E-materiały do kształcenia zawodowego

E‑book do e‑materiału Wykonywanie form metalowych kokilowych oraz ciśnieniowych

MTL.01 WYKONYWANIE FORM METALOWYCH KOKILOWYCH ORAZ CIŚNIENIOWYCH

bg‑cyan

Budowa i wykonywanie form metalowych kokilowych i ciśnieniowych

E‑BOOK

Spis treści

Aby wyszukać pojęcie lub frazę występujące w słowniku, wpisz je w poniższą ramkę.

1
erozja ciekłego metalu
erozja ciekłego metalu

proces niszczenia powierzchni wnęki formywnęka formywnęki formy przez płynący metal w formie odlewniczej

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

forma odlewnicza
forma odlewnicza

element lub materiał otaczający wnękę, do której zostanie wprowadzony kształtowany materiał. Formy mogą być jednorazowe lub wielokrotnego użycia.

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Metody wykonywania kokiliD8BPOLFfjMetody wykonywania kokili

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

Układ chłodzenia i odpowietrzania kokiliDKL1cylAFUkład chłodzenia i odpowietrzania kokili

Odlewanie ciśnienioweDc7MJEV3YOdlewanie ciśnieniowe

Maszyny do odlewania pod ciśnieniemDapISM6BTMaszyny do odlewania pod ciśnieniem

Odlewanie odśrodkoweDDnmGWcGTOdlewanie odśrodkowe

formowanie skorupowe
formowanie skorupowe

jest odmianą odlewania w formach piaskowych jednorazowego użycia. Formy skorupowe wykonuje się z masy formierskiej składającej się z piasku kwarcowego i żywic sztucznych (syntetycznych) (6‑7%) lub piasku otaczanego. Poprzez nanoszenie masy na ogrzaną do temp. 230‑260°C płytę modelową, którą pokryto uprzednio oddzielaczem otrzymamy skorupę, którą poddajemy dodatkowemu wygrzaniu w temp. 350°C w celu nieodwracalnego utwardzenia, w ten sposób otrzymamy formę skorupową

Metody wykonywania kokiliD8BPOLFfjMetody wykonywania kokili

grafit
grafit

pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. W żeliwach występuje w różnych kształtach i wymiarach

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

hartowanie
hartowanie

polega na nagrzewaniu stalistalstali do odpowiedniej temperatury, zależnej od rodzaju materiału, zwykle o około 30°C od temperatury przemiany, wygrzaniu jej w tej temperaturze, w celu uzyskania jednakowej temperatury w całej masie materiału, i szybkim chłodzeniu. Celem hartowania jest uzyskanie struktury materiału o większej twardości. Zależnie od sposobu nagrzewania rozróżnia się hartowanie z ogrzewaniem na wskroś i hartowanie powierzchniowe. Hartowanie powierzchniowe - polega na szybkim ogrzaniu warstwy powierzchniowej przedmiotu do temperatury wyższej od temperatury krytycznej i oziębieniu. Celem tego hartowania jest uzyskanie twardej powierzchni odpornej na ścieranie z zachowaniem plastycznego rdzenia, który przy zmiennych obciążeniach nie ulega pęknięciu. W zależności od sposobu nagrzewania rozróżnia się hartowanie powierzchniowe:

  • płomieniowe – nagrzewanie przedmiotu palnikiem gazowym,

  • indukcyjne – nagrzewanie przedmiotu prądami wirowymi wzbudzonymi w warstwie powierzchniowej przedmiotu oraz prądami szybkozmiennymi w induktorze (wzbudniku),

  • kąpielowe – nagrzewanie przez krótkie zanurzenie przedmiotu w kąpieli solnej lub ołowiowej, o temperaturze dużo większej od temperatury hartowania stali

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

korozja
korozja

to proces samorzutnego niszczenia materiału na skutek jego oddziaływania ze środowiskiem. Jest to zjawisko niepożądane, wywołujące zmiany własności materiału, najczęściej osłabiające własności fizyczne lub wywołujące przemiany chemiczne

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

kokila
kokila

trwała, metalowa forma odlewnicza przeznaczona do wypełniania ciekłym metalem metodą grawitacyjną lub pod niskim albo wysokim ciśnieniem

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Metody wykonywania kokiliD8BPOLFfjMetody wykonywania kokili

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

Układ chłodzenia i odpowietrzania kokiliDKL1cylAFUkład chłodzenia i odpowietrzania kokili

metal
metal

pierwiastek chemiczny, posiadający w sieci krystalicznej elektrony swobodne, odznaczający się dobrym przewodnictwem elektrycznym i cieplnym, charakterystycznym połyskiem, dużą wytrzymałością mechaniczną oraz plastycznością, wydobywany ze skał i w przyrodzie występuje zazwyczaj w stanie stałym w temperaturze pokojowej, poza rtęcią, występującą w stanie ciekłym

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Maszyny do odlewania pod ciśnieniemDapISM6BTMaszyny do odlewania pod ciśnieniem

metalizacja natryskowa
metalizacja natryskowa

jest to nakładanie na powierzchnię przedmiotów, uprzednio rozgrzanego do temperatury topnienia wybranego metalu, w celu uzyskania powłok odpornych na korozję i ścieranie lub w celach dekoracyjnych

Metody wykonywania kokiliD8BPOLFfjMetody wykonywania kokili

masa formierska
masa formierska

mieszanina różnych materiałów formierskich dobrana w odpowiedniej proporcji. W technologii istnieją takie technologie, w których rozróżnia się masy jednoskładnikowe

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Metody wykonywania kokiliD8BPOLFfjMetody wykonywania kokili

Odlewanie odśrodkoweDDnmGWcGTOdlewanie odśrodkowe

odlew
odlew

jest to element konstrukcyjny opracowany w biurze konstrukcyjnym (projektowym), którego kształt, wymiary, a czasem i inne cechy podane są na rysunku technicznym gotowego odlewu

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Układ chłodzenia i odpowietrzania kokiliDKL1cylAFUkład chłodzenia i odpowietrzania kokili

Odlewanie odśrodkoweDDnmGWcGTOdlewanie odśrodkowe

obróbka cieplna
obróbka cieplna

są to zabiegi cieplne, w wyniku których zmienia się właściwości mechanicznewłaściwości mechanicznewłaściwości mechaniczne, fizycznewłaściwości fizycznefizyczne lub chemicznewłaściwości chemicznechemiczne metali i stopów w stanie stałym, przede wszystkim przez wywołanie zmian strukturalnych będących funkcją temperatury, czasu oraz działania środowiska. Operacją nazywa się część procesu technologicznego, np. hartowaniehartowaniehartowanie, odpuszczanieodpuszczanieodpuszczanie, wyżarzaniewyżarzaniewyżarzanie. Zabiegiem nazywa się część operacji, np. nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

odlewanie ciśnieniowe
odlewanie ciśnieniowe

polega na wymuszonym ruchu metalu wypełniającego wnękę formy, ciśnieniem wywołanym ruchem tłoka prasującego maszyny odlewniczej. Technologia ta zapewnia wysoki uzysk metalu, a dzięki drobnoziarnistej strukturze - dobre właściwości mechaniczne, fizyczne i chemiczne odlewów

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Układ chłodzenia i odpowietrzania kokiliDKL1cylAFUkład chłodzenia i odpowietrzania kokili

Odlewanie ciśnienioweDc7MJEV3YOdlewanie ciśnieniowe

Maszyny do odlewania pod ciśnieniemDapISM6BTMaszyny do odlewania pod ciśnieniem

Odlewanie odśrodkoweDDnmGWcGTOdlewanie odśrodkowe

odpuszczanie
odpuszczanie

jest to proces, który umożliwia usunięcie naprężeń wewnętrznych powstałych w przedmiotach podczas hartowania i polepsza ich własności plastyczne. Odpuszczanie polega na nagrzaniu uprzednio zahartowanego przedmiotu poniżej temperatury 723°C, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie chłodzeniu.

Zależnie od temperatury nagrzewania rozróżnia się odpuszczanie niskie, średnie i wysokie.

  • Odpuszczanie niskie (w temperaturze 150 - 250°C) usuwa naprężenia własne materiału z zachowaniem dużej twardości. Odpuszczanie niskie stosuje się do narzędzi, sprawdzianów oraz części maszyn ze stali węglowych i niskostopowych.

  • Odpuszczanie średnie (w temperaturze 250 - 500°C) zwiększa wytrzymałość i sprężystość materiału przy dostatecznie dużej ciągliwości. Stosuje się je do przedmiotów narażonych w czasie pracy na uderzenia, jak np. matryce.

  • Odpuszczanie wysokie (w temperaturze 500 - 650°C) zwiększa wytrzymałość i sprężystość materiału z jednoczesnym zachowaniem dużej twardości i odporności na uderzenia (uzyskanie możliwie dużej plastyczności). Stosuje się je do materiałów przeznaczonych na części maszyn pracujących pod znacznym obciążeniem i narażonych na uderzenia, jak np. wały, korbowody.

Hartowanie oraz następujące po nim wysokie lub średnie odpuszczanie jest nazywane ulepszaniem cieplnym.

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

rdzennica
rdzennica

to przyrząd wykonany na podstawie rysunku odlewu surowego, który jest wykorzystywany do wyrabiania rdzeni. Najczęściej ma kształt skrzynki i wyposażona jest w tzw. znaki rdzennika, służące do odtworzenia kształtów rdzenników

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

rdzeń odlewniczy
rdzeń odlewniczy

element formy odlewniczejforma odlewniczaformy odlewniczej odtwarzający wewnętrzne wymiary, kształty odlewu. Może być wykonany ręcznie lub maszynowo. Może być wzmacniany szkieletem lub żebrami. Odpowietrzenie rdzeni odbywa się przez kanały odpowietrzające, które wykonuje się ręcznie lub stosuje się specjalne wkładki np. elastyczne rurki perforowane

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Metody wykonywania kokiliD8BPOLFfjMetody wykonywania kokili

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

Układ chłodzenia i odpowietrzania kokiliDKL1cylAFUkład chłodzenia i odpowietrzania kokili

Odlewanie ciśnienioweDc7MJEV3YOdlewanie ciśnieniowe

regeneracja
regeneracja

proces polegający na odzyskaniu z zużytej masy formierskiej lub rdzeniowej nieuszkodzonych ziarn piasku formierskiego, o właściwościach kwalifikujących je do ponownego stosowania przy produkcji form lub rdzenirdzeń odlewniczyrdzeni w miejsce piasku świeżego. Regeneracja może być sucha, mokra, chemiczna lub termiczna

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

skurcz odlewniczy
skurcz odlewniczy

zmiana wymiarów elementu w czasie krzepnięcia i krystalizacji ciekłego stopu, wywołana zmianą objętości zachodzącą w trakcie tych procesów. Skurcz odlewniczy w stopach może być wywołany także przemianami alotropowymi. Skurcz odlewniczy może być swobodnyskurcz swobodnyswobodny lub hamowanyskurcz hamowanyhamowany

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

stal
stal

stop żelaza z węglem, plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie, o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,11%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

staliwo
staliwo

stop żelaza z węglem (teoretycznie do 2.1% zawartości węgla), który przyjmuje kształt wnęki formy

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

skurcz swobodny
skurcz swobodny

skurcz swobodny występuje w odlewach o prostych kształtach, na przykład w wałkach, płytach czy prostych belkach. Skurcz nie jest ograniczany przez formę ani przez różną prędkość skurczu elementów.

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

skurcz hamowany
skurcz hamowany

skurcz hamowany jest kontrolowany poprzez opór formy lub rdzeni (czynniki mechaniczne). Nierówny skurcz poszczególnych części odlewu, spowodowany różnicą w grubości ścianek odlewu, również powoduje hamowanie skurczy (cczynnik cieplny)

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

układ wlewowy
układ wlewowy

zespół kanałów, wnęk i innych elementów formy przeznaczony do doprowadzenia ciekłego metalumetalmetalu do wnęki formy oraz zatrzymania zanieczyszczeń niemetalowych

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Maszyny do odlewania pod ciśnieniemDapISM6BTMaszyny do odlewania pod ciśnieniem

wnęka formy
wnęka formy

część formy odlewniczej odtworzona za pomocą modelu i oprzyrządowania odlewniczego w masie formierskiej, która po wypełnieniu jej ciekłym metalem oddaje kształt odlewanego elementu. Wnęka formy może także posiadać odpowiednie miejsca do umieszczenia rdzenia, który odwzorowuje wewnętrzne kształty odlewu

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

właściwości mechaniczne
właściwości mechaniczne

zaliczają się do nich między innymi: twardość, moduł sprężystości, współczynnik Poissona, wytrzymałość na rozciąganie, temperatura przejścia w stan kruchy, odporność na kruche pękanie oraz pełzanie

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

właściwości chemiczne
właściwości chemiczne

zaliczają się do nich między innymi: stabilność biologiczna, kruchość wodorowa, utlenianie, korozja naprężeniowa, stabilność cieplna oraz korozja wodorowa

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

właściwości fizyczne
właściwości fizyczne

zaliczają się do nich między innymi: struktura krystaliczna, gęstość, lepkość, przepuszczalność, prężność pary oraz stabilność wymiarowa

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

wyżarzanie
wyżarzanie

jest to operacja cieplna polegającą na nagrzaniu materiału do żądanej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie powolnym chłodzeniu do temperatury otoczenia. Zależnie od temperatury wyżarzaniawyżarzaniewyżarzania, sposobu studzenia oraz celu zabiegu rozróżnia się: wyżarzanie ujednorodniające, normalizujące, zupełne, niezupełne, zmiękczające, rekrystalizujące, odprężające.

  • odprężające, które polega na nagrzaniu odlewu do temperatury poniżej 727°C, wygrzaniu w tej temperaturze i powolnym chłodzeniu. Celem tej operacji jest usunięcie naprężeń wywołanych skurczem hamowanym odlewu i przemianami fazowymi,

  • zmiękczające (sferoidyzujące), które polega na nagrzaniu staliwa do temperatury zbliżonej do 727 °C, w wyniku czego następuje zmiana kształtu cementytu wchodzącego w skład perlitu z płytkowego na kulkowy,

  • normalizujące Temperatura tego rodzaju wyżarzania wynosi od 30 do 50°C powyżej AcIndeks dolny 3 (temperatura, w której ferryt całkowicie przemienia się w austenit), następnie odlew studzony jest w spokojnym powietrzu,

  • homogenizujące (ujednorodniające) polega na nagrzaniu materiału do temperatury od 1000 do 1200°C, długotrwałym wygrzaniu w tej temperaturze, aż do wyrównania składu chemicznego oraz powolnym chłodzeniu. Celem zabiegu jest zmniejszenie niejednorodności składu chemicznego,

  • rekrystalizujące polega na nagrzaniu metalu po odkształceniu plastycznym na zimno do temperatury wyższej od temperatury rekrystalizacji, wygrzaniu w tej temperaturze i chłodzeniu z dowolną szybkością. Jest to proces stosowany międzyoperacyjne podczas walcowaniawalcowaniewalcowania lub ciągnienia metali na zimno, ponieważ usuwa umocnienie powstałe przez odkształcenie na zimno, powodując zmniejszenie twardości i wytrzymałości oraz zwiększenie ciągliwości metalu, co umożliwia dalszą obróbkę plastyczną na zimno,

  • zupełne jest stosowane do stalistalstali stopowych. Polega na nagrzaniu stali do temperatury o od 30 do 50°C wyższej od AcIndeks dolny 3 (temperatura, w której ferryt całkowicie przemienia się w austenit), AcIndeks dolny cm (temperatura, w której cementyt całkowicie rozpuszcza się w austenicie), wygrzaniu w tej temperaturze i następnym bardzo wolnym chłodzeniu, np. z piecem, w zakresie temperatury między AcIndeks dolny 3 i AcIndeks dolny cm, a 727°C. Dalsze studzenie może odbywać się w powietrzu,

  • niezupełne przeprowadza się podobnie jak wyżarzanie zupełne, z tym że temperatura wyżarzania jest pośrednia pomiędzy AcIndeks dolny 1-AcIndeks dolny 3 dla stali podeutektoidalnych (stal o zawartości węgla ponizej 0,77%) oraz między AcIndeks dolny 1-AcIndeks dolny cm dla stali nadeutektoidalnych(stal o zawartości węgla powyżej 0,77%)

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

walcowanie
walcowanie

rodzaj obróbki plastycznej metali wykonywany na walcarkachwalcarkawalcarkach. Walcowanie polega na kształtowaniu materiału między obracającymi się walcami, tarczami, rolkami lub przemieszczającymi się względem siebie narzędziami płaskimi.

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

walcarka
walcarka

zespół urządzeń do wykonywania czynności walcowaniawalcowaniewalcowania mający jeden autonomiczny napęd główny, który służy do napędzania walców

Odlewanie kokiloweDHJWZLO4qOdlewanie kokilowe

żeliwo
żeliwo

wysokowęglowy stop żelaza z węglem, zazwyczaj także z krzemem, manganem, fosforem, siarką i innymi składnikami. Zawiera od 2,11 do 6,67% węgla w postaci cementytu lub grafitu. Występowanie konkretnej fazy węgla zależy od szybkości chłodzenia i składu chemicznego stopu. Chłodzenie powolne sprzyja wydzielaniu się grafitu. Także i dodatki stopowe odgrywają tu pewną rolę. Według obowiązującej normy żeliwo definiuje się jako tworzywo, którego głównym składnikiem jest żelazo i w którym zawartość węgla przekracza 2% (obecność dużych zawartości składników węglikotwórczych może zmienić podaną zawartość węgla)

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

żeliwo szare
żeliwo szare

żeliwo, w którym węgiel występuje w postaci grafitu. Nazwa jego pochodzi od faktu, iż jego przełom ma szary kolor. Uznawane za żeliwo wyższej jakości, jest bardziej ciągliwe, łatwiej obrabialne, charakteryzuje się dobrą lejnością i posiada mniejszy skurcz odlewniczy – (rzędu 1,0%), niż żeliwo białe. Wytwarza się z niego odlewy korpusów, obudów, bloków pomp, sprężarek i silników.

RgMQ0X7OE3gZW
Żeliwo szare zwykłe
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

żeliwo sferoidalne
żeliwo sferoidalne

stop żelaza z węglem z grupy żeliw, powstający w wyniku krzepnięcia stopionego wsadu z wydzieleniami węgla o kształcie zbliżonym do kuli. Uzyskuje się je w wyniku sferoidyzowania i następnie modyfikowania ciekłego stopu o małej zawartości siarki, które bez dodatków dałoby żeliwo szare. Jako sferoidyzatorów używa się cer lub stopy żelazo‑krzem‑magnez, natomiast do modyfikacji wykorzystuje się żelazokrzem. W wyniku tego zabiegu grafit występuje w tych żeliwach w postaci kulistej. Skupienia te mogą występować w osnowie perlitu, ferrytu lub mieszanej, ferrytyczno‑perlitycznej. Ma dobre własności wytrzymałościowe i ślizgowe. Może ulegać odkształceniu bez uszkodzeń, jest odporne na ściskanie i zginanie oraz na wysokie ciśnienia. Znalazło zastosowanie do wyrobu wałów korbowych, pierścieni tłoków, łożysk, kół zębatych, elementów obrabiarek, maszyn rolniczych, hydraulicznych, turbin wodnych i in.

RgfH2NHDCYsCf
Żeliwo sferoidalne
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Materiały kokili odlewniczychDGwhITtlGMateriały kokili odlewniczych

Rdzenie i wypychaczeDZfCgm7TrRdzenie i wypychacze

Powiązane materiały multimedialne

R1XTkoKDrXymo