E‑BOOK

Spis treści

• WprowadzenieDNAbLuixfWprowadzenie

• Przygotowanie modeli odlewniczychDF13hQohZPrzygotowanie modeli odlewniczych

• Konserwacja i naprawa modeli odlewniczychDLhKbHXtxKonserwacja i naprawa modeli odlewniczych

• Przygotowanie form metalowych

  • Podstawowe informacje o formach metalowych4.1Podstawowe informacje o formach metalowych

  • Materiały na modele4.2Materiały na modele

  • Wykonywanie form metalowych4.3Wykonywanie form metalowych

• Konserwacja i naprawa form metalowychDnloKZ3Q6Konserwacja i naprawa form metalowych

• BibliografiaDhpDSlnVQBibliografia

• Słownik pojęćD198N5qFlSłownik pojęć

Przygotowanie form metalowych

Podstawowe informacje o formach metalowych

Formy metalowe zwane formami kokilowymi to trwałe formy metalowe służące do wielokrotnego zalewania ciekłym metalem. Metal wypełnia wnękę kokili wskutek oddziaływania siły grawitacji, a w formach ciśnieniowych pod wpływem nacisku tłoka prasującego. Proces ten nazywamy odlewnictwem kokilowym, a w przypadku form ciśnieniowych odlewnictwem ciśnieniowym.

Metody odlewania do form metalowych znalazły zastosowanie głównie w odlewnictwie metali nieżelaznych: aluminium, cynku, miedzi, magnezu, cyny i ołowiu. Dla stopów żelaza zastosowanie znalazły w dużo mniejszym zakresie ze względu na pewne ograniczenia, do których zaliczamy: powstawanie naprężeń wewnętrznych, skłonność do pękania, zabieleń, a mała lejność staliwa może spowodować niedokładne wypełnienie wnęki formy.

Do korzyści wynikających ze stosowania odlewania kokilowego i ciśnieniowego, możemy zaliczyć:

• duża dokładność wymiarowo‑kształtowa odlewów,

• drobnoziarnista struktura odlewów, wpływają na polepszenie wartości wytrzymałościowych,

• dobra jakość powierzchni odlewów przejawiająca się małą chropowatością i nieliczne występowanie wad powierzchniowych,

• mniejsza ilość naddatków na obróbkę, co powoduje skrócenie czasu produkcji i kosztów z nią związanych,

• duża wydajność produkcyjna.

Stosowanie form metalowych ograniczony jest przez:

• znaczny koszt produkcji form oraz maszyn wraz z oprzyrządowaniem pomocniczym,

• stosunkowo długi okres przygotowania produkcji,

• wymiary i masę odlewów

• skłonność do porowatości.

W tym procesie odlewane stopy powinny charakteryzować się dużą lejnością, przewodnością cieplną i ciepłem topnienia, a także małym skurczem, napięciem powierzchniowym, małą segregacją i kruchością na gorąco. Dodatkowo odlewany metal nie może reagować chemicznie z formą metalową, a także powinien posiadać małe powinowactwo do tlenu.

Powrót do spisu treści3Powrót do spisu treści

Materiały na modele

Formy metalowe, w zależności od swojego przeznaczenia, wykonuje się ze stopów aluminium, brązu, staliwa wysokowęglowego oraz staliwa stopowego.

Powrót do spisu treści3Powrót do spisu treści

Wykonywanie form metalowych

Kokile i formy ciśnieniowe wykonywane są metodami odlewniczymi oraz nie odlewniczymi. Zasadniczo proces wykonywania można podzielić na dwa etapy:

1. wykonanie lub przygotowanie półwyrobu,

2. wykonanie elementów na gotowo i montaż.

Jakkolwiek były prowadzone próby stosowania wkładek odlewanych dla staliwa stopowego, to zakres zastosowania odlewów ze staliwa jest ograniczony ze względu na słabą jakość półwyrobów. Odlewy stosowane są praktycznie tylko na obudowy dużych form, z dużymi i głębokimi wnękami pod wkładki. Niekiedy to jednak dobór odpowiedniej technologii formy pozwala na wykonanie wkładek i rdzeni kształtowych (technologia wytapianych modeli oraz metoda Shawa).

Wybór metody odlewania elementów form metalowych uzależniony jest od rodzaju materiału elementu, wymagań dokładności wymiarowej i chropowatości powierzchni, a także kształtu i wielkości elementu formy. Formy metalowe odlewane mogą być: w formach suszonych i podsuszanych, z mas samoutwardzalnych lub utwardzanych przez ${\mathrm{CO}}_2$, w formach skorupowych, formach gipsowych, a także metodami do odlewnictwa precyzyjnego. Części odlewane w formach piaskowych muszą być wykonane z naddatkiem $3-5$ mm, który przeznaczony jest na obróbkę mechaniczną.

Elementy form o złożonych kształtach wykonuje się głównie za pomocą obróbki mechanicznej przez skrawanie. Istniejące metody nieodlewnicze zasługują także na uwagę.

Jedną metodą wykonywania form metalowych jest wyciskanie zaliczane do metod precyzyjnych. Głębokość wyciskanych kształtów zawieraja się w granicach od $0,5$ do $5$ mm. Proces ten prowadzony jest na prasach hydraulicznych o ciśnieniu pomp do $40$ MPa i sile nacisku do $20$ MN. Elementy wykonane poprzez wyciskanie pracują z większą wydajnością niż elementy skrawane. Ograniczenie stanowi stosunkowo mała wytrzymałość na ściskanie narzędzi używanych do tworzenia wnęk formy.

Części form z materiałów trudno obrabialnych, czyli stale hartowane i stopy o dużej twardości, do obrabiania stosuje się metody obróbki elektroerozyjnej. Obróbka ta służy do wykonania kształtowych wnęk we wkładkach oraz kształtowych otworów w formie pod rdzenie i wypychacze po obróbce cieplnej. Rozróżnia się dwie metody obróbki elektroerozyjnej: obróbka elektrochemiczna i obróbka elektroiskrowa. Pierwsza z nich polega na usuwaniu warstw wierzchnich obrabianego materiału w wyniku procesów chemicznych zachodzących przy przepływie prądu między elektrodami a elektrolitem. Materiał, który poddawany jest obróbce, podpina się do dodatniego bieguna źródła prądu stałego, a do ujemnego - elektrodę stanowiącą narzędzie, którym jest wzornik wykonany ze stali nierdzewnej lub mosiądzu. Narzędzie wykonuje ruch wgłębinowy, odwzorowując wnękę formy. Przez przestrzeń między elektrodami przepływa podawany pod ciśnieniem elektrolit. Obróbka elektroiskrowa polega na wyrywaniu cząstek metalu z elektrod pod wpływem krótkotrwałych wyładowań elektrycznych (iskrowych) zachodzących między elektrodami. Tak, jak w poprzednim przypadku, dodatnią elektrodę stanowi element obrabiany, natomiast ujemną narzędzie. Wyładowania iskrowe przebiegają w cieczy dielektrycznej: nafta, olej transformatorowy, spirytus etylowy, woda i inne. Elektrody robocze wykonane są najczęściej z miedzi, mosiądzu i miedziografitu. Obróbkę elektrochemiczną i elektroiskrową przeprowadza się na obrabiarkach elektroerozyjnych nazywanych drążarkami.

Po przygotowaniu elementów na formy ciśnieniowe należy poddać je obróbce cieplnej. Z racji, że formy wykonane są ze stali i staliwa wysokostopowe, a dodatkowo charakteryzują się małą pojemnością cieplną, ważne jest usunięcie naprężeń wewnętrznych, co stabilizuje dokładność wymiarową i pozwala na uzyskanie odpowiednich właściwości wytrzymałościowych.

Powrót do spisu treści3Powrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

• Film instruktażowy - tutorial: Kontrola i naprawa oprzyrządowania odlewniczego i form metalowychDbA6K2sKKontrola i naprawa oprzyrządowania odlewniczego i form metalowych

• Wizualizacja 3D: Naprawa modelu odlewniczego oraz formy metalowejD36BjH3J8Naprawa modelu odlewniczego oraz formy metalowej

• Wycieczka wirtualna: Przedstawienie miejsc pracy wykonywania, sprawdzenia oraz naprawy i konserwacji form metalowychDr83cE4XZPrzedstawienie miejsc pracy wykonywania, sprawdzenia oraz naprawy i konserwacji form metalowych