Pytania na egzamin Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot

Pytania na egzamin
Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot Metalurgia i Odlewnictwo
1. Wymienić metody odlewania i podać charakterystyczne cechy odlewów: stop,
wielkość odlewu, grubość ścianki odlewu, chropowatość powierzchni.
Klasa
dokładności
Odchyłka
wym. Odlewu
o wym 40mm
IV – V
±1
2 – 2,5
II – III
±0,3
3 metale nie
żelazne
III – IV
±0,3
4 – 5,5
III – IV
±0,3
1,6 – 2,5
0,5 – 0,8
I – II
±0,05
0,32 – 2,5
0,6
I – II
±0,1
Metoda
Seryjność
produkcji
Odlewane stopy
Chropowat
ość RA
Formowania
maszynowe
Seryjna do
masowej
Wszystkie
20 – 100
Formowanie
skorupowe
Seryjna do
masowej
Wszystkie
(żeliwo staliwo)
5 – 80
Odlewanie
kokilowe
Seryjna do
masowej
Al, Magnez,
Miedź, Cyna,
Cynk, PB
5 – 40
Odlewanie
odśrodkowe
Wielkoseryjna i
masowa
Metale nie
żelazne czyli
żeliwa
5 – 40
Odlewanie
metodą
wytapianych
modeli
Jednostkowa
wielkoseryjna
masowa
Staliwo metale
trudno
obrabialne
Odlewanie
ciśnieniowe
Wielkoseryjna i
masowa
Al, Magnez,
Cyna, Cynk, PB
Min gr. ścianki
3 żelazo
5 staliwo
6 żeliwo
2. Opisać formowanie metodą modeli wytapianych.
• Wykonywanie modelu przez wtryskiwanie do matrycy ciekłej masy modelowej
na bazie wosków
• Model z zastygłej masy modelowej wyjęty z matrycy
• Łączenie modeli z układem wlewowym w zestaw
• Nanoszenie metodą fluidyzacyjną na powierzchnię modelu ciekłej masy
ceramicznej w celu wytworzenia formy skorupowej. Cykl wielokrotny, aż do
uzyskania grubości skorupy od 6 do 11 mm.
• Ustawienie formy skorupowej w skrzynce i zasypywanie jej suchym piaskiem
kwarcowym
• Wytapianie modeli i układu wlewowego z formy. Temperatura około 95°C.
• Wyżarzanie w celu zwiększenia wytrzymałości i uzyskania mikropęknięć
formy. Temperatura 850 – 950°C.
• Zalewanie formy ciekłym stopem. Temperatura formy nie może być niższa niż
600°C. Przemiana alotropowa kwarcu β w α następuje w temperaturze 573°C.
Przemianie tej towarzyszy wzrost objętości 2,4%.
• Wyjęcie formy z odlewem z pojemnika i usunięcie ceramicznej skorupy z
odlewu.
• Oczyszczanie odlewów, odcinanie odlewów od układu wlewowego.
3. Podać odmiany maszyn ciśnieniowych i opisać odlewania ciśnieniowe w maszynie z
Strona 1 z 7
Pytania na egzamin
Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot Metalurgia i Odlewnictwo
zimną poziomą komorą. Strona 312 encyklopedia.
- z gorącą komorą ciśnieniową – pojemnik ciekłego metalu jest częścią składową
- z zimną komorą – metal o temp bliskiej krzepniecia stopiony poza maszyną jest
podawany stopniowo do komory ciśnieniowej skad pond naciskiem napędzanego
hydraulicznie tłoka zostaje wpciśnięty do formy.
4. Opisać metodę tiksotropową wykonywania odlewów.
Odlewanie tiksotropowe składa się z dwóch etapów:
Pierwszy etap: Wlewki o strukturze reocast można otrzymać mieszając mechanicznie
krzepnący w tyglu stop lub w urządzeniu do odlewania ciągłego W warunkach
przemysłowych wlewki o strukturze reocast
odlewane metodą ciągłą z
mieszaniem elektromagnetycznym.
Drugi etap: Nagrzewanie półwyrobu i kształtowanie odlewu: Nagrzewanie półwyrobu
o strukturze reocast do temperatury odlewania , i Kształtowanie odlewu ze stanu
ciekło-stałego Temperatura podgrzania i czas wytrzymania ma zapewnić:
- przejście całej eutektyki w stan ciekły,
- sferyczny kształt fazy stałej,
- udział fazy stałej poniżej 50%
5. Klasyfikacja piasku kwarcowego, frakcja główna i podstawowe składniki wilgotnej
masy formierskiej [1] s. 252-253 i w. książka lab z MO – str 59-60
Sklad ziarnowy osnowy oznacza sie za pomoca znormalizowanego zestawu sit. Po
przesianiu uprzednio odmytej z lepiszcza i wysuszonej probki piasku, otrzymuje sie na
poszczegolnych sitach kilka frakcji. Suma trzech najwiekszych odsiewow na
sasiadujacych z soba sitach, wyrazona w procentach, nazywa sie frakcja glowna. Im
wyzsza jest wartosc frakcji glownej, tym bardziej piasek jest jednorodny.
Strona 2 z 7
Pytania na egzamin
Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot Metalurgia i Odlewnictwo
6. Schemat budowy mieszarki turbinowej do mas formierskich.
Mieszarki turbinowe należą do najnowocześniejszych urządzeń do mieszania mas
formierskich. Dzięki procesowi mieszania dynamicznego, są najbardziej efektywne i
ekonomiczne ze wszystkich dotychczas stosowanych mieszarek.
Zalety mieszarek turbinowych:
• stabilne i wysokiej jakości parametry masy
• duża niezawodność
• niskie koszty eksploatacji
• stosunkowo prosta budowa
• brak konieczności spulchniania masy
7. Opisać proces zagęszczania formy metodą impulsu sprężonego powietrza.
Strona 3 z 7
Pytania na egzamin
Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot Metalurgia i Odlewnictwo
8. Opisac roznice w konstrukcji i w procesie zageszczania nadmuchiwarka – strzelarka.
[1] s.285-286 i w. książka – lab z MO 81-82
Zasada procesu nadmuchiwania rdzeni polega na tym, ze do komory
wypelnionej masa rdzeniowa i znajdujacej sie nad rdzennica, wprowadza sie nagle
sprezone powietrze, ktore tworzac zawiesine z masa rdzeniowa – przenosi ja do wneki
rdzennicy. Ziarna masy rdzeniowej osiadaja we wnece rdzennicy a powietrze uchodzi
przez otwory odpowietrzajace.
Zasada dzialania strzelarki polega na wyrzucaniu pod naporem naglego
uderzenia sprezonego powietrza masy rdzeniowej ze zbiornika do rdzennicy. Masa
rdzeniowa zageszcza sie w rdzennicy pod wplywem duzej predkosci strumienia masy
rdzeniowej oraz pod wplywem cisnienia powietrza.
Roznica miedzy praca nadmuchiwarki i strzelarki polega na tym, ze w
przypadku strzelarki nie powstaje powietrzna zawiesina masy rdzeniowej, a sprezone
powietrze dziala jak tlok.
9. Uproszczony rysunek surowego odlewu i koncepcja technologii wykonania odlewu.
Zeszyt
10. Obliczanie modułu krzepnięcia węzła cieplnego w odlewnie.
M=V/F
V - objętość węzła cieplnego
F - powierzchnia odprowadzania ciepła węzła
11. Zasięgi działania efektu brzegowego, nadlewu i zmiana konstrukcji odlewu w celu
zwiększenia zasięgu nadlewu oraz połączenie ścianek pod kątem w celu likwidacji
obciągnięcia i karbu.
12. Podać przybliżone warunki, w których nie stosuje się nadlewów.
Nadlewu nie stosuje się dla żeliw oraz materiałów które nie mają tendencji do
tworzenia jamy skurczowej.
żeliwo szare, grubość ścianki odlewu <=40mm, równoważnik węgla >=4,1%
Strona 4 z 7
Pytania na egzamin
Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot Metalurgia i Odlewnictwo
13. Rysunek formy odlewniczej.
1 – model, 2 – naklucia odpowietrzajace, 3 – skrzynka formierska, 4 – model belki
zuzlowej, 5 – model wlewu glownego, 6 – model przelewu, 7 – wlew
doprowadzajacy, 8 - obciazniki
14. Opisać zarodkowanie kryształów.
W procesie krystalizacji wyodrębnia się dwa elementarne procesy: tworzenie się
zarodków krystalizacji oraz wzrost tych zarodków. Obydwa te procesy przebiegają
jednocześnie, a ich wynikiem jest utworzenie się kryształów. Ze względu na warunki
pojawiania się zarodków krystalizacji rozróżnia się zarodkowanie homogeniczne i
heterogeniczne. W przypadku zarodkowania homogenicznego, zarodkami
krystalizacji są grupy atomów fazy ciekłej, stanowiące zespoły bliskiego
uporządkowania. Muszą one osiągnąć wielkość krytyczną, co na ogół wymaga dużych
przechłodzeń. W ciekłych metalach na ogół występują zbyt małe przechłodzenia (ok.
1°C), aby możliwe było zarodkowanie homogeniczne. Jedynie metal rozdrobniony na
bardzo małe krople można silnie przechłodzić nawet o 300°C, dzięki czemu w
pojedynczych kroplach występują warunki umożliwiające zarodkowanie
homogeniczne. W czystych metalach zarodki i ciecz mają jednakowy skład
chemiczny, natomiast w stopach zagadnienie staje się bardziej złożone, ponieważ z
warunków równowagi w danej temperaturze wynika, że zarodki i roztwór ciekły
różnią się znacznie składem.
W przypadku zarodkowania heterogenicznego, powstawanie zarodków następuje na
powierzchniach fazy stałej stykającej się z cieczą. Zarodkowanie następuje na
powierzchniach ścian naczynia, na drobnych cząstkach stałych zawieszonych w
cieczy, jak wtrącenia niemetaliczne, nierozpuszczone zanieczyszczenia itp.
Zarodkowanie może następować również na warstewce stałych tlenków znajdującej
się na powierzchni ciekłego metalu. W takich warunkach krystalizacja przebiega przy
znacznie mniejszym przechłodzeniu niż w przypadku zarodkowania homogenicznego.
Strona 5 z 7
Pytania na egzamin
Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot Metalurgia i Odlewnictwo
15. Opisać warunki wzrostu kryształów w odlewach.
Rozrost kryształów, wzrost wymiarow liniowych w cialach polikrystalicznych
kosztem ziarn tej samej bądź innej fazy. Sila napewdowa wzrostu w układzie
jednofazowym jest zmniejszenie energii powierzchni granic ziarn, w ukl
wielofazowych sila naped może być zmniejszenie energii związanej z obecnością
granic międzyfazowych , jak i energii swobodnej objętościowej na skutek zmiany
ilościowej składu fazowego
16. Opisać proces krystalizacji odlewu z podeutektycznego stopu Al-Si na podstawie
krzywej stygnięcia temperatura – czas.
17. Narysować mikrostrukturę odlewu z podeutektycznego stopu Al-Si widoczną na
wypolerowanej powierzchni.
Strona 6 z 7
Pytania na egzamin
Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot Metalurgia i Odlewnictwo
18. Opisać w jaki sposób można zmienić kształt geometryczny fazy α (dendrytyczny) i
krzemu (włóknisty) w eutektyce w odlewach ze sopu Al-Si na sferyczny oraz grafitu
eutektycznego w żeliwie i na jaki kształt.
W odlewach ze stopu Al-Si kształt można zmienić poprzez dodanie modyfikatorów
(związków sodu, strontu lub antymonu) do ciekłego stopu o temperaturze wyższej od
temperatury odlewania. Powodują one rozdrobnienie i zaokrąglenie kryształów
krzemu.
!!! Chyba!!! Zmiana kształtu grafitu w żeliwie również polega na dodaniu
modyfikatorów, magnezu lub ceru. Grafit wtedy przybiera postać kulkowa
(sferoidalna).
Strona 7 z 7