TE1 – slévání 2

Ing. Aleš Herman, Ph.D.

/u12133

Obsah přednášek:

1. Teoretická příprava, fyzikální, chemické a další aspekty technologie slévání

2. Vybrané metody výroby forem a odlévání, slitiny

neželezných kovů 3. Litiny a oceli

Obsah 2. přednášky:

Způsoby výroby pískových forem a jader, formovací směsi, kovové formy.

Metoda spalitelného a vytavitelného modelu – na cvičeních Odstředivé lití odlitků a trub, kontilití, tavení a lití ve vakuu, V-proces. Slitiny neželezných kovů Cu, Zn, Al a Mg – samostudium

METODY VÝROBY FOREM A JADER

TRVALÉ FORMY

NETRVALÉ FORMY

POLOTRVALÉ FORMY

NĚKOLIKADÍLNÉ

TRVALÝ MODEL

MECHANICKÉ CHEMICKÉ FYZIKÁLNÍ

POJIVA ANORGANICKÁ

POJIVA ORGANICKÁ

• PĚCHOVÁNÍ • LISOVÁNÍ • METÁNÍ, FOUKÁNÍ • STŘÁSÁNÍ • VSTŘELOVÁNÍ

• HOT BOX • COLD BOX • ST-FURANY • CT • CEMENTOVÉ FORMY • SÁDROVÉ FORMY

JEDNODÍLNÉ

NETRVALÝ MODEL

• VYTAVITELNÝ MODEL • FULL MOLD

• LOST FOAM • MAGNETICKÉ

FORMOVÁNÍ

VYTAVITELNÝ SPALITELNÝ

CHEMICKÉ FYZIKÁLNÍ

• VODNÍ SKLO/CO2

• CEMENT, SÁDRA • SOLI

• OLEJE, TUKY

• PRYSKYŘICE • SACHARIDY • PROTEINY

• JÍLY (BENTONIT, KAOLINIT, …)

• V-PROCES • EFF-SET

Vlastnosti formovacích směsí A) VLASTNOSTI UPRAVENÝCH SMĚSÍ

• Homogenita směsi - rovnoměrné promísení všech složek směsi. • Životnost směsi - doba, po kterou si směs zachová požadované vlastnosti. B) VLASTNOSTI PŘI FORMOVÁNÍ • Spěchovatelnost - schopnost pohybu ve směru působící síly. • Tekutost - schopnost pohybu ve směru kolmém na působící sily. • Formovatelnost -schopnost směsi vyplňovat celou formu a pěchovat se

rovnoměrně v celém objemu. • Lepivost směsi na modelové zařízení. • Rychlost vytvrzení -určuje dobu, za kterou je možno s ( jádrem ) formou

manipulovat a provést odlití. • Hygiena práce ( prašnost, zápach, jedovatost, dráždivost apod. ).

C) VLASTNOSTI PŘED LITÍM • Pevnost pro umožnění skládání formy a manipulace s formou a jádry. • Osýchání a navlhavost - zhoršují vlastnosti jader a forem před litím. • Otěr a drobivost. D) VLASTNOSTI PŘI LITÍ • Pevnost pro udržen1 metalostatického tlaku. • Prodyšnost pro odvod vzduchu a plynů uvolňovaných při lití. • Plynatost - množství plynů vyvíjených při ohřevu směsi. • Teplotní roztažnost • Odolnost proti erozi • Obsah škodlivých prvků, které mohou přejít do kovu. • Zrnitost a porezita, určující drsnost povrchu a odlitku. E) VLASTNOSTI PO ODLITÍ • Rozpadavost, zhroutivost pro snadné uvolňováni a čištění odlitků. • Prašnost • Možnost regenerace • Nezávadnost odpadu

Způsoby zpevňování formovacích směsí • mechanické - I. generace – zpevnění formy mechanickým působením – tzv. nasyrovo – pěchování, lisování, metání, střásání • tepelné - II. generace – působením tepla – na sucho, skořepiny, HOT-BOX • chemické - II. generace – vytvrzení formy chemickou aktivací – samotuhnoucí (furanové)

nebo s katalyzátorem (CT směsi, COLD-BOX) • fyzikální - III. generace – využití fyzikálních jevů – magnetické pole, vakuum, teplota pod

bodem mrazu • biologické – IV. generace – zpevnění formy pomocí biologických přísad (proteinová pojiva, …)

Jádro • tvoří vnitřní dutiny v odlitku • výroba na jaderně pomocí jaderníků -

dřevěné, kovové • ukládá se do známek – pravé - zcela obklopeno tekutým kovem – nepravé - dutinu tvoří pouze určitou částí

MODELOVÁ ZAŘÍZENÍ • vytvářejí dutinu formy • zařízení:

• volný model • modelová deska • šablona • jaderník

Formování „na syrovo“ výroba

modelového zařízení

jednotkové formovací stroje ruční formovací linky

výroba formy

výroba jader příprava formovací směsi

Optimální poměr složek při formování „na syrovo“

Metání

Střásání

Lisování

Lisování s vícepístovou hlavou

Air shock and press

Impulsní formování

Impulsní formování s dolisováním

1 – dávkování směsi, 2 – uzavření soustavy, 3 – impulzní zhutnění, 4 – dolisování, 5 – rozevření soustavy, 6 – oddělení modelu od poloformy

Vstřelení písku Zhutnění Odklopení přítlačné desky

Složení formy a posunutí Odtažení přítlačné desky Uzavření formovacího prostoru

Bezrámové formování - vertikální

Bezrámové formování - horizontální

Bezrámové formování - horizontální

Vacuum molding – V-process

SiO2 + 2 H2O + Na2O + CO2 → Na2CO3 + SiO2 ∙ 2 H2O vodní sklo + katalyzátor → soda + gel kyseliny křemičité

Vytvrzování pomocí CO2

1947 Petržela • směsi pojené vodním sklem zpevňované: - vysoušením - tvrdidly (samotuhnoucí směsi) - profukováním katalyzátorem CO2 (CT směsi)

• směsi pojené fenolformaldehydovou pryskyřicí zpevňované profukováním katalyzátorem CO2 (tzv. REZOL - CO2)

Skořepinové formování (1944 Croning)

1. Kovová modelová deska, předehřev 200 – 280 °C

3. Vytvoření skořepiny a její vytvrzení (280 – 500 °C v peci)

4. Vytvrzená skořepina 5. Skořepinová forma připravená k lití 6. Odlitek

2. Zásobník písku (jemný písek + fenolformaldehyd + tužidlo)

Metoda horkého jaderníku (Hot Box)

• organická pojiva (fenolické, furanové a močovinové pryskyřice nebo jejich kombinace + kyseliny)

• vstřelení směsi do vyhřátého jaderníku (cca 220 °C)

Metoda studeného jaderníku (Cold Box)

• organická pojiva dvousložková (fenolová pryskyřice + polyizokyanát)

• vstřelení směsi do jaderníku • profouknutí mlhovinou katalyzátoru

(trietylamin)

Samotuhnoucí směsi (ST)

• organická pojiva + tvrdidlo (furanové pryskyřice + kyseliny)

• promíchání složek s pískem • krátká doba zpracovatelnosti • „nalití“ směsi na model • tuhnutí směsi cca 45 minut

• trend: 3D tisk

Cementové a sádrové směsi Cementové směsi: • nejstarší syntetické směsi • za syrova dobře tekuté, po ztuhnutí pevné • dlouhá doba tuhnutí – přísady solí, hydroxidů nebo

vodního skla pro zkrácení • dobrá rozpadavost, lze recyklovat (regenerovat) • těžké odlitky v menších sériích Sádrové směsi: • sádra + přísady (azbest, písek, + další přísady pro

zlepšení kvality směsi) • dobrá kvalita povrchu, pro tenkostěnné odlitky

Gravitační odlévání do kovových forem

Typické odlitky

Nízkotlaké lití

Typické odlitky

Vysokotlaké lití

Vysokotlaké lití

Typické odlitky

Forma pro tlakové lití

Vertikální odstředivé odlévání

a) pravé odstředivé odlévání b) nepravé odstředivé odlévání (odstřeďování)

Odstředivé lití – metoda TekCast

Typické odlitky

Horizontální odstředivé odlévání

Kontinuální odlévání

Lití ve vakuu

Porovnání technologií

Děkuji za pozornost.

Minitest

A 1. Čím jsou zpevňované

formy I. generace 2. Jaký stupeň přesnosti

odlitků IT lze dosáhnout technologií lití na vytavitelný model?

B 1. Čím jsou zpevňované

formy II. generace 2. Jaký stupeň přesnosti

odlitků IT lze dosáhnout technologií vysokotlakého lití?

NEZAPOMEŇTE NA JMÉNO