w  

 

   

 

 

zbiorniku wlewowym, dm

3

 

   

V

rd

 –   objętość rdzenia bez znaków rdzeniowych, dm

3

 

   

γ

m

 –   gęstość ciekłego metalu, kg/dm

3

 

   

 

  dla żeliwa i staliwa przyjmuje się γ

m

 = 7 kg/dm

3

 

   

 

  dla stopów miedzi 8 kg/dm

3

 

   

 

 

  dla stopów aluminium 2 kg/dm

3

 

   

γ

rd

 – gęstość masy rdzeniowej (1,8÷2,0), kg/dm

3

 

   

G – masa górnej części formy, kg. 

 

   

 

6.2.5.   Zasady obliczania układów wlewowych 

 

Układ  wlewowy  jest  to  system  kanałów  i  zbiorników  wykonanych  

w formie odlewniczej, mających za zadanie [8]: 
-    ciągłe,  równomierne  i  spokojne  doprowadzenie  ciekłego  metalu  do 
 

wnęki formy, 

-    zabezpieczenia przed przedostawaniem się żużla i zanieczyszczeń do 
 

wnętrza formy, 

-    zasilanie odlewu ciekłym metalem podczas krzepnięcia, 
 

 

background image

140 

 

-    współdziałanie 

innymi 

czynnikami 

celu 

wywołania 

 

równoczesnego lub kierunkowego krzepnięcia i chłodzenia odlewu. 

 

Układ wlewowy składa się z następujących elementów: 

-  zbiornik  wlewowy  (ZW)  ma  za  zadanie  ułatwienie  wprowadzenia 
 

ciekłego  metalu  do  formy,  zabezpieczenie  ciągłości  zalewania  oraz 

 

wstępne zatrzymanie zanieczyszczeń, 

 

 

Rys. 6.2.    Układ wlewowy: 

 

 

 

1 – zbiornik wlewowy (ZW); 2 – wlew główny (WG);  

 

 

 

3 – wlew rozprowadzający (WR); 4 – wlew doprowa-

 

 

 

dzający (WD); 5 – przelew (PL); 6 – nadlew (NL) 

-  wlew  główny  (WG)  jest  kanałem  pionowym,  o  kształcie  stożka 
 

ściętego  o  zbieżności  3÷5⁰  łączącym  zbiornik  z  następnym 

 

elementem – wlewem rozprowadzającym, 

-  wlew  rozprowadzający  (WR)  jest  kanałem  poziomym  o  przekroju 
 

najczęściej trapezowym, umiejscowionym w górnej połowie formy w 

 

płaszczyźnie  podziału,  który  ma  za  zadanie  zatrzymanie 

 

zanieczyszczeń  oraz  zmniejszenie  szybkości  strugi  metalu  i 

 

doprowadzenie metalu do wlewów doprowadzających, 

-  wlewy  doprowadzające  (WD)  kierują  ciekły  metal  od  wlewu  rozp-
 

rowadzającego  bezpośrednio  do  odlewu;  są  to  kanały  poziome  o 

 

przekroju  najczęściej  trapezowym  lub  trójkątnym,  umiejscowione 

 

przeważnie w dolnej formie w płaszczyźnie podziału, 

-  przelew  (PL)  jest  kanałem  pionowym  o  kształcie  ściętego  stożka, 
 

umieszczonym  zazwyczaj  w  najwyższym  punkcie  odlewu  w  prze- 

 
 

 

background image

141 

 

ciwległym  końcu  wlewów  doprowadzających;  przelew  służy  do 
szybkiego odprowadzenia gazów i powietrza z wnęki formy w pierwszej 
chwili  zalewania  oraz  do  sygnalizowania  chwili  wypełnienia  formy 
ciekłym  metalem.  Do  małych  odlewów,  jak  również  przy  formowaniu 
maszynowym – przelewów na ogół nie stosuje się. Grubość przelewów 
musi  być  mniejsza  od  grubości  ścianek  odlewu,  na  którym  zostały 
umieszczone (0,8 grubości ścianki odlewu). 
 

Przy projektowaniu układu wlewowego należy brać pod uwagę 

następujące wytyczne: 
 

1.  W celu uzyskania spokojnego przepływu metalu w kanałach, 

zamiast  jednego  grubego  wlewu  doprowadzającego,  stosuje  się  kilka 
(np.  2÷6)  wlewów  o  mniejszych  przekrojach,  jednak  przy  zbyt  małych 
przekrojach  wlewów  doprowadzających  może  nastąpić  zakrzepnięcie  
w nich metalu. 
 

2.  Metal  wpływając  do  formy  nie  powinien  napotykać 

przeszkód  w  postaci  występów  formy  lub  rdzeni.  Nie  należy  kierować 
strumienia  metalu  prostopadle  w  pionową  ścianę  formy.  Kierunek 
strumienia  powinien  pokrywać  się  z  kierunkiem  jednej  lub  kilku  ścian 
albo żeber odlewu. Jeżeli ściana odlewu ma krzywiznę, strumień metalu 
można kierować według stycznej do krzywizny. 
 

3.  W  celu  uniknięcia  zasysania  żużla  i  zanieczyszczeń  przez 

układ  wlewowy,  przepustowość  poszczególnych  elementów  układu 
wlewowego, licząc od wlewu głównego do wlewów doprowadzających, 
powinna się zmniejszać. 
 

4.  Przez  odpowiednie  zaprojektowanie  układu  wlewowego 

można  regulować  w  szerokim  zakresie  rozkład  temperatur  w  odlewie 
podczas jego krzepnięcia i stygnięcia. 
 

Rozróżnia  się  dwie  odmiany  procesu  krzepnięcia  odlewów: 

jednoczesne  i  kierunkowe.  Zasadę  krzepnięcia  jednoczesnego  stosuje 
się do odlewów żeliwnych o dużym stopniu grafityzacji. Ciekły metal do 
takich  odlewów  doprowadza  się  do  cienkich  nie  obrabianych  miejsc 
odlewu  jak:  żebra,  występy  itp.,  które  są  wtedy  zasilane  najgorętszym 
metalem.  Metal  dopływając  do  grubych  części  odlewu  ma  już  nieco 
niższą temperaturę. W tych warunkach krzepnie i stygnie mniej więcej 
równomiernie zarówno w cienkich, jak i grubych przekrojach. 
 

Krzepnięcie  kierunkowe  stosuje  się  do odlewów wytwarzanych 

ze  stopów  mających  skłonności  do  tworzenia  jam  skurczowych,  np. 
 

background image

142 

 

staliwa,  żeliwa  o  małej  zawartości  krzemu,  czy  też  do  stopów  metali 
nieżelaznych  (poza  stopami  lekkimi).  W  odlewach  z  tych  tworzyw 
krzepnięcie powinno się zaczynać w określonych miejscach odlewu, np. 
położonych  w  dolnych  częściach  formy  i  stopniowo  rozszerzać  się  ku 
górze,  a  następnie  kończyć  w  miejscach  zasilanych  przez  nadlew  lub 
ewentualnie przez wlew, czyli w miejscach położonych na górze formy. 
Jama  skurczowa  tworzy  się  wówczas  w  miejscach,  które  krzepną 
ostatnie, a więc w nadlewie lub wlewach. 

 

 

6.2.6.   Obliczanie układu wlewowego dla odlewów ze 

 

stopów metali nieżelaznych wykonywanych 

 

w formach piaskowych 

 

Do obliczania najkorzystniejszego czasu zalewania stopów 

metali nieżelaznych w formy piaskowe stosuje się wzór 

t = s 

√M   [s] 

gdzie: 

t    -  czas zalewania w sekundach, 

 

s   -  współczynnik  zależny  od  przeważającej  (lub  średniej) 

 

      grubości ścianki odlewu, 

 

M  -  masa odlewu wraz z układem wlewowym, kg. 

Wartość współczynnika s dla metali nieżelaznych podano w tabeli 6.6. 

T a b e l a   6.6 

Wartość współczynnika s dla stopów metali nieżelaznych 

Grubość ścianki g  

mm 

Wartość współczynnika s 

stopy aluminium 

stopy miedzi  

(brązy cynowe) 

Do 6 

1,8 

0,65 

6 – 10 

2,0 

0,70 

10 – 15 

2,2 

0,75 

15 – 20 

2,4 

0,80 

20 – 40 

2,6 

0,90 

40 – 60 

3,0 

1,10 

 
 

 

background image

143 

 

Sumę powierzchni przekrojów wlewów określa się na podstawie wzoru 

S =

M

t ∙ K

   [cm

gdzie: 

M  -  masa odlewu wraz z układem wlewowym, kg, 

 

t  -  czas zalewania, s, 

 

K  -  prędkość  zalewania  formy  (ilość  metalu  w  kg  przepły- 

 

 

  wającego  w  ciągu  1  s  przez  1  cm

2

  przekroju  wlewu  

 

 

  głównego) 



୩୥

ୡ୫

∙ୱ

. 

Wartość K dobiera się z tabeli 6.7 w zależności od ρ

k

 obliczonego według 

wzoru 

ρ

=

M

V

 

w którym:  ρ

k

  -  stosunek masy do objętości odlewu, 

 

M  -  masa odlewu, kg, 

 

V  -  iloczyn wymiarów zewnętrznych odlewu, dm

3

Wartości K objęte w tabeli 6.7 dotyczą form wilgotnych; przy zalewaniu 
form  suszonych,  wartości  te  należy  zwiększyć  o  50%.  Przekrój  wlewu 
rozprowadzającego (belki wlewowej) powinien być 1,5÷1,7 razy większy 
od  sumy  przekrojów  wlewów  doprowadzających  [4].  Przekrój  dolnej 
części wlewu głównego powinien być równy sumie przekrojów wlewów 
doprowadzających (układ wlewowy prosty) lub – mniejszy o około 25% 
(układ wlewowy rozgałęziony). 
 

W  przypadku  gdy  z  obliczenia  wynika,  że  przekrój  wlewu 

doprowadzającego  jest  mniejszy  od  przekroju  zasilanego  węzła  lub 
ścianki, zaleca się stosowanie zasilaczy. 
 

W  przypadku  stopów  aluminium  wlewy  główne  mają  zwykle 

kształt  okrągły  [10],  wlewy  rozprowadzające  kształt  trapezowy  o 
stosunku wysokości do podstawy 1÷1,3, wlewy doprowadzające kształt 
prostokąta  o  grubości  równej  lub  nieco  większej  od  grubości  ścianki 
odlewu  w  miejscu  zasilania.  Stosuje  się  zasadę  krzepnięcia 
kierunkowego.  Zasadę  tę  stosuje  się  również  w  przypadku  odlewania 
brązów bezcynowych i mosiądzów. 
Poszczególne przekroje elementów układu wlewowego można obliczyć 
ze stosunku 

k

=

౭ౚ

;       k

=

౭౨

;       k

=

౭ౝ

 

background image

144 

 

 

 

T

a

b

e

l

a

 

6

.7

 

Prę

dk

o

ść

 zal

e

w

ani

[k

g

/(

cm

2

∙s)] 

w

 zal

e

żno

śc

i o

w

spó

łc

zy

nni

k

a

 ρ

k

 

6 – 7 

0

,7

5

 

0

,7

0

 

5 – 6 

0

,7

0

 

0

,6

5

 

4 – 5 

0

,6

5

 

0

,6

0

 

3 – 4 

0

,6

0

 

0

,5

5

 

2,5 – 3,0 

0

,4

5

 

0

,5

5

 

0

,5

0

 

2,0 – 2,5 

0

,4

0

 

0

,5

0

 

0

,4

5

 

1,5 – 2,0 

0

,3

5

 

0

,4

5

 

0

,4

0

 

1,0 – 1,5 

0

,3

0

 

0

,4

0

 

0

,3

5

 

0,5 – 1,0 

0

,2

5

 

0

,3

5

 

0

,3

0

 

0,3 – 0,5 

0

,2

2

 

0

,3

0

 

0

,2

5

 

do 0,3 

0

,2

 

  

  

   

   

   

  

   

 W

art

o

ść

 ρ

k

 

 

R

o

dzaj

  

st

o

p

ó

w

 

S

to

py

 al

um

ini

um

 

(si

lum

iny

S

to

py

 m

ie

dzi

 z 

brązam

(al

u

m

ini

um

B

rązy

 al

um

in

o

w

e

 

background image

145 

 

Współczynnik  powierzchni  przekrojów  dla  różnych  stopów  metali 
nieżelaznych podano w tabeli 6.8. 

T a b e l a   6.8 

Współczynnik powierzchni przekrojów dla różnych stopów 

metali nieżelaznych 

Odlewy 

k

k

k

Aluminium 

1,0 

1,2 – 2,2 

2 – 6  

Mosiądze specjalne 

1,0 

2 – 2,8 

1 – 4,8 

Brązy fosforowe i 
cynowo-cynkowe 

1,0 

1 – 4,0 

0,7 – 2,0 

Brązy aluminowe 

1,0 

2 – 4  

2 – 4 

Magnez 

1,0 

2 – 4  

2 – 4  

 
Stopy Al 

S

୵୥

< S

୵୰

< S

୵ୢ

 

lub 

S

୵୥

< S

୵୰

> S

୵ୢ

 

gdzie  

S

୵୥

> S

୵ୢ

 

Mosiądze i brązy bezcynowe 

S

୵୥

< S

୵୰

< S

୵ୢ

 

 

 

6.2.7.   Pomiar twardości (stopnia zagęszczenia) masy 

 

formierskiej gotowej formy 

 

Pomiar  twardości  form  wilgotnych  przy  użyciu  twardościo-

mierza  LTW  „A”  Polega  na  jego  dociśnięciu  do  powierzchni  mierzonej 
formy w ten sposób, aby podstawa przyrządu ściśle do niej przylegała. 
Podczas  pomiaru  część  kulki  (1),  (rys.  6.3),  zagłębia  się  w  masę 

background image

146 

 

formierską,  a  reszta  z  połowy  kulki  cofa  się  i  za  pośrednictwem 
sprężynki  (2)  powoduje  wychylenie  wskazówki  przyrządu.  W  tym 
momencie  należy  odczytać  twardość  masy  formierskiej  na  skali 
przyrządu.  Pomiar  twardości  należy  dokonać  minimum  w  pięciu 
miejscach powierzchni formy, a następnie obliczyć średnią wartość tego 
pomiaru. 
 
 
 

 

 

 

 

Rys. 6.3.     Twardościomierz  LTW  „A”  do  pomiaru  stopnia  

 

 

zagęszczania form wilgotnych:  

 

 

1 – kulka o Ф 5,08 mm; 2 – sprężyna 

 

6.3.   Materiały i urządzenia 

 

W  czasie  ćwiczenia  stosujemy  następujące  materiały  

i urządzenia: 
1.   Piasek  formierski  półtłusty  (zaw.  Lepiszcza  14,9%),  oznaczenie  
 

P-1140/200/100-M80-1350. 

2.  Model odlewniczy dzielony lub niedzielony. 
3.  Narzędzia i przyrządy formierskie. 
4.  Mieszarka laboratoryjna typu LM. 
 

Składniki  masy  formierskiej  w  postaci  piasku  formierskiego  

 

z  dodatkiem  gliny  formierskiej,  pyłu  węglowego,  spoiwa  itp.  

 

w  stanie  rozdrobnionym  (na  sucho  lub  w  stanie  ciekłym)  ulegają 

 

mieszaniu  i  rozcieraniu  przez  dwa  krążniki:  jeden  toczący  się 

 

dookoła  osi  pionowej  od  środka  misy,  a  drugi  od  zewnątrz. 

 

Sumaryczna masa składników powinna wynosić 3÷6 kg. 

 

 

background image

147 

 

5.  Mieszarka  masy  rdzeniowej  typu  MS-0075B  (skrzydłowa) 
 

przeznaczona  jest  do  sporządzania  mas  rdzeniowych  z  piasku 

 

kwarcowego  na  spoiwach  olejowych  i  żywicznych,  na  dekstrynie 

 

lub szkle wodnym oraz może być użyta do sporządzania niewielkiej 

 

ilości  mas  formierskich.  Napełnianie  mieszarki  składnikami  masy 

 

odbywa się przez kratę wsypową zakrywającą misę. Załadowane do 

 

mieszarki składniki masy podlegają procesowi mieszania za pomocą 

 

obracającego  się  wewnątrz  mieszarki  mieszadła  w  kształcie  litery 

 

„S”  i  dwóch  wymiennych  łopatek  przymocowanych  do  mieszadła. 

 

Ruch obrotowy tych części powoduje przemieszczanie się masy od 

 

środka  misy  na  pobocznicę,  skąd  wskutek  działania  łopatek  masa 

 

powraca  do  środka  misy.  Opróżnianie  mieszarki  odbywa  się 

 

samoczynnie po otwarciu drzwiczek zamykających otwór wsypowy 

 

w pobocznicy misy. 

6.  Suszarka  elektryczna  komorowa  typu  SEL-8N.  Temperatura 
 

znamionowa 250⁰C. 

7.  Waga laboratoryjna typu WS-21. 
8.  Suszarka próżniowa typu KBC G16/215. 
9.  Piec elektryczny komorowy typu PEK-2A o mocy P

znam

 = 37 kW. 

10.  Tygiel grafitowy. 
11.  Twardościomierz LTW „A”. 

 

6.4.   Przebieg ćwiczenia 

 

Na  podstawie  modelu  odlewniczego  (ewentualnie  rysunku  su-

rowego  odlewu)  obliczyć  i  dobrać  najbardziej  odpowiedni  typ  układu 
wlewowego. 
 

Przed  przystąpieniem  do  obliczania  układu  wlewowego  należy 

najpierw obliczyć masę odlewu (tab. 6.9), następnie przekroje wlewów 
doprowadzających oraz ustalić kształt i wymiary pozostałych elementów 
układu wlewowego, jak wlewu głównego i rozprowadzającego (tab. 6.6 
do  6.8). Po obliczeniu  układu  wlewowego  dobrać  skrzynkę  formierską. 
Następnie sprawdzić wilgotność masy formierskiej oraz przygotować ją 
mieszając  składniki  masy  w  mieszarce.  Po  przygotowaniu  masy 
formierskiej  wykonać  formę  z  otrzymanego  modelu  niedzielonego, 
posługując  się,  przy  wykonywaniu  poszczególnych  czynności, 
odpowiednimi narzędziami i przyrządami. 
 

 

background image

148 

 

T a b e l a   6.9 

Niektóre własności fizyczne podstawowych stopów odlewniczych [5] 

Nazwa stopu 

Zawartość 

głównych 

składników 

stopowych % 

Ciężar 

właściwy 

przy 20⁰C 

g/cm

Ciężar właściwy w stanie 

ciekłym g/cm

3

 

granica 

wartość 

średnia 

Stopy aluminiowe 

4,5 Cu 

2,8 

 

 

5 – 12 Si 

2,6 – 2,7 

 

 

11 – 13 Si  

2,6 

2,1 – 2,7  

2,4 

10 – 3,8 Mg 

2,6 – 2,7 

 

 

Stopy magnezu 

do 10 Al 

1,7 – 1,81 

1,5 – 1,7 

1,6 

Stopy cynku 

3,5 – 5 Al 

 

 

 

0 – 4 Cu 

6,6 – 6,9 

5,65 – 6,15 

5,9 

Stopy miedzi: 

 

 

 

 

brązy cynowo-ołow. 

10 Sn – 10 Pb 

8,7 – 9,3 

7,3 – 7,9 

7,6 

brązy cynowe 

10 – 5 Sn 

8,8 – 8,9 

 

 

brązy aluminiowe 

5 – 10 Al 

7,4 – 8,2 

6,7 – 7,3 

7,0 

brązy krzemowe 

3 – 1,5 Si 

6,5 – 6,7 

7,3 – 7,9 

7,6 

Mosiądze 

58 Cu 

8,4 

 

 

60 Cu 

8,5 

7,5 – 8,0 

7,75 

70 Cu 

8,5 

 

 

90 Cu 

8,8 

 

 

Żeliwo (szare i białe) 

C – 2,8 – 3,8 

6,95 – 7,35  6,75 – 7,05 

7,0 

Si – 1,0 – 2,7 

 

 

 

Staliwo węglowe 

C – 0,15 – 0,8 

7,20 – 7,45  7,05 – 7,20 

7,12 

Po  wykonaniu  formy  należy  dokonać  pomiaru  twardości  (stopnia 
zagęszczania) masy formierskiej przy użyciu twardościomierza LTW „A” 
minimum  w  pięciu  miejscach  powierzchni  podziału  formy,  a  następnie 
obliczyć  wartość  średnią  tego  pomiaru.  Pomiar  twardości  formy  
w  różnych  miejscach  umożliwia  kontrolę  równomierności  jej 
zagęszczenia. 
 

 

background image

149 

 

 

6.5.   Opracowanie sprawozdania 

 

Sprawozdanie z ćwiczenia winno zawierać: 

1)   cel ćwiczenia, 
2)  opis użytych urządzeń, przyrządów i narzędzi formierskich, 
3)  krótki opis przebiegu ćwiczenia, 
4)  podany  tok  obliczeń  układu  wlewowego:  masę  odlewu,  przekroje 
 

wlewu  głównego  (S

wg

);  wlewu  rozprowadzającego  (S

wr

)  i  wlewu 

 

doprowadzającego (S

wd

), stosowane wzory, 

5)  wyniki pomiaru wilgotności masy formierskiej, 
6)  sposób  przygotowania  masy  formierskiej  oraz  przebieg  czynności 
 

przy formowaniu formy, 

7)  szkic  modelu  i  układu  wlewowego  oraz  formy  odlewniczej  z 
 

naniesionymi głównymi wymiarami, 

8)  wyniki pomiaru twardości gotowej formy, 
9)  wnioski z ćwiczenia. 

PYTANIA KONTROLNE 

1.  Co  nazywamy  formowaniem  i  jakie  rozróżniamy  sposoby 
 

formowania? 

2.  Z jakich czynności składa się wykonanie formy? 
3.  Jakie są elementy niezbędne do wykonania formy? 
4.  Wymienić narzędzia formierskie. 
5.  Jakie stosuje się materiały formierskie do wykonania form i rdzeni? 
6.  Z jakich elementów składa się układ wlewowy? 
7.  Na czym polega zasada krzepnięcia jednoczesnego? 
8.  Na czym polega krzepnięcie kierunkowe? 
 

 

background image

150 

 

 

Literatura 

 
[1] 

M. Skarbiński:  Zasady konstruowania odlewanych części maszyn.  

 

 

WNT, Warszawa 1968. 

[2] 

M. Skarbiński, P. Murza-Mucha:  Ćwiczenie  z  odlewnictwa.  Wyd.  

 

 

Pol. Warszawskiej 1964. 

[3] 

K. Błaszkowski:  Technologia formy i rdzenia. Warszawa 1968. 

[4] 

T. Piwoński: 

Poradnik  modelarza,  formierza  i  rdzeniarza. 

 

 

WNT, Warszawa 1977. 

[5] 

Praca zbiorowa:  Mały  poradnik  odlewnika.  WNT,  Warszawa  

 

 

1965. 

[6] 

A.  Lewandowski,  Z.  Wertz:    Badanie  materiałów  formierskich. 

 

 

WNT, Warszawa 1967. 

[7] 

Praca zbiorowa:  Przygotowanie  produkcji  odlewu.  WNT,  War- 

 

 

szawa 1963. 

[8] 

P. Murza-Mucha: Odlewnictwo Techniki Wytwarzania. PWN, War- 

 

 

szawa 1978. 

[9] 

Praca zbiorowa:  Laboratorium 

techniki 

wytwarzania.  

 

 

Odlewnictwo. Pol. Śląska – Gliwice 1979. 

[10]  Z. Górny i inni:  Odlewnicze  stopy  metali  nieżelaznych.  WNT, 
 

 

Warszawa 1963.