Ljevarstvo Sažetak po prezentacijama
Uvod Lijevanje je tehnologija oblikovanja predmeta kojom se rastaljeni metal oblikuje lijevanjem u kalup, u kojem skrućivanjem poprima oblik i dimenzije kalupne šupljine. Lijevanje se koristi više od 5000 godina za proizvodnju odljevaka definiranog geometrijskog oblika i svojstava. Izrada dobrih odljevaka traži veliku vještinu jer proces nastajanja odljevka nije vidljiv, odnosno metal popunjava zatvoreni kalup. Za razvoj ljevačkih postupaka potrebna su znanja iz područja kemije, nauke o metalima, fizike, mineralogije, strojarstva, elektrotehnike i metalurgije Praoblikovanje je proizvodnja čvrstog tijela od bezobličnih tvari stvaranjem povezanosti čestica. Pritom nastaje početna struktura koja definira početna svojstva materijala. Praoblikovanje u tehnološkom procesu proizvodnje dijelova:
Tijek proizvodnog procesa:
Lijevanje ingota Lijevanje ingota je diskontinuirani proces. Stalni metalni kalupi (kokile) za ingote popunjavaju se tekućim metalom ulijevanjem s gornje strane ili kroz uljevni sustav. Odvođenjem topline taljevina skrućuje i nastaju ingoti, koji predstavljaju poluproizvod namijenjen daljnjoj obradi proizvodnim postupcima glavnih grupa. Veličina ingota ovisi o kapacitetu primarnih valjaka za naknadno valjanje. Može iznositi od 4 do 30 t i više ako su predviđeni za kovanje.
Kontinuirani lijev Razvijen zbog ložene pripreme kokila za ingote, njihovih ograničenja u dimenzijama i visokog udjela materijala za kompenzaciju usahlina u pojilima. Rastaljeni metal ulijeva se u otvorenu bakrenu kokilu hlađenu vodom. Odvođenjem topline talina skrućuje od rubova prema sredini i pomicanjem prema dolje nastaje beskonačna metalna gredica ili traka. Za ubrzanje hlađenja koristi se sekundarno hlađenje vodenim sprejem. Gredice se režu na određenu mjeru i nakon toga ako je površina dobre kvalitete prolaze kroz peć i odlaze na vruće valjanje i tako nastaje potpuno kontinuirani proces proizvodnje proizvoda od čelika. Mogu se lijevati i aluminijske i bakrene legure. Na ovaj način proizvodi se 80 do 90% čelika u zapadnom svijetu. Prednosti u odnosu na ingote su smanjenje gubitka materijala na pojilima, veća produktivnost, bolja prilagodba za daljnje preoblikovanje (valjanje).
Lijevanje odljevaka Koristi se za proizvodnju metalnih izradaka različitih oblika i debljina stjenki. Rastaljeni metal ulijeva se pod djelovanjem gravitacije ili neke druge sile u kalupe u kojima je napravljena šupljina definiranog geometrijskog oblika. Kalupi pritom mogu biti od nemetalnih materijala (pretežno kvarcni pijesak) ili od metala (pretežno željezne legure). Za vrijeme lijevanja i skrućivanja metal djeluje na kalup mehanički, toplinski i kemijski. Nakon skrućivanja tekućeg metala kalup od nemetalnih materijala se razruši i izvadi odljevak, dok kod metalnog kalupa otvaranje omogućuje vađenje odljevka.
Ljevački kalup s jezgrom i uljevnim sustavom:
Primjena odljevaka s prednostima i nedostatcima Prednosti: -
Visoka produktivnost Laka mogućnost izrade replika Moguće je ostvariti visoku proizvodnost Postupak je pogodan za automatizaciju Često jedini postupak kojim se mogu izraditi vrlo veliki i složeni dijelovi s unutarnjim šupljinama Lijevati se mogu i vrlo mali dijelovi od nekoliko grama
Nedostatci: -
Ograničenja u mehaničkim svojstvima Pojava poroznosti u odljevcima Slabija kvaliteta površine kod pješčanog lijeva Opasnost u proizvodnji Utjecaj na okoliš
Postupci lijevanja i kalupljenja Proizvodni koraci postupka lijevanja:
Podjela postupaka lijevanja prema uljevnoj sili i vrsti kalupa i modela:
Podjela postuaka lijevanja prema vrsti kalupa:
Konstrukcija odljevka, modela i jezgrenika Tehnički crtež odljevka mora sadržavati podatke o materijalu, obliku, masi i druge specifične podatke, kao što je npr. kvaliteta površine. Navedene informacije potrebne su za oblikovanje modela i jezgrenika. Jezgra je neophodni dio kalupa kada odljevak koji se lijeva sadrži šupljine. Jezgra ima oblik šupljine u odljevu koju je potrebno dobiti, a oblikuje se u jezgreniku od jezgrene mješavine. Prilikom izrade modela treba obratiti pažnju na slijedeće zahtjeve: -
Povećati dimenzije modela za iznos sakupljanja u krutom stanju ovisno o materijalu koji se lieva Položaj i vrste jezgri, te jezgrene oslonce za fiksiranje položaja jezgre koja se kasnije umeće u kalup Smještaj slobodnih dijelova koji su potrebni za podrezivanje Odrediti ravninu dijeljenja radi lakšeg kalupljenja modela Predvidjeti dodatke za naknadnu strojnu obradu funkcijskih površina i na tim mjestima povećati dimenzije modela Predvidjeti skošenja na modelu za lakše razdvajanje modela od sabijene kalupne mješavine Nanijeti premaz u boji za zaštitu modela od vlage
Proizvodnja odljevaka u kalupima za jednokratnu primjenu Kalupni materijali, veziva, dodatci i premazi Glavni zahtjevi koji se postavljaju na materijal za kalupljenje (kalupnu mješavinu) su: -
Dobra oblikovljivost Dovoljna čvrstoća Visoka vatrootpornost Beznačajna nepoželjna reakcija s taljevinom Dovoljna propusnost za plinove Dobra razrušivost nakon lijevanja Jednostavna mogućnost regeneracije (ponovnog korištenja)
Sastav kalupne mješavine:
Osnovni materijali su zrnate supstance odgovarajuće vatrootpornosti. To su isprani i osušeni pijesci klasificirani prema zrnatosti. Osnovni materijal čini najveći dio kalupne mješavine. Veziva se dijele na organska i anorganska te prirodna i sintetska. Dodatci kalupnim materijalima poboljšavaju njihova svojstva. Neki dodatci proizvod sjajni ugljik, npr. grafit, ugljena prašina i ugljikohidrati, koji isparavaju na visokoj temperaturi i simultano se
rastavljaju. Zrna pijeska oblože se sjajnim ugljikom i postaju otpornija na rastaljeni metal, odnosno spriječen je neposredni kontakt rastaljenog metala s površinom zrna. Zrna pijeska obložena sjajnim ugljikom: a) dovoljna količina sjajnog ugljika B) premala količina sjajnog ugljika:
Premazi se nanose na površine kalupa i jezgri sa zadatkom da -
Smanje penetraciju metala u pijesak Poboljšaju kvalitetu površine odljevka Olakšaju razdvajanje odljevka od kalupa Smanje troškove čišćenja
-
