3. WYTWARZANIE ODLEWÓW W FORMACH TRWAŁYCH.

WYTWARZANIE ODLEWÓW W FORMACH TRWAŁYCH

1. Co to jest kokila?

Kokile – są formami: jednoczęściowymi lub wieloczęściowymi, z kształtowymi płaszczyznami podziału

(pionowymi i poziomymi) umożliwiającymi wyjęcie gotowego odlewu wraz z przylanym ukł. wlewowym. W

przypadku odlewów z otworami stosuje się dodatkowe rdzenie (metalowe lub piaskowe). Wielorazowe formy

trwałe, od kliku do kilkudziesięciu tysięcy odlewów

2. Jakie czynniki wpływają na trwałość kokili?

Rodzaj materiału użytego do budowy, rodzaj materiału odlewu, konstrukcja i stopień skomplikowania kokili i

odlewu, rodzaj pokrycia ochronnego nakładanego na powierzchnię wnęki formy

3. Wymienić cechy charakterystyczne odlewania kokilowego.

4. Wymienić wady i zalety wytwarzania odlewów w kokilach.

Zalety: duża dokładność wymiarowa odlewów, mała chropowatość i duża czystość powierzchni surowego

odlewu  zmniejszenie naddatków ma obróbkę, a nawet wyeliminowanie obróbki mech., dobra jakość

tworzywa (drobnoziarnista struktura), możliwość zwiększania dopuszczalnych zawartości domieszek,

możliwość skrócenia czasu obróbki cieplnej odlewów, zwiększenie uzysku wskutek ograniczenia wielkości ukł.

wlewowego i naddatków na obróbkę, wyeliminowanie obiegu skrzynek formierskich oraz miejsc ich

składowania, lepsze warunki pracy – poprawa BHP, wzrost wskaźników wydajności, obniżenie kosztów

produkcji, łatwiejsza mechanizacja i automatyzacja procesu wytwarzania, duża stabilizacja procesu odlewania.

Wady: ograniczona trwałość formy z pracochłonnym i kosztownym jej wykonaniem, znaczne naprężenia

odlewów, możliwość zagazowania odlewów (brak przepuszczalności formy), większa wrażliwość na zmiany

parametrów procesu odlewania, trudności w uzyskiwaniu odlewów cienkościennych, większa niejednorodność

właściwości w przekroju ścianki odlewu, ograniczona wielkość odlewów.

5. Jakie czynniki wpływają na prawidłową technologię odlewania kokilowego?

Temperatura formy metalowej (kokili) – zależy od temp. i właściwości wlewanego stopu, konstrukcji i

wielkości odlewu czyli kształtu i grubości jego ścianek, materiał kokili (przewodność cieplna).

Temperatura ciekłego metalu wlewanego do formy – zależy od: rodzaju stopu, wielkości odlewu i stopnia

skomplikowania jego kształtu oraz temp. podgrzania kokili.

Rodzaj i grubość warstwy pokrycia ochronnego kokili – regulują szybkość stygnięcia odlewu; np. pokrycie

grafitem (przyspiesza); kredą, tlenkiem cynku (izolują).

6. Wymień i opisz metody odlewania w formach wirujących.

Odlewanie odśrodkowe właściwe – oś symetrii odlewu pokrywa się z osią wirowania formy. Kokile mające

kształt brył obrotowych wirują, a siła odśrodkowa wypycha masę do ścianek wewnętrznych kokili  odlewy

mają kształt brył obrotowych. Może być poziome (rury, tuleje; gdy długość większa od średnicy) lub pionowe

(krótkie tuleje i pierścienie, średnica większa od długości).

Odlewanie półśrodkowe – oś odlewu pokrywa się z osią wirowania formy, powierzchnię wewnętrzną odlewu

odwzorowuje umocowany w formie rdzeń; odlewy mają kształt brył obrotowych.

Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym – tylko oś wlewu głównego doprowadzającego ciekły metal do

formy pokrywa się z osią wirowania formy. Ciśnienie spowodowane siłą odśrodkową powoduje wypełnienie

wnęk formy rozłożonych promieniowo wokół osi wlewu głównego. Poziome lub pionowe, rzadko wirowanie

wokół osi pochylonej.

7. Wymień zalety i wady odlewania w formach wirujących.

Zalety: zwiększenie właściwości mech. odlewów (większa twardość, lepsza plastyczność), bardziej

drobnoziarnista i zwarta struktura, poprawienie właściwości technologicznych, fizycznych i chem. związanych z

większą jednorodnością odlewu, zmniejszenie lub wyeliminowanie układów wlewowych i nadlewów, duży

uzysk, ograniczenie lub wyeliminowanie prac rdzeniarskich i formierskich  oszczędność 30-60% czasu

przygotowania zestawu formy, lepsze warunki wypełniania formy, umożliwiające niejednokrotnie odlewanie w

niższej temp., łatwość wykonania odlewów i odlewów wielowarstwowych, zwiększenie wydajności,

zmniejszenie pow. roboczej.

Wady: niekiedy duży koszt urządzeń i oprzyrządowania oraz ich eksploatacji, mała uniwersalność urządzeń do

odlewania odśrodkowego, zwiększanie skłonności do segregacji w odlewach, złożony charakter obsługi

urządzeń do odlewania odśrodkowego uniemożliwiający czasami wprowadzenie pełnej mechanizacji i

automatyzacji, ograniczenie wielkości odlewów.

8. Wymień parametry procesu odlewania odśrodkowego.

Usytuowanie osi wirowania, prędkość wirowania formy, temp. formy, temp. ciekłego metalu, warunki

chłodzenia lub izolacji cieplnej formy.

9. Na czym polega odlewanie pod niskim ciśnieniem, zalety i wady tej metody.

Odlewanie pod niskim ciśnieniem zalicza się do odlewania kokilowego, używa się ciśnienia atmosferycznego.

Stosuje się do odlewów nieżelaznych. Polega na doprowadzaniu ciekłego metalu z pieca bezpośrednio do kokili,

umieszczonej na specjalnej płycie nad piecem i bezpośrednio z nim połączonej układem wlewowym i rurą

wlewową tak, że odlew w czasie krzepnięcia połączony jest z ciekłym metalem w piecu, co umożliwia znaczne

zmniejszenie lub nawet wyeliminowanie nadlewów.

Zalety: zwiększenie uzysku wskutek zmniejszenia wielkości nadlewów zasilających dzięki stałemu zasilaniu

ciekłym metalem pod ciśnieniem krzepnących odlewów, dobre wypełnianie kokili i dobre odtwarzanie

szczegółów – także odlewy o cienkich ściankach, lepsza lejność poprzez wyższą temp. metalu, łatwiejsza

mechanizacja i automatyzacja procesu, większa wydajność z 1m2 pow. produkcyjnej.

Wady: wysokie koszty urządzenia, większe koszty eksploatacji,

10. Wymień metody odlewania pod ciśnieniem, zalety i wady tego sposobu wytwarzania odlewów.

Maszyny z gorącą komorą ciśnienia: powietrzne, tłokowe. Maszyny z zimną komorą ciśnienia: z

poziomą/pionową komorą ciśnienia.

Zalety: duża dokładność wymiarowa odlewów, b. mała chropowatość powierzchni, czysta pow. odlewów, duża

stabilizacja wymiarów i chropowatości pow., możliwe cienkie ścianki i skomplikowane kształty, ograniczenie

lub wyeliminowanie obróbki skrawaniem, lepsza jakość tworzywa odlewów i możliwość uzyskania lepszych

właściwości mech., chem. i fiz. dzięki drobnoziarnistej strukturze, mniejszy ciężar surowych odlewów, bardzo

korzystny uzysk (95%), duża wydajność (30-100 napełnień na 1h), b. duże zmniejszenie pracy oczyszczania i

wykończania odlewów.

Wady: wysoki koszt oprzyrządowania oraz maszyn i urządzeń pomocniczych, opłacalne powyżej 5000

odlewów, stosunkowo długi okres przygotowania produkcji, ograniczona wielkość i masa odlewów, trudność z

odlewaniem odlewów o grubszych ściankach, ograniczenie zastosowania niektórych stopów.

11. Jakie parametry technologiczne wpływają na jakość odlewów wytwarzanych pod ciśnieniem.

Temperatura odlewania stopu, temperatura formy, ciśnienie działające na ciekły metal, pokrycia ochronne.