Odlewnictwo jest technologią zajmującą się formowaniem wyrobów

Odlewnictwo jest technologią zajmującą się formowaniem wyrobów przez wprowadzenie ciekłego metalu do formy.
Proces powstawania odlewu w dowolnej formie odlewniczej można podzielić na cztery etapy:
- wypełnienie formy metalem,
- stygnięcie ciekłego metalu,
- krzepnięcie odlewu,
- stygnięcie odlewu w stanie stałym.
Doprowadzenie metalu do wnęki formy
Forma jest wypełniana metalem poprzez system kanałów zwany układem wlewowym. Funkcje układu wlewowego:
- usuwanie żużla i wtrąceń niemetalicznych z ciekłego metalu,
- zapewnienie spokojnego wypełniania formy,
- oddziaływanie na przebieg krzepnięcia metalu.
Układ wlewowy:
1 - zbiornik wlewowy,
2 - wlew główny,
3 - belka żużlowa.
4 - wlew doprowadzający
Odwzorowanie kształtów Formy
Metal, który ma jeszcze zdolność do płynięcia w formie, może nie odtworzyć dokładnie takich drobnych jej szczegółów, jak
ostre krawędzie, naroża, wnęki itp. Zdolność metalu do odwzorowania kształtów formy jest związana ze zwilżalnością
formy metalem, określaną przez kąt zwilżania. Kąt ten zależy od wartości napięć międzyfazowych o na granicach faz
występujących w formie. Kąt zwilżania form przez większość stopów technicznych zawiera się pomiędzy 90° a 180°.
Stygnięcie ciekłego metalu i krzepniecie odlewu
Po zakończeniu wypełniania formy metalem ma on najczęściej temperaturę wyższą od temperatury likwidusu (początku
krzepnięcia). W formie metal stygnie początkowo do temperatury likwidusu, a potem do temperatury solidusu (koniec
krzepnięcia). Podczas stygnięcia i krzepnięcia odlewu jego temperatura nie jest jednakowa we wszystkich punktach. Są
miejsca, które ze względu na swoją objętość stygną wolniej niż inne. Z tego powodu nie jest możliwe określenie momentu
początku lub końca krzepnięcia dla całego odlewu. Można to zrobić jedynie dla konkretnego punktu w odlewie. Na
omawianym etapie tworzenia się odlewu w formie zachodzą zjawiska istotne ze względu na przyszłe właściwości odlewu.
Są to:
zjawiska na granicy metal-forma prowadzące do tworzenia warstwy wierzchniej odlewu, zwanej też naskórkiem
odlewniczym,
- tworzenie się pierwotnej krystalicznej struktury odlewu,
- reakcje i procesy fizyczne prowadzące do wydzielania się zanieczyszczeń niemetalicznych w odlewach,
- zjawiska skurczowe związane ze stygnięciem i zmianą stanu skupienia metalu.
Tworzenie się warstwy wierzchniej odlewu
Do warstwy wierzchniej odlewu zalicza się zarówno warstwę metalowo-cera-miczną powstałą na powierzchni odlewu na
skutek reakcji fizykochemicznych zachodzących w układzie ciekły metal-forma w czasie stygnięcia i krzepnięcia odlewu,
jak i przypowierzchniową warstwę metaliczną grubości około 1,5 mm, wyraźnie różniącą się od głębszych warstw odlewu.
Warstwę wierzchnią odlewu charakteryzują następujące elementy:
- chropowatość powierzchni,
- skład chemiczny (mineralogiczny),
- struktura metalograficzna,
- powierzchniowe wady odlewnicze, które niekiedy występują.
Chropowatość powierzchni odlewu zależy przede wszystkim od wielkości ziarna i jednorodności osnowy (piasku) masy
formierskiej. Im większe ziarno, tym większa chropowatość powierzchni odlewu. Duży wpływ na chropowatość powierzchni
odlewu ma stopień zagęszczenia masy formierskiej. Wzrost stopnia zagęszczenia masy utrudnia penetrację ciekłego
metalu w głąb masy, a tym samym zwiększa gładkość powierzchni odlewu. Z kolei penetracja ciekłego metalu w
przestrzenie międzyziarnowe masy formierskiej zależy od wielu innych czynników: temperatury, napięć międzyfazowych,
ciśnienia metalostatycznego itd.
Struktura metalograficzna warstwy przypowierzchniowej odlewu może się znacznie różnić od struktury głębszych
warstw odlewu. Wynika to ze zróżnicowanych warunków krystalizacji tworzywa odlewniczego. Typowym przykładem
odmienności struktury (i właściwości) warstw wierzchnich są tzw. zabielenia odlewów z żeliwa szarego, czyli występowanie
części węgla w postaci cementytu zamiast grafitu.
Tworzenie się wtrąceń niemetalicznych w odlewach
Wtrącenia niemetaliczne w skrzepniętym odlewie to pęcherze gazowe oraz wtrącenia niemetaliczne stałe. W ciekłym
metalu zanieczyszczenia te mogą występować albo w zawiesinie, albo w roztworze. W pierwszym przypadku podczas
krzepnięcia zawieszone w ciekłym metalu cząstki tworzą w skrzepłym metalu tzw. egzogeniczne wtrącenia niemetaliczne.
W drugim przypadku może nastąpić albo bezpośrednie wydzielenie z metalu rozpuszczonych zanieczyszczeń, albo
zapoczątkowanie reakcji chemicznych pomiędzy zanieczyszczeniem a składnikiem metalu, prowadzących do wydzielania
się zanieczyszczenia lub jego związku.
Rozpuszczalność zanieczyszczenia w metalu maleje ze spadkiem jego temperatury, szczególnie podczas krzepnięcia.
Spadek rozpuszczalności prowadzi do wydzielania się zanieczyszczenia, co szczególnie intensywnie zachodzi w czasie
krzepnięcia. Jeżeli zanieczyszczeniem jest gaz, np. wodór, to powoduje on powstanie w odlewie porów gazowych; jeżeli
zanieczyszczenie ma postać ciekłą lub stałą, jak np. siarczki w stopach żelaza, to powstają tzw. endogeniczne wtrącenia
niemetaliczne.
Na skutek zmiany temperatury zmieniają się warunki równowagi chemicznej pomiędzy rozpuszczonymi w ciekłym metalu
zanieczyszczeniam. a składmkam. metalu. Dochodzi wówczas do reakcji:
AZ + B >> BZ + A,
gdzie: A - podstawowy metal (lub składnik stopu),
B - celowo wprowadzony dodatek,
Z - zanieczyszczenie.
Tworzenie się pierwotnej struktury odlewu
Przez pojęcie struktury stopu rozumie się:
- rodzaje występujących w niej faz,
- rozdrobnienie poszczególnych faz,
- ich kształt,
- wzajemne usytuowanie faz w masie metalu.
Struktura pierwotna odlewu jest to struktura, jaką ma metal bezpośrednio po skrzepnięciu. Podczas stygnięcia po
skrzepnięciu w niektórych stopach, np. w stopach żelaza, mogą zachodzić przemiany w stanie stałym, a w efekcie może
powstać zupełnie nowa budowa materiału. Pewne ślady struktury pierwotnej, np. rozkład zanieczyszczeń, pozostają nadal
w materiale i mogą istotnie oddziaływać na jego właściwości. Stopy, w których nie występują przemiany w stanie stałym,
zachowują strukturę pierwotną aż do osiągnięcia temperatury otoczenia i struktura ta decyduje o ich właściwościach.
Skurcz metalu i jego etapy
Metal odlany do formy odlewniczej stygnie od temperatury zalewania do temperatury otoczenia. W tym czasie zmniejsza
się jego objętość, co jest związane zarówno ze spadkiem temperatury, jak i ze zmianą stanu skupienia, a także z
wydzielaniem się nowych faz i przemianami alotropowymi. Ta zmiana objętości nosi nazwę skurczu. Całkowity skurcz
metalu może być podzielony na trzy etapy:
- skurcz przegrzania (w stanie ciekłym) zachodzący pomiędzy temperaturą zalewania a temperaturą likwidusu,
- skurcz krzepnięcia zachodzący pomiędzy temperaturą likwidusu i solidusu,
- skurcz w stanie stałym zachodzący podczas stygnięcia odlewu od temperatury solidusu do temperatury otoczenia.
Wartość skurczu metali może być określana liniowo lub objętościowo, przy czym jest ona podawana w procentach. I tak,
skurcz objętościowy określa się jako miara objętościowa jest zazwyczaj stosowana do podawania wartości skurczu!
przegrzania i krzepnięcia lub obu tych wartości łącznie. Miara liniowa służy natomiast do podawania wartości skurczu w
stanie stałym. Nie należy jednak identyfikować skurczu objętościowego lub liniowego z jakimkolwiek etapem skurczu,
ponieważ terminy te określają tylko sposób pomiaru skurczu, a nie przemiany za-j chodzące podczas jego powstawania.
Tworzenie sie jamy skurczowej w odlewie
Podczas stygnięcia metalu w stanie ciekłym i jego krzepnięcia zmniejsza się jego objętość. Ciepło z metalu jest
odprowadzane przez powierzchnię styku metalu z formą. Zatem jako pierwsza krzepnie powierzchnia odlewu, a jego
wnętrze pozostaje ciekłe. Tam też w końcowej fazie krzepnięcia lokalizuje się pustka powstała na skutek skurczu metalu i
braku zasilania. Pustka ta może przyjmować różne formy i nosi nazwę jamy skurczowej.
Objętość jamy skurczowej.
Jej objętość zależy od:
•
wartości skurczu przegrzania, na który z kolei wpływają rodzaj stopu i stopień jego przegrzania, czyli różnica
między temperaturą odlewania a temperaturą likwidusu,
•
wartości skurczu krzepnięcia, który jest właściwością tworzywa odlewniczego
Postać jamy skurczowej w odlewie. Obserwacja rzeczywistych odlewów pozwala
stwierdzić, że pustki w odlewach, będące skutkiem skurczu metalu w stanie
ciekłym oraz skurczu krzepnięcia, mogą występować w postaci skoncentrowanej i
rozproszonej. Skoncentrowaną jamę skurczową stanowi pusta przestrzeń w części
odlewu, która krzepnie jako ostatnia, lub tzw. obciągnięcie, czyli wklęsłość na
zewnętrznej powierzchni odlewu. Obciągnięcie tworzy się wtedy, gdy powstającą
pustkę wewnątrz odlewu oddziela od ścianki zewnętrznej cienka, będąca w stanie
plastycznym warstewka metalu. Postać rozproszona to znaczna ilość drobnych
pustek, czasem trudno dostrzegalnych nieuzbrojonym okiem, zlokalizowanych w
całej lub części objętości odlewu. Postać taka jest nazywana porowatością lub
mikroporowatością skurczową (rzadzizną skurczową).
W rzeczywistości prawie nigdy nie występuje tylko jedna z wymienionych postaci
pustek skurczowych. Zazwyczaj część całkowitej objętości pustek występuje w
postaci skoncentrowanej, a część w postaci rozproszonej. Można zatem mówić o
skłonności do tworzenia jednej z omówionych postaci jamy skurczowej. Skłonność ta zależy przede wszystkim od:
- sposobu krystalizacji metalu,
- intensywności wydzielania się gazów podczas krzepnięcia metalu.
Można wyróżnić dwa podstawowe sposoby krystalizacji metalu, czyli procesu narastania fazy stałej w objętości fazy
ciekłej. Są to krystalizacja warstwowa i objętościowa.
Jama skurczowa występująca w dowolnej postaci w odlewie dyskwalifikuje go pod względem użytkowym. Powstawaniu
jam zapobiega się przez odpowiednie sterowanie krzepnięciem odlewu. Ma ono na celu spowodowanie jednego z dwóch
sposobów krzepnięcia odlewów: jednoczesnego lub kierunkowego. Krzepnięcie jednoczesne i kierunkowe odlewów nie ma
związku z przedstawionymi przypadkami krystalizacji objętościowej i warstwowej.
Krzepniecie jednoczesne i kierunkowe
Krzepnięcie jednoczesne zachodzi wówczas, gdy wszystkie części odlewu stygną i krzepną równocześnie, tak że początek
krzepnięcia na powierzchni ścianek odlewu i koniec w środku tychże ścianek następują w tym samym czasie we wszystkich
częściach odlewu. Uzyskanie jednoczesnego krzepnięcia zapewniają przede wszystkim dwa czynniki: 1) właściwa
konstrukcja odlewu, cechująca się równomierną grubością ścianek i brakiem węzłów cieplnych, oraz 2) konstrukcja formy
odlewniczej, pozwalająca na wyrównanie czasów krzepnięcia części odlewu o różnej grubości.
Drugi sposób uzyskiwania krzepnięcia jednoczesnego polega na:
doprowadzeniu układu wlewowego do miejsc o małym przekroju; uzyskuje się przez to przegrzanie formy i wyższą
temperaturę metalu w tych miejscach, co umożliwia wyrównanie czasu krzepnięcia cienkiego przekroju z czasem
krzepnięcia pozostałych części odlewu;
- stosowaniu materiałów formy o różnych właściwościach termofizycznych lub tzw. ochładzalników; są to metalowe części
formy ceramicznej, przy czym ochładzalniki znajdujące się na zewnątrz odlewu noszą nazwę zewnętrznych, a znajdujące
się wewnątrz odlewu i ulegające z nim stopieniu - wewnętrznych;
Krzepnięcie kierunkowe rozpoczyna się w częściach o najmniejszym przekroju, następnie obejmuje części coraz grubsze i
kończy się w części najgrubszej, stanowiącej tzw. nadlew. Nadlew nie jest częścią użytkową odlewu, jest odcinany po
skrzepnięciu odlewu, a w czasie krzepnięcia pełni funkcję zbiornika uzupełniającego ubytki objętości metalu związane ze
skurczem przegrzania i krzepnięcia. Podczas prawidłowego krzepnięcia cała objętość jamy skurczowej powinna się znaleźć
w nadlewie.
Drugi to właściwy sposób odlewania, polegający przede wszystkim na:
doprowadzeniu metalu do lub w pobliże nadlewu, który w czasie krzepnięcia odlewu powinien być jego częścią o
najwyższej temperaturze,
- stosowaniu materiałów formy o zróżnicowanych właściwościach termofizycznych lub ochładzalników.
Nadlewy i ich rodzaje. Jak już powiedziano poprzednio, nadlewy są to zbiorniki ciekłego metalu, z których jest
uzupełniany ubytek objętości metalu związany z krzepnięciem odlewu. Zabieg ten nosi nazwę zasilania odlewu. Nadlewy
muszą zatem krzepnąć jako ostatnie części odlewu. Muszą także się znajdować w pobliżu zasilanego węzła cieplnego. Ze
względu na położenie względem odlewu rozróżnia się nadlewy górne i boczne; ze względu na konstrukcję nadlewy dzieli
się na zakryte i odkryte. Nadlewy wykonywane w tej samej masie formierskiej co pozostałe części formy i bez
zastosowania dodatkowych zabiegów zwiększających ich skuteczność noszą nazwę zwykłych. Poza tym stosuje się nadlewy
w otulinach termoizolacyjnych lub egzotermicznych, pozwalających na zmniejszenie ich objętości w stosunku do nadlewów
zwykłych, oraz nadlewy ciśnieniowe.
Rys. 3.14. Różne rodzaje nadlewów: górne (a, b, d-h), boczne (c, i),
odkryte (a, b. c), zwykłe (a, c. d), w otulinie (b, f), z rdzeniem
atmosferycznym (f, g, i), z nabojem gazotwórczym (h), łatwo oddzielane
(e, f, h); I - odlew, 2 - nadlew, 3 - otulina termoizolacyjna lub
egzotermiczna, 4 - przepona rdze-niowa. 5 - rdzeń atmosferyczny, 6 nabój gazowy, 7 -jama skurczowa
Wybór rodzaju nadlewów, obliczanie ich objętości i wymiarów oraz
zasady ich rozmieszczania w formie zostaną tu pominięte z tych samych
powodów, dla których uprzednio pominięto obliczanie wymiarów układów
wlewowych.
Stygnięcie odlewu od temperatury solidusu do temperatury
otoczenia
Stygnięciu odlewu w stanie stałym towarzyszy zmniejszanie się jego
objętości. Skurcz odlewu nie odbywa się jednak swobodnie. Czynnikami
wpływającymi na ten skurcz, oprócz rozszerzalności termicznej, są:
– mechaniczne
hamowanie
skurczu,
wynikające
z
oporów
spowodowanych różną rozszerzalnością cieplną formy i metalu,
cieplne hamowanie skurczu, związane z nierównomiernym
stygnięciem i co za tym idzie, nierównomiernym kurczeniem się części
odlewu,
przemiany fazowe w stanie stałym, którym towarzyszą zmiany
objętości metalu związane z przebudową sieci krystalicznej.
Wymienione czynniki powodują:
zmiany wymiarów liniowych odlewu; różnią się one od zmian wynikających z iloczynu średniego współczynnika
rozszerzalności liniowej i różnicy temperatury solidusu i otoczenia; zmiany te muszą być uwzględnione podczas
konstruowania modeli lub form metalowych;
- powstawanie naprężeń w odlewach; naprężenia te mogą prowadzić do odkształceń odlewów, a nawet do ich pękania w
różnych fazach stygnięcia lub w czasie obróbki, lub eksploatacji.
Skurcz odlewniczy
Skurcz odlewniczy jest wartością technologiczną uwzględniającą wymienione uprzednio czynniki wpływające na skurcz.
Określa on zmiany wymiarów liniowych odlewu, o które należy go powiększyć podczas konstruowania modeli lub form.
Jest on wyznaczony doświadczalnie i określony z zależności:
SV= (V1*V2)/V1 *100% - skurcz objętościowy
SL= (L1*L2)/L1 *100% - skurcz liniowy
gdzie: Lr-długość pomiarowa modelu lub formy próbnej, L 0 - długość pomiarowa odlewu próbnego. Wartość skurczu
odlewniczego zależy od rodzaju metalu, z którego jest wytwarzany odlew, oraz od rodzaju formy, w której jest
wykonywany.
Naprężenia odlewnicze
Naprężenia odlewnicze tworzą się przede wszystkim w czasie stygnięcia odlewu. Ze względu na przyczyny naprężenia
dzieli się na:
- skurczowe, powstałe na skutek mechanicznego hamowania skurczu,
- cieplne, powstałe w wyniku cieplnego hamowania skurczu,
- strukturalne, wywołane przemianami fazowymi.
Całkowita wartość naprężeń w odlewach stanowi sumę wyżej wymienionych naprężeń składowych.
Podział naprężeń ze względu na obszar, w którym są one równoważne:
naprężenia I rodzaju równoważne w obszarach zbliżonych do wymiarów odlewu, zwane też naprężeniami
makroskopowymi; są one przyczyną odkształceń i pęknięć w odlewach - noszą nazwę naprężeń własnych w odlewach lub
naprężeń odlewniczych;
- naprężenia II rodzaju równoważne w objętości kryształów,
- naprężenia III rodzaju równoważne w obszarach sieci krystalicznej. Naprężenia II i III rodzaju wpływają na właściwości
mechaniczne tworzywa.
Skłonność do tworzenia się naprężeń odlewniczych zależy od właściwości tworzywa oraz rodzaju formy odlewniczej. Ze
stopów odlewniczych największą skłonność do tworzenia naprężeń odlewniczych wykazuje staliwo. Większe naprężenia
wykazują także odlewy wykonywane w formach metalowych.
METODY WYTWARZANIA ODLEWÓW
Podstawą klasyfikacji odlewów są rodzaje form, wjakich odlewy te powstają. O doborze metody wytwarzania odlewu
decydują jego cechy oraz charakter jego produkcji. Spośród licznych cech odlewu decydujące znaczenie mają:
- materiał odlewu,
- wielkość odlewu, określona jego masą lub gabarytami,
- wymagana minimalna grubość ściany odlewu,
- wymagana dokładność wykonania odlewu,
- wymagana chropowatość powierzchni odlewu. Do drugiej grupy można zaliczyć:
- seryjność produkcji odlewu,
- wymaganą wydajność produkcji,
- koszt oprzyrządowania,
- warunki związane ze środowiskiem pracy i środowiskiem zewnętrznym odlewni,
- cenę odlewu.
WYKONYWANIE ODLEWÓW W FORMACH JEDNORAZOWYCH
Forma jednorazowa jest wykonana z masy ceramicznej, zwanej formierską. Po zalaniu metalem i jego skrzepnięciu jest
niszczona w celu wyjęcia z niej odlewu.
Do wytwarzania formy służy zestaw przyrządów zwany oprzyrządowaniem modelowym, za pomocą którego odwzorowuje
się w masie formierskiej kształt wnęki formy. Forma może być wykonana w skrzynce formierskiej lub bez niej, jako tzw.
forma bezskrzynkowa, w niektórych przypadkach zwana samonośną.
Masy formierskie i rdzeniowe
Jednorazowe formy i rdzenie odlewnicze wytwarza się z mas formierskich i rdzeniowych. Masy te są mieszaninami różnych
materiałów, dobranych w odpowiednich proporcjach i przerobionych w celu uzyskania wymaganych właściwości
użytkowych. O przydatności mas do wytwarzania form lub rdzeni przeznaczonych do różnych tworzyw odlewniczych
decydują ich właściwości, określone za pomocą standardowych i specjalnych metod badań laboratoryjnych i
technologicznych. Składniki mas formierskich i rdzeniowych można podzielić na trzy grupy:
•
osnowę,
•
materiały wiążące,
•
dodatki uszlachetniające.
Osnowę mas formierskich stanowią piaski (np. kwarcowe, chromitowe, cyrkonowe) lub inne sypkie materiały syntetyczne
(np. korund, karborund, magnezyt) o różnym stopniu ogniotrwałości (od 1350°C do ponad 2000°C) i różnej ziarnistości.
Materiały wiążące są to substancje naturalne lub sztuczne, które charakteryzują się właściwościami umożliwiającymi
wiązanie ziaren osnowy. Do grupy materiałów wiążących można zaliczyć gliny i materiały ilaste (bentonity) oraz różnego
rodzaju spoiwa, przy czym wiązanie osnowy przez spoiwa może zachodzić w wyniku:
•
wysychania
•
krzepnięcia
•
reakcji chemicznej lub polimeryzacji
Dodatki uszlachetniające są wprowadzane w celu poprawienia różnych właściwości mas formierskich, takich jak:
właściwości wpływające na jakość powierzchni odlewów, właściwości termofizyczne masy, przepuszczalność, wybijal-ność
itp. Skutecznym środkiem przeciwdziałającym powstawaniu przypaleń masy do odlewów i poprawiającym jakość
powierzchni odlewów są różne postacie węgla (grafit, pył węglowy, pył koksowy, sadza lub substancje będące nośnikiem
tzw. węgla błyszczącego). Przepuszczalność, podatność i wybijalność mas może być poprawiona przez dodanie drobnych
trocin lub torfu. W odlewnictwie magnezu i jego stopów stosuje się nieorganiczne dodatki zabezpieczające przed
zapaleniem się ciekłego metalu podczas odlewania do form piaskowych. Są nimi siarka, kwas borowy i sole amonowe. W
celu zmiany właściwości termofizycznych mas (pojemności i przewodności cieplnej, współczynnika akumulacji ciepła itp.) można wprowadzać dodatki zwiększające te
parametry, np. różnego rodzaju cząstki metalowe (śruty, opiłki, wióry), lub zmniejszające je, np. keramzyt lub mikrosfery.
Skrzynki i narzędzia formierskie
Większość piaskowych form odlewniczych wytwarza się w skrzynkach formierskich. Stanowią one zewnętrzną obudowę
ograniczającą gabaryty formy i umożliwiającą:
- prawidłowe zagęszczenie masy formierskiej,
- dokładne złożenie połówek (lub więcej części) formy odlewniczej oraz
- transport formy odlewniczej.
Wytwarzanie rdzeni
W produkcji odlewów rdzenie stanowią części formy odlewniczej odtwarzające z reguły wewnętrzne kształty odlewu. Ze
względu na to, iż w trakcie zalewania formy rdzenie są otoczone ze wszystkich stron ciekłym metalem, ich właściwości
muszą być lepsze niż formy. Do szczególnie istotnych właściwości rdzeni zalicza się: gazotwórczość, przepuszczalność,
wytrzymałość na ściskanie, zginanie, rozciąganie, podatność, wybijalność.
Formy piaskowe zwykłej dokładności
Formowanie ręczne
Formowanie ręczne jest to taki sposób wytwarzania form odlewniczych, podczas którego wszystkie czynności (lub
zdecydowana ich większość) składające się na powstanie formy są wykonywane ręcznie. Można je prowadzić w gruncie lub
w skrzynkach formierskich. Wybór techniki formowania zależy od budowy modelu, jego wielkości i stopnia
skomplikowania.
Formowanie maszynowe
Klasyfikacji maszyn formierskich można dokonać, stosując różne kryteria: wielkości, wydajności, sposobu oddzielania
modelu od formy, napędu, rodzaju wykorzystywanych mas formierskich itp. Jednak ponieważ zdecydowanie najbardziej
praco- i energochłonne jest zagęszczanie masy formierskiej, jako podstawę klasyfikacji formowania maszynowego
wybrano sposób mechanizacji tego procesu.
Schemat procesu formowania z „obieraniem"; a) ustawienie na płycie modelowej
skrzynki formierskiej i modelu lub jego części, modeli wlewów doprowadzających
i pokrycie ich oddzielaczem, b) wypełnienie skrzynki formierskiej najpierw
przesianą przez sito masą przymodelową, a następnie masą wypełniającą,
staranne jej zagęszczenie i usunięcie nadmiaru oraz wykonanie kanałów
odpowietrzających, c) obrócenie powstałej połówki formy o 180° i jeśli jest to
konieczne, wykonanie obrania, czyli usunięcie masy uniemożliwiającej wyjęcie
modelu lub zamontowanie rdzenia, d) ustawienie z użyciem sworzni ustalających
drugiej skrzynki formierskiej, a także pozostałych części modelu oraz modeli
belki żużlowej, wlewu głównego i przelewu bądź nadlewu, pokrycie oddzielaczem,
e) zasypanie i zagęszczenie drugiej połówki formy, wykonanie kanałów
odpowietrzających i zbiornika wlewowego, f) rozłożenie połówek formy, wyjęcie
modeli oraz wykończenie układu wlewowego, oczyszczenie formy i zamontowanie
rdzeni, jeśli są konieczne, g) złożenie formy i jej sklamrowanie lub obciążenie, a
następnie zalanie ciekłym metalem, h) po ostygnięciu wybicie odlewu z formy
Zagęszczanie masy przez prasowanie. Prasowanie jest realizowane w
różnych wariantach, zależnych od konstrukcji zespołów prasujących, kinematyki współpracujących elementów lub mediów
roboczych. Wspólną cechą wszystkich rozwiązań jest stosunkowo wolne przemieszczanie się cząstek masy zarówno
względem siebie, jak i względem stałych punktów odniesienia (ścianek modelu, skrzynek itp.) podczas procesu
zagęszczania.
Zagęszczanie masy przez wstrząsanie. Zagęszczanie masy formierskiej przez wstrząsanie następuje pod wpływem
wielokrotnego poddawania cząstek masy, znajdujących się w skrzynce formierskiej, ruchom posuwisto-zwrotnym z
gwałtownym wyhamowaniem, w wyniku czego sumują się siły bezwładności cząstek masy. Częstotliwość wstrząsania
skrzynki z masą formierską wynosi od kilku do kilkunastu herców.
Zagęszczanie masy przez wibracje. W metodzie tej do zagęszczenia masy wykorzystuje się drgania o częstotliwości
60^-100 Hz i amplitudzie 0,5-r0,7 mm. Czas zagęszczania wynosi na ogół 10 s. Metoda ta jest przeznaczona do
zagęszczania form średnich i dużych, wykonanych z mas o dużej płynności, czyli samo-utwardzalnych mas sypkich i
ciekłych.
Zagęszczanie masy przez narzucanie. Narzucanie łączy dwie czynności wypełniania i zagęszczania masy. Metoda ta
polega na rzucaniu małych porcji masy z dużą prędkością (około 30 m/s) na model, a potem na wcześniej ukształtowaną
masę. Służy do tego urządzenie zwane narzucarką. Łopatki osadzone na obracającym się wale głowicy narzucarki odcinają
porcje podawanej spulchnionej masy i rzucają do formy (rys. 3.33). Energia kinetyczna danej porcji jest zamieniana na
pracę potrzebną do zagęszczenia tej porcji, co następuje przy jej wyhamowaniu na powierzchni modelu lub poprzednio
ułożonej warstwie.
Mieszarko-nasypywarka jest maszyną przeznaczoną do podawania do formy lub rdzennicy masy chemo-utwardzalnej o
krótkim czasie utwardzania. Jej podstawowym zespołem jest zespół mieszający o ruchu ciągłym. Jest on wyposażony w
dozowniki składników sypkich (np. piasku) i ciekłych. W początkowym etapie jest mieszany piasek wraz ze spoiwem, a
następnie są dodawane utwardzacze. Tak przygotowana masa jest sypana do formy lub rdzennicy.
Nadmuchiwanie masy. Nadmuchiwanie masy stosuje się głównie do wykonania rdzeni. W tym celu do komory
wypełnionej masą rdzeniową i znajdującej się nad rdzennicą wprowadza się nagle sprężone powietrze, które tworząc
zawiesinę z masą rdzeniową, przenosi ją do wnęki rdzennicy. Ziarna masy rdzeniowej osiadają we wnęce rdzennicy, a
powietrze uchodzi przez otwory odpowietrzające.
Wstrzeliwanie masy. Wstrzeliwanie mas, podobnie jak wdmuchiwanie, stosuje się głównie do wytwarzania rdzeni.
Działanie strzelarki polega na wrzuceniu masy rdzeniowej ze zbiornika do rdzennicy pod naporem nagłego uderzenia
sprężonego powietrza. Masa rdzeniowa jest zagęszczana w rdzennicy pod wpływem dużej prędkości strumienia masy oraz
pod wpływem ciśnienia powietrza. W odróżnieniu jednak od nadmuchiwarek nie powstaje tu powietrzna zawiesina masy
rdzeniowej, a sprężone powietrze działa jak tłok.
Zagęszczanie masy metodą impulsową. Formowanie impulsowe polega na zagęszczaniu masy falą sprężonego
powietrza (0,4+0,6 MPa), wywołaną nagłym otwarciem zaworu o dużym przekroju (rys. 3.37). Zawór ten, zwany
impulsowym, łączy dwie przestrzenie: głowicę impulsową (o wyższym ciśnieniu) i skrzynkę formierską z nadstawką (o
niższym ciśnieniu). Po otwarciu zaworu impulsowego następuje nagły wzrost ciśnienia w nadstawce nad powierzchnią
masy i powoduje jej zagęszczenie.
Zagęszczanie masy metodą eksplozyjną. Zagęszczanie eksplozyjne polega na działaniu fali ciśnieniowej, wytworzonej
przez gwałtowne spalanie mieszanki gazów palnych (propanu, butanu, gazu ziemnego) z powietrzem nad powierzchnią
masy (rys. 3.38). Powstająca fala ciśnieniowa (0,4-^0,5 MPa) zagęszcza masę w taki sam sposób jak w formierce
impulsowej.
Mechanizacja i automatyzacja produkcji odlewów w formach piaskowych
W poprzednim podrozdziale omówiono mechanizację zagęszczania masy formierskiej. W celu poprawienia jakości odlewów
oraz przyspieszenia ich produkcji mechanizuje się i automatyzuje również pozostałe czynności związane z wytwarzaniem
form, a w konsekwencji odlewów. Do czynności tych zaliczamy:
— dostarczanie na stanowisko formierskie masy formierskiej i pustych skrzynek,
— ustawianie skrzynek na formierce, napełnianie ich masą formierską, wyjmowanie modelu, odbiór gotowych form,
— składanie i obciążanie form,
— transport form i ich zalewanie,
— wybijanie odlewów.
Inna grupa automatycznych linii formierskich jest oparta na zasadzie formowania bezskrzynkowego z pionowym podziałem
formy. Istota działania linii tego typu na przykładzie automatu formierskiego DISAMATIC. W automacie tym porcja masy
formierskiej jest wstrzeliwana między dwie płyty modelowe, a następnie dodatkowo zagęszczana przez doprasowanie.
Powstaje w ten sposób dwustronny segment, którego jedna strona odtwarza lewą stronę wnęki formy, a druga prawą
stronę kolejnej wnęki formy. Po złożeniu kolejnych segmentów uzyskujemy całą formę. Następnie pakiet jest skokowo
przesuwany i są dokładane kolejne segmenty, tworzące szereg form z pionową płaszczyzną podziału, zalewanych
sukcesywnie metalem w miarę przesuwania się pakietu.
Formy piaskowe dokładne
Formowanie w rdzeniach
Formowanie w rdzeniach stosuje się w przypadku wykonywania odlewów o bardzo skomplikowanych kształtach, gdy
wszystkie jego powierzchnie mają liczne wgłębienia i występy, a zaformowanie modelu w masie uniemożliwiłoby wyjęcie
go.
Metoda pełnej formy (z wypalanym modelem)
Wytwarzanie odlewów metodą pełnej formy rozpoczyna się od wykonania jednorazowego modelu ze spienionego
polistyrenu (styropianu). Modele te otrzymuje się analogicznie jak inne elementy z tego tworzywa - przez kształtowanie w
specjalnych formach za pomocą spieniania granulowanego polistyrenu lub wycinanie ręczne z gotowych płyt
styropianowych. Metoda ta umożliwia uzyskanie dowolnie skomplikowanych kształtów odlewu, może być stosowana do
produkcji jednostkowej, w tym wykonywania prototypów. Po wykonaniu modelu pokrywa się go powłoką ochronną i
umieszcza w skrzynce, gdzie obsypuje się go masą samoutwardzalną lub suchym piaskiem pozbawionym lepiszcza, który
w celu zagęszczenia i osiągnięcia pożądanej sztywności poddaje się wibracji. Następnie forma jest zalewana. Podczas
zalewania styropianowy model ulega stopieniu, a następnie zgazowaniu, metal natomiast wypełnia wnękę, odwzorowując
kształt modelu.
Formowanie próżniowe
Zasada formowania próżniowego polega na wiązaniu ziaren czystego piasku kwarcowego za pomocą sil wywołanych
stanem trójosiowego ściskania. Stan ten powstaje w wyniku różnicy ciśnień: atmosferycznego oraz obniżonego,
panującego w objętości piasku ukształtowanej według modelu i zamkniętej w plastikowej, termoplastycznej
(termokurczliwej) folii.
Formy półprecyzyjne
Formy skorupowe
Formy skorupowe składają się z dwóch lub więcej części (skorup). Części formy są wykonywane z piasku kwarcowego
otoczonego żywicą termoutwardzalną. Masę taką nasypuje się na płytę modelową podgrzaną do temperatury 220-280°C.
W wyniku nagrzewania żywica topi się i spaja ziarna piasku. Po 10-30 s usuwa się nadmiar masy przez obrócenie płyty
modelowej o 180°. Na płycie powstaje cienka warstwa masy, którą utwardza się w piecu w temperaturze około 350°C. Po
wyjęciu z pieca zdejmuje się utwardzoną skorupę i łączy z wykonanymi analogicznie pozostałymi częściami formy przez:
sklejenie, skręcenie lub klamrowanie. Przed zalaniem formy skorupowe często obsypuje się dodatkowo piaskiem.
Istnieją dwie odmiany wykonywania form skorupowych: C (Croninga) i D (Dieterta). W metodzie C grubość skorupy zależy
od czasu przetrzymania masy formierskiej na podgrzanej płycie modelowej, na której jest umieszczony zbiornik z masą. W
metodzie D grubość skorupy jest ściśle uzależniona od przestrzeni między płytą modelową a profilowaną podkładką
między które jest wdmuchiwany bądź wstrzeliwany piasek otaczany.
Zaletą odlewania do form skorupowych jest duża gładkość powierzchni i dokładność wymiarowa, możliwość wykonania
odlewów cienkościennych oraz zmniejszenie braków wskutek stabilizacji procesu. Wadą natomiast jest duży koszt piasku
otaczanego i problemy z utylizacją masy. Metodą formowania skorupowego otrzymuje się również rdzenie wewnątrz puste.
Formowanie metodą Shawa
Masa do wytwarzania form metodą Shawa składa się z materiału ogniotrwałego, np. silimanitu, i ciekłego spoiwa, to jest
zhydrolizowanego krzemianu etylu rozpuszczonego w alkoholu etylowym. Masę o konsystencji śmietany wlewa się do
skrzynki, w której jest umieszczony model, w taki sposób, aby pokryć go cienką warstwą tej masy. Po krótkim czasie masa
uzyskuje konsystencję elastycznej gumy, co umożliwia wyjęcie modelu. Następnie formy się zapala, a później wypala w
temperaturze ]000°C, w wyniku czego w objętości formy powstaje siatka drobnych pęknięć zwiększająca przepuszczalność
formy i uodporniająca ją na zmiany dylatacyjne.
Zaletą metody Shawa jest możliwość stosowania modeli z różnych tworzyw i o bardzo skomplikowanych kształtach, bez
nachyleń lub nawet z odwrotnymi nachyleniami płaszczyzn prostopadłych do płaszczyzny podziału formy. Odlewy
wykonane tą metodą charakteryzują się dużą dokładnością i gładką powierzchnią przy stosunkowo dużej masie.
Formy precyzyjne
Do precyzyjnych metod wykonywania odlewów należy metoda wytapianych modeli. Formy tą metodą wytwarza się z
użyciem modeli i układu wlewowego wykonanych z materiałów łatwo topliwych w specjalnych matrycach, przy czym
matryce muszą być wykonane bardzo starannie i charakteryzować się dużą gładkością pracujących powierzchni. Modele,
wytworzone najczęściej metodą wtryskiwania, łączy się w zestawy, tzw. choinki, na które nakłada się kilka warstw rzadkiej
masy ceramicznej, składającej się z pyłu kwarcowego i spoiwa w postaci krzemianu etylu lub krzemianu sodu. Każdą
warstwę masy posypuje się suchym piaskiem lub zanurza w piasku poddanym fluidyzacji w specjalnych zbiornikach.
Twardnienie warstwy następuje w wyniku hydrolizacji krzemianu etylu lub rozkładu szkła wodnego z użyciem salmiaku.
Następnie modele wytapia się w gorącej wodzie, autoklawach bądź w suszarni. Formy umieszcza się w blaszanej skrzynce
i obsypuje suchym piaskiem kwarcowym lub szamotem, a następnie wyżarza w temperaturze 900-1000°C. Zabiegi te są
konieczne dla ostatecznego związania materiałów formy oraz usunięcia z jej wnęki resztek masy modelowej. Tak
przygotowaną formę zalewa się ciekłym metalem. Temperatura zalewanej formy zależy od charakterystyki wykonywanych
w niej odlewów: im wyższa jest temperatura odlewanego tworzywa, a odlew bardziej skomplikowany i cienkościenny, tym
wyższa jest temperatura formy. Po ostygnięciu metalu odlewy się wybija, rozkruszając ceramiczną skorupę, i oczyszcza, a
następnie odcina poszczególne odlewy od układu wlewowego.
Odlewy wytworzone tą metodą mają zazwyczaj niewielkie rozmiary i charakteryzują się bardzo dobrą jakością, szczególnie
dużą dokładnością wymiarową, a także skomplikowanym kształtem.
Czynniki decydujące o dokładności odlewów wykonanych w formach jednorazowych
Na dokładność odlewów wykonanych w formach jednorazowych wpływa kilka czynników technologicznych. Do
najważniejszych należą:
— oprzyrządowanie modelowe,
— skład, sposób przygotowania i właściwości mas,
— wykonanie form i rdzeni oraz ich montaż,
— zalewanie form i stygnięcie odlewów,
— wykończenie odlewów.
WYKONYWANIE ODLEWÓW W FORMACH TRWAŁYCH
Formy trwałe są wykonywane z różnego typu stopów metali: żeliwa, stali konstrukcyjnej, stali narzędziowej, rzadziej z
miedzi technicznej i jej stopów oraz aluminium technicznego i jego stopów. Formy te służą do wielokrotnego napełniania
ciekłym metalem, przy czym liczba napełnień zależy od wielu czynników, głównie od tworzywa, z którego forma jest
wykonana, oraz metalu, z jakiego wytwarza się odlew, i może dochodzić nawet do miliona.
Odlewanie kokilowe
Odlewanie kokilowe jest to odlewanie grawitacyjne do form trwałych zwanych kokilami. Kokile dzielą się na ręczne,
zmechanizowane i obsługiwane przez kokilarki. Zależnie od skomplikowania odlewu kokile są budowane jako niedzielone
lub dzielone, przy czym powierzchnie podziału mogą być usytuowane pionowo lub poziomo. W kokilach stosuje się dwie
grupy rdzeni: metalowe, często dzielone, oraz piaskowe. Ponieważ tworzywo, z którego są wykonane formy trwałe, jest
nieprzepuszczalne, podczas konstruowania tych form należy zaprojektować specjalne rowki na podziale formy lub korki
odpowietrzające celem odprowadzenia gazów z wnęki formy i uniknięcia wad odlewniczych.
temperatura formy czy ciekłego metalu może spowodować, iż metal zakrzepnie nie wypełniwszy całkowicie wnęki formy.
Dotyczy to zwłaszcza odlewów o cienkich ściankach i skomplikowanym kształcie.
Odlewać tą metodą można zarówno metale nieżelazne, jak i żeliwo czy staliwo, choć to ostatnie odlewa się rzadko z
powodu wysokiej temperatury topienia, która powoduje znaczne zużywanie się form kokilowych, a także dużej minimalnej
grubości ścianki odlewu i dużych naprężeń (szczególnie w odlewach o skomplikowanych kształtach) występujących na
skutek braku podatności formy. Odlewy wykonane tą metodą charakteryzują się dobrą jakością powierzchni i
drobnoziarnistą strukturą krystaliczną a co za tym idzie, dobrymi właściwościami mechanicznymi. Wadą tej metody jest
brak możliwości uzyskania cienkościennych odlewów i występowanie wydzieleń cementytu podczas odlewania żeliwa.
Odlewanie pod ciśnieniem
Odlewanie pod ciśnieniem znane jest w trzech odmianach:
- odlewania ciśnieniowego, którego podstawowym celem jest uzyskanie odlewów o cienkich ściankach,
odlewania niskociśnieniowego, które umożliwia osiągnięcie dużego uzysku metalu, większego niż przy odlewaniu
kokilowym, z zachowaniem zalet tej metody,
prasowania metalu w stanie ciekłym, umożliwiającego otrzymanie-odlewu o zwartej strukturze dzięki utrzymywaniu
krzepnącego metalu pod ciśnieniem.
Odlewanie ciśnieniowe
Odlewanie ciśnieniowe polega na wtłaczaniu ciekłego metalu pod wysokim ciśnieniem do formy metalowej. Tak wysokie
ciśnienie uzyskuje się w specjalnych maszynach. Zależnie od rodzaju komory ciśnienia maszyny te dzieli się na zimno- i
gorącokomorowe. Drugim zespołem, oprócz zespołu tłoczącego, maszyny ciśnieniowej jest zespół zwierający formę.
Wartość siły zwierającej formę wynika z iloczynu powierzchni rzutu odlewu na płaszczyznę podziału formy i ciśnienia
wtrysku metalu. Siła ta wynosi od kilkuset do kilku tysięcy megagramów i jest wartością charakterystyczną maszyny.
Odlewanie w maszynach zimnokomorowych. Maszyny te mogą mieć pionową bądź poziomą komorę prasowania. W
maszynach zimnokomorowych metal jest wlewany łyżką do komory. Po uruchomieniu tłoka prasującego metal jest
wtłaczany wlewem dyszowym do wnęki formy, gdzie krzepnie. Wyjęcie odlewu następuje po odcięciu nadmiaru
zakrzepniętego metalu i otwarciu formy. Odlewy są wypychane z formy za pomocą wypychaczy. Maszyny zimnokomorowe
są stosowane przede wszystkim do odlewania stopów aluminium i mosiądzu.
Odlewanie w maszynach gorącokomorowych. W maszynach gorącokomoro-wych komora prasowania jest zanurzona w
tyglu z ciekłym metalem, a metal do wnęki formy jest wtłaczany za pomocą tłoka prasującego, napędzanego
hydraulicznie. Przy uniesionym w górne położenie tłoku prasującym ciekły metal samoczynnie przepływa utworzoną
szczeliną z tygla do komory i wypełnia ją. Przemieszczenie tłoka ku dołowi zamyka otwór wlotowy. Następnie tłok wywiera
nacisk na metal zamknięty w komorze, co powoduje przetłaczanie metalu do wnęki formy.
W wyniku odlewania ciśnieniowego uzyskuje się odlewy o dużej gładkości powierzchni i dokładności wymiarów, dzięki
czemu można wyeliminować prawie całkowicie obróbkę skrawaniem. Metodę tę wykorzystuje się głównie do odlewania
metali nieżelaznych mających niską temperaturę topienia. Wartość ciśnień uniemożliwia również stosowanie rdzeni
piaskowych, a co za tym idzie, ogranicza możliwość wykonywania bardziej skomplikowanych odlewów.
Odlewanie niskociśnieniowe
W przypadku odlewania niskociśnieniowego wartość ciśnienia wynosi około 0,01-0,07 MPa. Sposób odlewania jest podobny
do odlewania w maszynach ciśnieniowych z gorącą komorą. Ponieważ jednak ciśnienie na metal jest wywierane nie przez
tłok, lecz przez sprężony gaz, ma ono mniejszą wartość. Dzięki temu oprócz rdzeni metalowych można stosować również
rdzenie piaskowe o skomplikowanych kształtach.
Możliwość zasilania krzepnącego odlewu ciekłym metalem bezpośrednio przez rurę wlewową wpływa na zmniejszenie
wielkości nadlewów, a to powoduje znaczny wzrost uzysku, dochodzący do 90%.
Odlewy otrzymane tą metodą mają parametry zbliżone do odlewów kokilowych, przy czym koszty wykonania odlewu są
mniejsze nawet o 50%.
Prasowanie ciekłego metalu
W metodzie odlewania z prasowaniem w stanie ciekłym odlew jest wykonywany w formie metalowej - matrycy o budowie
zbliżonej do matryc stosowanych w odróbce plastycznej.
Przygotowana porcja ciekłego metalu jest dokładnie odmierzona. Po zalaniu formy następuje prasowanie ciekłego, a
następnie krzepnącego metalu za pomocą stempla, który zarazem nadaje kształt górnej, często wydrążonej części odlewu.
Ciśnienie prasowania jest zbliżone do wartości stosowanych przy odlewaniu ciśnieniowym.
Omawiana technologia umożliwia wytwarzanie wyrobów bardzo dobrej jakości (brak porowatości, drobnoziarnista
struktura, dokładność wymiarowa i gładkość powierzchni) z dowolnych materiałów.
Wykonywanie odlewów w formach wirujących
Odlewanie w formach wirujących polega na wykorzystaniu siły odśrodkowej, działającej na metal w wyniku wirowania
formy, do kształtowania odlewu lub wypełniania formy.
Odlewanie odśrodkowe
W odlewaniu odśrodkowym oś odlewu pokrywa się z osią wirowania formy. Zewnętrzna powierzchnia odlewu przyjmuje w
tym przypadku kształt formy, a powierzchnia wewnętrzna jest powierzchnią swobodną i kształtuje się w wyniku działania
siły odśrodkowej na poszczególne cząstki krzepnącego metalu swobodnie wlewanego do wirującej formy. Metoda ta jest
stosowana najczęściej do odlewania rur, tulei cylindrowych itp.
Odlewanie półodśrodkowe
W odlewaniu półodśrodkowym, podobnie jak w odlewaniu odśrodkowym, oś odlewu pokrywa się z osią wirowania formy,
ale odlew ma skomplikowany kształt, a powierzchnię wewnętrzną odtwarzają rdzenie ustawione w wirującej formie. Tym
sposobem są odlewane duże koła zębate, koła jezdne itp.
Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym
W odlewaniu pod ciśnieniem odśrodkowym odlew jest odtwarzany we wnękach kilku form rozłożonych wokół wlewu
głównego, który stanowi oś wirowania całego układu. Metoda ta jest stosowana nie tylko do wypełniania form trwałych,
ale także ceramicznych, najczęściej precyzyjnych.
Odlewanie ciągle i pólciągłe
Metoda ta może być także stosowana do odlewania wałków, rur, prętów o różnych kształtach oraz blach ze wszystkich
tworzyw odlewniczych.
USUWANIE ODLEWÓW Z FORM, ICH OCZYSZCZANIE I WYKAŃCZANIE
Usuwanie odlewów z formy ceramicznej, zwane też wybijaniem, polega na zniszczeniu tej ostatniej. Przebieg tego zabiegu
oraz rodzaj urządzeń służących do jego realizacji zależą od typu formy oraz wielkości odlewu. Duże odlewy wybija się
najczęściej z użyciem suwnicy, która może być wyposażona w zawiesie wibracyjne. Z form mniejszych, które mogą być
transportowane na stanowisko wybijania, odlewy usuwa się:
- na kratach wstrząsowych,
- przez statyczne wypchnięcie z formy,
- w obrotowych bębnach,
- metodą impulsową wykorzystującą sprężone powietrze jako czynnik wypychający masę ze skrzynki formierskiej.
Następnym zabiegiem jest usunięcie ceramicznych rdzeni z wnętrza odlewu. Może się to odbywać:
- metodą wibracyjną,
- za pomocą strumienia wody o dużym ciśnieniu,
- metodą elektrohydrauliczną, wykorzystującą wyładowania elektryczne w wodzie, w której jest zanurzony odlew.
Po wybiciu odlewów z formy konieczne jest oczyszczenie ich powierzchni przede wszystkim z resztek masy formierskiej lub
pokryć ochronnych form metalowych. Odlewy oczyszcza się przede wszystkim następującymi sposobami:
- w bębnach obrotowych w przypadku drobnych odlewów o prostych kształtach, najczęściej z metali nieżelaznych;
- metodą strumieniową, w której czynnikiem czyszczącym jest śrut wyrzucany odśrodkowo przez wirniki; sposób ten jest
stosowany w oczyszczarkach o różnej konstrukcji dostosowanej do wielkości i kształtu odlewów;
- strumieniem wody wyrzucanym z dyszy pod ciśnieniem 12-25 MPa z prędkością dochodzącą do 150 m/s, niekiedy z
kilkuprocentowym dodatkiem środka ściernego, np. piasku;
- chemicznie lub elektrochemicznie;
- z użyciem wibracji lub ultradźwięków.
Po oczyszczeniu powierzchni odlewy poddaje się zabiegom wykańczania, do których należą:
- oddzielenie układu wlewowego, nadlewów i usunięcie zalewek,
- wykończenie powierzchni,
- naprawa wad,
- obróbka cieplna,
- antykorozyjne zabezpieczenie powierzchni.
TECHNOLOGICZNOŚĆ KONSTRUKCJI ODLEWÓW
Technologiczność konstrukcji odlewu musi być brana pod uwagę na wszystkich etapach projektowania, a szczególnie
podczas:
– doboru materiału odlewu,
– doboru metody odlewania,
– kształtowania odlewu.
Dobór materiału odlewu
Dobierając materiał odlewu, bierze się pod uwagę jego właściwości mechaniczne, fizyczne, chemiczne, technologiczne, a
wśród nich odlewnicze. Właściwości podstawowych tworzyw odlewniczych są omawiane w ramach przedmiotu
materiałoznawstwo.
•
•
•
•
•
Kształtowanie odlewu ze względu na wykonanie i jakość form jednorazowych
Kształt odlewu umożliwiający prawidłowe wypełnianie formy metalem
Kształtowanie odlewu umożliwiające prawidłowe krzepniecie
Kształtowanie odlewów ze względu na naprężenia, odkształcenia i pęknięcia
Konstrukcja odlewów ze względu na pracochłonność ich oczyszczania