Casting (zpracování kov)



Všechny poznatky, které lidé za staletí nashromáždili o Casting (zpracování kov), jsou nyní k dispozici na internetu a my jsme je pro vás shromáždili a uspořádali co nejpřístupnějším způsobem. Chceme, abyste měli rychlý a efektivní přístup ke všem informacím o Casting (zpracování kov), které chcete vědět, aby vaše zkušenost byla příjemná a abyste měli pocit, že jste skutečně našli informace o Casting (zpracování kov), které jste hledali.

Pro dosažení našich cílů jsme se snažili nejen získat co nejaktuálnější, nejsrozumitelnější a nejpravdivější informace o Casting (zpracování kov), ale dbali jsme také na to, aby design, čitelnost, rychlost načítání a použitelnost stránky byly co nejpříjemnější, abyste se mohli soustředit na to podstatné, znát všechny dostupné údaje a informace o Casting (zpracování kov), aniž byste se museli starat o cokoli dalšího, o to jsme se již postarali za vás. Doufáme, že jsme dosáhli svého cíle a že jste našli informace, které jste chtěli o Casting (zpracování kov). Proto vás vítáme a vyzýváme, abyste si i nadále užívali používání scientiacs.com.

Pi obrábní kov a výrob perk je lití proces, pi kterém je tekutý kov dodáván do formy (obvykle kelímku ), která obsahuje negativní dojem (tj. Trojrozmrný negativní obraz) zamýleného tvaru. Kov se nalije do formy dutým kanálem, kterému se íká sprue . Kov a forma se poté ochladí a kovová ást ( odlitek ) se extrahuje. Lití se nejastji pouívá k vytváení sloitých tvar, které by bylo obtíné nebo nehospodárné vyrobit jinými zpsoby.

Procesy odlévání jsou známy ji tisíce let a jsou iroce pouívány pro sochaství (zejména v bronzu ), perky v drahých kovech a zbran a nástroje. Vysoce technické odlitky se nacházejí v 90 procentech zboí dlouhodobé spoteby, vetn osobních, nákladních, leteckých, vlakových, tebních a stavebních zaízení, ropných vrt, spotebi, potrubí, hydrant, vtrných turbín, jaderných elektráren, zdravotnických prostedk, obranných produkt, hraek a více.

Mezi tradiní techniky patí lití ztraceného vosku (které lze dále rozdlit na odstedivé lití a pímé lití pod tlakem), lití do sádrových forem a odlévání do písku .

Moderní proces odlévání je rozdlen do dvou hlavních kategorií: odlévatelné a nevyerpatelné. Dále se rozkládá podle materiálu formy, jako je písek nebo kov, a zpsobu lití, jako je gravitace, vakuum nebo nízký tlak.

Expendable cast casting

Expendable mold casting je obecná klasifikace, která zahrnuje pískové, plastové, skoepinové, sádrové a investiní (technika ztraceného vosku) výlisky. Tento zpsob odlévání forem zahrnuje pouití doasných, opakovan nepouitelných forem.

Casting process.svg

Lití do písku

Lití do písku je jedním z nejpopulárnjích a nejjednoduích typ odlévání a pouívá se po staletí. Lití do písku umouje mení dávky ne trvalé lití do formy a za velmi rozumnou cenu. Tato metoda nejene umouje výrobcm vytváet výrobky za nízké náklady, ale odlévání do písku má i dalí výhody, napíklad velmi malé operace. Tento proces umouje odlitkm, které jsou dostaten malé, aby se vely do dlan tch, které jsou dostaten velké pro lko vlaku (jeden odlitek me vytvoit celé lko pro jeden elezniní vz). Lití do písku také umouje odlévání vtiny kov v závislosti na typu písku pouitého pro formy.

Lití do písku vyaduje pro výrobu pi vysokých výkonech (120 kus/h-forma) dodací lhtu nkolik dní nebo dokonce týdn a u velkoobjemové výroby je nepekonatelná. Zelený (vlhký) písek, který je erný, nemá tém ádný hmotnostní limit, zatímco suchý písek má praktický hmotnostní limit 2 3002 700 kg (5 1006 000 lb). Minimální hmotnost dílu je v rozmezí 0,0750,1 kg (0,170,22 lb). Písek je pojen pomocí jíl, chemických pojiv nebo polymerovaných olej (jako je motorový olej). Písek lze ve vtin operací mnohokrát recyklovat a vyaduje malou údrbu.

Hlinné lití

Hlinné výlisky byly pouity k výrob velkých symetrických pedmt, jako jsou dlové a kostelní zvony. Hlína je sms jílu a písku se slámou nebo trusem. Vyrobený model je vytvoen z drobivého materiálu (koilky). Plíse se tvoí kolem této koilky pekrytím hlínou. Ten se pak upee (vypálí) a koilka se odstraní. Forma se poté postaví vzpímen do jámy ped pecí, aby se roztavený kov nalil. Poté se forma odlomí. Formy lze tedy pouít pouze jednou, take pro vtinu úel jsou upednostovány jiné metody.

Odlévání sádrových forem

Sádrové lití je podobné odlévání do písku s tím rozdílem, e místo písku se jako formovací materiál pouívá sádra z Paíe . Obecn trvá píprava formy mén ne týden, po kterém se dosáhne rychlosti výroby 110 jednotek/h formy s pedmty o hmotnosti 45 kg (99 lb) a 30 g (1 oz) s velmi dobrou povrchovou úpravou a blízkými tolerancemi . Lití sádry je levná alternativa k jiným formovacím procesm u sloitých díl kvli nízkým nákladm na omítku a její schopnosti vyrábt odlitky tém istého tvaru . Nejvtí nevýhodou je, e jej lze pouít pouze u neelezných materiál s nízkou teplotou tání, jako je hliník, m, hoík a zinek.

Formování skoepiny

Formování skoápky je podobné lití do písku, ale formovací dutinu tvoí místo baky naplnné pískem tvrzená skoápka písku. Pouitý písek je jemnjí ne písek pro lití do písku a je smíchán s pryskyicí , aby jej bylo moné ohívat vzorem a vytvrzovat do skoápky kolem vzoru. Díky pryskyici a jemnjímu písku poskytuje mnohem jemnjí povrchovou úpravu. Proces je snadno automatizovaný a pesnjí ne lití do písku. Mezi bné kovy, které se odlévají, patí litina , hliník, hoík a slitiny mdi. Tento proces je ideální pro sloité poloky, které jsou malé a stedn velké.

Investiní casting

Investiní litý kryt ventilu

Investiní lití ( v umní známé jako lití ztraceného vosku ) je proces, který se praktikuje tisíce let, piem proces ztraceného vosku je jednou z nejstarích známých technik tváení kov. Od doby ped 5 000 lety, kdy velí vosk vytvoil vzor, a po dnení pikové vosky, áruvzdorné materiály a speciální slitiny, odlitky zajiují výrobu vysoce kvalitních komponent s klíovými výhodami pesnosti, opakovatelnosti, vestrannosti a integrity.

Investiní lití odvozuje svj název od skutenosti, e vzor je investován nebo obklopen áruvzdorným materiálem. Voskové vzory vyadují extrémní péi, protoe nejsou dostaten silné, aby odolaly silám, se kterými se setkáváme pi výrob formy. Jednou z výhod investiního lití je, e vosk lze znovu pouít.

Tento proces je vhodný pro opakovatelnou výrobu síových komponent z rzných kov a vysoce výkonných slitin. I kdy se tento proces obecn pouívá pro malé odlitky, byl pouit k výrob kompletních zárubní letadel s ocelovými odlitky do 300 kg a hliníkovými odlitky do 30 kg. Ve srovnání s jinými postupy lití, jako je lití pod tlakem nebo lití do písku , me jít o nákladný proces. Komponenty, které lze vyrábt pomocí investiního lití, vak mohou zahrnovat sloité obrysy a ve vtin pípad jsou souásti odlity v blízkosti istého tvaru, take po odlitku vyadují malé nebo ádné pepracování.

Odpadové lisování sádry

Odolný sádrový meziprodukt se asto pouívá jako fáze k výrob bronzové sochy nebo jako ukazovací vodítko pro tvorbu vyezávaného kamene. Po dokonení omítky je práce trvanlivjí (pokud je skladována uvnit) ne hlinný originál, který musí být udrován vlhký, aby nedolo k popraskání. S levnou sádrou po ruce me být drahá práce odlévání bronzu nebo ezbáství odloena, dokud se nenajde patron, a jeliko je taková práce povaována spíe za technický ne za umlecký, me být dokonce odloena na celý ivot. umlce.

Pi formování odpadu se na pvodní hlinnou sms odlévá jednoduchá a tenká sádrová forma vyztuená sisalem nebo pytlovinou. Kdy je vytvrzen, je poté odstrann z vlhké hlíny, co mimochodem znií jemné detaily v podíznutí pítomných v hlín, ale které jsou nyní zachyceny ve form. Formu pak lze kdykoli pozdji (ale pouze jednou) pouít k odlitku sádrového pozitivního obrazu, identického s pvodní hlínou. Povrch této omítky me být dále zulechtn a me být naten a navoskován tak, aby pipomínal hotový bronzový odlitek.

Odlévání-odlévání

Jedná se o tídu odlévacích proces, které pouívají vzorové materiály, které se bhem lití odpaují, co znamená, e není nutné vzorovací materiál ped litím z formy odstraovat. Dva hlavní procesy jsou lití ztracenou pnou a lití do plné formy.

Lití do ztracené pny

Lití do ztracené pny je typem procesu odlévání pomocí odpaovacího vzoru, který je podobný investinímu lití s tím rozdílem, e místo vosku je pro vzorek pouita pna. Tento proces vyuívá výhodu nízké teploty varu pny ke zjednoduení procesu investiního lití odstranním poteby roztavit vosk z formy.

Plné lití

Plné lití je proces odlévání s odpaovacím vzorem, který je kombinací lití do písku a lití do ztracené pny . Pouívá pnový vzor z expandovaného polystyrenu, který je poté obklopen pískem, podobn jako lití do písku. Kov se poté nalije pímo do formy, která pi kontaktu odpaí pnu.

Nevylévatelné lití forem

Neodbytné lití forem se lií od spotebních proces v tom, e forma nemusí být reformována po kadém výrobním cyklu. Tato technika zahrnuje nejmén tyi rzné metody: trvalé, zápustkové, odstedivé a kontinuální lití. Tato forma odlévání má také za následek zlepenou opakovatelnost vyrábných díl a pináí výsledky tém istého tvaru .

Trvalé lití formy

Trvalé lití do formy je proces odlévání kov, který vyuívá opakovan pouitelné formy (trvalé formy), obvykle vyrobené z kovu . Nejbnjí proces vyuívá k naplnní formy gravitaci. Pouívá se vak také tlak plynu nebo vakuum . Variace na typický proces gravitaního lití, nazývaný slush casting , produkuje duté odlitky. Bnými odlévacími kovy jsou slitiny hliníku , hoíku a mdi . Mezi dalí materiály patí cín , zinek a slitiny olova a do grafitových forem se také odlévá elezo a ocel . Trvalé formy, které trvají více ne jeden odlitek, mají ped opotebením omezenou ivotnost.

Lití pod tlakem

Proces lití pod tlakem tlaí roztavený kov pod vysokým tlakem do dutin formy (které jsou obrábny do forem). Vtina tlakových odlitk je vyrobena z barevných kov , konkrétn ze zinku , mdi a slitin na bázi hliníku, ale odlitky ze elezných kov jsou moné. Metoda tlakového lití je zvlát vhodná pro aplikace, kde je poteba mnoho malých a stedn velkých díl s dobrými detaily, jemnou kvalitou povrchu a rozmrovou konzistencí.

Polotuhý kovový odlitek

Odlévání polotuhých kov (SSM) je modifikovaný proces lití pod tlakem, který sniuje nebo eliminuje zbytkovou pórovitost pítomnou ve vtin tlakových odlitk. Odlévání SSM místo pouití tekutého kovu jako vstupního materiálu pouívá materiál s vyí viskozitou, který je ásten pevný a ásten kapalný. K vstikování polotuhé kae do opakovan pouitelných forem z tvrzené oceli se pouívá upravený lisovací stroj. Vysoká viskozita polotuhého kovu spolu s pouitím kontrolovaných podmínek plnní matrice zajiuje, e polotuhý kov plní trysku neturbulentním zpsobem, take lze v podstat eliminovat kodlivou pórovitost.

Odlitky SSM se pouívají komern hlavn pro slitiny hliníku a hoíku a lze je tepeln zpracovávat na teploty T4, T5 nebo T6. Kombinace tepelného zpracování, rychlých rychlostí chlazení (z pouití nepotaených ocelových matric) a minimální pórovitosti poskytuje vynikající kombinaci pevnosti a tanosti. Mezi dalí výhody odlévání SSM patí schopnost vyrábt sloité tvarované díly istý tvar, tlaková tsnost, tsné rozmrové tolerance a schopnost odlévat tenké stny.

Odstedivé lití

Pi tomto postupu se roztavený kov nalije do formy a nechá se ztuhnout, zatímco se forma otáí. Kov se nalije do stedu formy v její ose otáení. V dsledku setrvané síly je tekutý kov vyhozen smrem k obvodu.

Odstedivé lití je nezávislé na gravitaci a tlaku, protoe si vytváí vlastní silový posuv pomocí doasné pískové formy drené ve spádací komoe. Dodací lhta se lií podle aplikace. Semi a pravé odstedivé zpracování umouje výrobu 3050 kus za hodinu formy s praktickým limitem pro dávkové zpracování o celkové hmotnosti piblin 9 000 kg s typickým limitem na poloku 2,34,5 kg.

Odstedivé lití elezniních kol bylo prmyslov první aplikací metody vyvinuté nmeckou prmyslovou spoleností Krupp a tato schopnost umonila rychlý rst podniku.

Drobná umlecká díla, jako jsou perky, jsou touto metodou asto odlévána pomocí postupu ztraceného vosku, protoe síly umoují viskózním tekutým kovm proudit velmi malými prchody a do jemných detail, jako jsou listy a okvtní lístky. Tento efekt je podobný výhodám vakuového lití, které se také pouívá pi lití perk.

Nepetrité lití

Souvislé lití je zdokonalením procesu odlévání pro kontinuální, velkoobjemovou výrobu kovových profil s konstantním prezem. Roztavený kov se nalije do vodou chlazené formy s oteveným koncem, která umouje vytvoení slupky pevného kovu nad jet tekutým stedem a postupným zpevováním kovu zvení dovnit. Po ztuhnutí pramen je nkdy nazýváno, je prbn vytahováno z formy. Pedem urené délky pramene mohou být odíznuty bu mechanickými nkami nebo pohybujícími se oxyacetylenovými hoáky a peneseny do dalích proces tváení nebo do zásoby. Velikosti odlitk se mohou pohybovat od pás (nkolik milimetr tlustých asi pt metr irokých) pes sochory (90 a 160 mm tvereních) a po desky (1,25 m iroké a 230 mm silné). Nkdy me být vlákno ped ezáním podrobeno poátenímu procesu válcování za tepla .

Kontinuální lití se pouívá z dvodu niích náklad spojených s kontinuální výrobou standardního produktu a také zvýené kvality finálního produktu. Kovy, jako je ocel, m, hliník a olovo, se kontinuáln odlévají, piem ocel je kov s nejvtí tonáí odlitou touto metodou.

Terminologie

Procesy odlévání kov pouívají následující terminologii:

  • Vzor : Pibliný duplikát koneného odlitku pouitého k vytvoení dutiny formy.
  • Formovací materiál: Materiál, který je zabalen kolem vzoru a poté je vzor odstrann, aby opustil dutinu, kde bude litý materiál.
  • Baka : Tuhý devný nebo kovový rám, který drí formovací materiál.
    • Cope : Horní polovina vzoru, baky, formy nebo jádra.
    • Petáhnte : Spodní polovina vzoru, baky, formy nebo jádra.
  • Jádro : Vloka ve form, která vytváí vnitní prvky v odlitku, napíklad otvory.
    • Tisk jádra: Oblast pidaná ke vzoru, jádru nebo form pouívaná k vyhledání a podpoe jádra.
  • Dutina formy: Kombinovaná otevená oblast formovacího materiálu a jádra, kde se kov nalije na výrobu odlitku.
  • Stoupaka : Extra dutina ve form, která se vypluje roztaveným materiálem, aby kompenzovala smrtní bhem tuhnutí.
  • Vratový systém: Sí spojených kanál, které dodávají roztavený materiál do dutin formy.
    • Nalévací álek nebo nalévací mísa: ást hradlovacího systému, která pijímá roztavený materiál z nalévací nádoby.
    • Sprue : Nalévací kelímek se pichytí ke sprue, co je svislá ást brankové soustavy. Druhý konec smrku se pichytí k bcm.
    • Bci: Horizontální ást systému bran, který spojuje smrky s branami.
    • Brány: ízené vstupy z bc do dutin formy.
  • Vtrací otvory: Dalí kanály, které zajiují únik plyn generovaných bhem nalévání.
  • Dlící ára nebo dlicí plocha: Rozhraní mezi polovinami formy a baky formy, baky nebo vzoru.
  • Návrh : Kuel na odlitku nebo vzoru, který umouje jeho vytaení z formy
  • Jádrový box: Forma nebo matrice pouitá k výrob jader.
  • Chaplet: Dlouhá svislá pidrovací ty pro jádro, která se po nahození stane nedílnou souástí odlitku, poskytne oporu jádru.

Nkteré specializované procesy, napíklad lití pod tlakem, pouívají dalí terminologii.

Teorie

Lití je proces tuhnutí , co znamená, e fenomén tuhnutí ídí vtinu vlastností odlitku. Navíc vtina defekt odlévání se vyskytuje bhem tuhnutí, jako je pórovitost plynu a smrování tuhnutí .

K tuhnutí dochází ve dvou krocích: nukleace a rst krystal . V nukleaním stupni se v kapalin tvoí pevné ástice. Kdy tyto ástice vytvoí, jejich vnitní energie je nií ne obklopená kapalina, co mezi nimi vytváí energetické rozhraní. Tvorba povrchu na tomto rozhraní vyaduje energii, take kdy dojde k nukleaci, materiál se ve skutenosti podchladí, to znamená, e se ochlazuje pod svou teplotu tuhnutí, kvli extra energii potebné k vytvoení povrch rozhraní. Poté reklasifikuje nebo se zahívá zpt na teplotu tuhnutí pro fázi rstu krystal. K nukleaci dochází na ji existujícím pevném povrchu, protoe pro ástený povrch rozhraní není zapotebí tolik energie, jako pro úplný povrch sférického rozhraní. To me být výhodné, protoe jemnozrnné odlitky mají lepí vlastnosti ne hrubozrnné odlitky. Jemnou strukturu zrna lze vyvolat zjemnním zrna nebo naokováním , co je proces pidávání neistot k indukci nukleace.

Vechny nukleace pedstavují krystal, který roste, jak je teplo fúze extrahováno z kapaliny, dokud nezstane ádná kapalina. Smr, rychlost a typ rstu lze ídit, aby se maximalizovaly vlastnosti odlitku. Smrové tuhnutí je, kdy materiál ztuhne na jednom konci a pokrauje v tuhnutí na druhém konci; toto je nejideálnjí typ rstu zrna, protoe umouje tekutému materiálu kompenzovat smrtní.

Chladící kivky

Chladicí kivky jsou dleité pi ízení kvality odlitku. Nejdleitjí ástí chladicí kivky je rychlost ochlazování, která ovlivuje mikrostrukturu a vlastnosti. Obecn eeno, oblast odlitku, která se rychle ochladí, bude mít jemnou strukturu zrna a oblast, která se pomalu ochlazuje, bude mít strukturu hrubých zrn. Níe je uveden píklad chladicí kivky istého kovu nebo eutektické slitiny s definující terminologií.

Chladicí kivka istý kov. Svg

Vimnte si, e ped tepelným zastavením je materiál kapalina a po nm je materiál pevný; bhem tepelné záte se materiál pemuje z kapaliny na pevnou látku. Vimnte si také, e ím vtí je pehátí, tím více asu má tekutý materiál proudit do sloitých detail.

Výe uvedená chladicí kivka zobrazuje základní situaci s istým kovem, vtina odlitk je vak ze slitin, které mají chladicí kivku tvarovanou níe.

Slitina chladicí kivky. Svg

Vimnte si, e ji neexistuje tepelné zastavení, místo toho existuje rozsah mrazu. Rozsah tuhnutí odpovídá pímo likvidu a solidu nalezenému ve fázovém diagramu pro konkrétní slitinu.

Chvorinovova vláda

Místní dobu tuhnutí lze vypoítat pomocí Chvorinovova pravidla, které zní:

Kde t je doba tuhnutí, V je objem odlitku, A je povrchová plocha odlitku, který je v kontaktu s formou , n je konstanta a B je konstanta formy. Je to nejuitenjí pi urování, zda stoupaka ztuhne ped litím, protoe pokud stoupaka nejprve ztuhne, pak to nemá cenu.

Vratový systém

Vtokový systém slouí mnoha úelm, nejdleitjí je transport tekutého materiálu do formy, ale také ízení smrování, rychlosti kapaliny, turbulence a zachycování strusky . Brány jsou obvykle pipevnny k nejsilnjí ásti odlitku, aby pomohly pi kontrole smrtní. U zvlát velkých odlitk me být zapotebí více bran nebo bc pro zavádní kovu do více ne jednoho bodu v dutin formy. Rychlost materiálu je dleitá, protoe pokud materiál cestuje píli pomalu, me se ped úplným naplnním ochladit, co vede k chybným sputním a studeným uzávrm. Pokud se materiál pohybuje píli rychle, me tekutý materiál erodovat formu a kontaminovat konený odlitek. Tvar a délka vtokového systému mohou také ídit, jak rychle materiál chladne; krátké kulaté nebo tvercové kanály minimalizují tepelné ztráty.

Vtokový systém me být navren tak, aby minimalizoval turbulence v závislosti na litém materiálu. Napíklad ocel, litina a vtina slitin mdi jsou necitlivé na turbulence, ale slitiny hliníku a hoíku jsou citlivé na turbulence. Turbulentní materiály necitlivé mají obvykle krátký a otevený systém vtok pro co nejrychlejí naplnní formy. U materiál citlivých na turbulence se vak pouívají krátké smrky, aby se minimalizovala vzdálenost, kterou musí materiál pi vstupu do formy spadnout. Obdélníkové nalévací álky a zúené vtoky se pouívají k zabránní vzniku víru pi proudní materiálu do formy; tyto víry mají tendenci nasávat plyn a oxidy do formy. K rozptylování kinetické energie kapalného materiálu pi jeho pádu dol se pouívá velká sprue jamka, která sniuje turbulence. Tlumivka , která je nejmení prez ve vtokové soustavy urené pro regulaci proudní, me být umístn v blízkosti vtokového kanálku také zpomalit a vyhladit proudní. Vimnte si, e na nkterých formách je tlumivka stále umístna na bránách, aby se usnadnilo oddlení ásti, ale vyvolává extrémní turbulence. Brány jsou obvykle pipevnny ke spodní ásti odlitku, aby se minimalizovaly turbulence a stíkání.

Vratový systém me být také navren tak, aby zachytával strusky. Jednou z metod je vyuít výhody skutenosti, e nkteré strusky mají nií hustotu ne základní materiál, take se vznáí k horní ásti vratového systému. Proto mohou dlouhé ploché bce s branami, které vystupují ze spodní ásti bc, zachytit struny v bcích; Vimnte si, e dlouhé ploché bhouny ochlazují materiál rychleji ne kulaté nebo hranaté. U materiál, kde má struska podobnou hustotu jako základní materiál, jako je hliník, mohou být výhodné prodlouení vtok a labové achty . Ty vyuívají skutenosti, e struska je obvykle umístna na zaátku nalévání, a proto je bec protaen za poslední bránu (brány) a neistoty jsou obsaeny v jamkách. K zachycení neistot lze také pouít obrazovky nebo filtry.

Je dleité, aby velikost systému vtok byla malá, protoe ve musí být odlito z odlitku a petaveno, aby bylo moné jej znovu pouít. Úinnost, pop výtek odlévacího systému lze vypoítat vydlením hmotnosti odlitku hmotností litého kovu. Proto ím vyí íslo, tím úinnjí je systém bran/stoupaek.

Sráení

Existují ti typy smrtní: smrtní kapaliny , smrtní tuhnutí a smrování tvrce vzor . Smrování kapaliny je zídka problém, protoe do formy za ní proudí více materiálu. Ke smrtní tuhnutí dochází, protoe kovy jsou mén husté jako kapalina ne pevná látka, take bhem tuhnutí se hustota kovu dramaticky zvyuje. Smrování vzoru se týká smrtní, ke kterému dochází, kdy je materiál ochlazen z teploty tuhnutí na pokojovou teplotu, ke které dochází v dsledku tepelné kontrakce .

Smrtní tuhnutí

Tuhnutí smrtní rzných kov
Kov Procento
Hliník 6.6
M 4.9
Hoík 4,0 nebo 4,2
Zinek 3,7 nebo 6,5
Nízko uhlíková ocel 2,53,0
Vysoce uhlíková ocel 4,0
Bílá litina 4,05,5
edá litina 2,51,6
Tvárná litina 4,52,7

Vtina materiál se pi tuhnutí smruje, ale, jak ukazuje vedlejí tabulka, nkolik materiál ne, napíklad edá litina . U materiál, které se pi tuhnutí smrují, závisí typ smrtní na tom, jak iroký je rozsah tuhnutí materiálu. U materiál s úzkým rozsahem tuhnutí, niím ne 50 ° C (122 ° F), se ve stedu odlitku vytvoí dutina, známá jako trubka , protoe vnjí plá nejprve zamrzne a postupn tuhne do stedu. isté a eutektické kovy mají obvykle úzké rozmezí tuhnutí. Tyto materiály mají tendenci tvoit povlak v otevených vzduchových formách, proto jsou známé jako slitiny vytváející ki . Pro materiály s irokým mrazicí rozsahu, vyí ne 110 ° C (230 ° F), e-mail odlitku zabírá sentimentální nebo zmrzlý zónu (teplotní rozsah mezi solidu a likvidu), co vede k malé kapsy kapaliny pasti po celou dobu a nakonec pórovitost. Tyto odlitky mívají patnou tanost , houevnatost a odolnost proti únav . Krom toho, aby byly tyto typy materiál nepropustné pro kapaliny, je nutná sekundární operace pro impregnaci odlitku kovem nebo pryskyicí s niím bodem tání.

U materiál, které mají úzké rozsahy tuhnutí, lze trubky pekonat navrením odlitku na podporu smrového tuhnutí, co znamená, e odlitek zamrzne nejprve v bod nejdále od brány, poté postupn tuhne smrem k brán. To umouje, aby v míst tuhnutí bylo pítomno kontinuální podávání tekutého materiálu, aby se kompenzovalo smrtní. Vimnte si, e stále existuje smrovací dutina, kde konený materiál tuhne, ale pokud je správn navren, bude to v systému brány nebo stoupace.

Stoupací a stoupací pomcky

Stoupae, také známé jako podavae , jsou nejbnjím zpsobem zajiování smrového tuhnutí. Dodává tekutý kov do tuhnoucího odlitku, aby kompenzoval smrtní tuhnutí. Aby stoupaka správn fungovala, musí stoupaka po odlitku ztuhnout, jinak neme dodávat tekutý kov ke smrtní uvnit odlitku. Stoupaky zvyují náklady na odlitek, protoe sniují výtnost kadého odlitku; tj. více kovu se ztrácí jako rot pro kadý odlitek. Dalím zpsobem, jak podpoit smrové tuhnutí, je pidání zimnice do formy. Chlad je jakýkoli materiál, který bude odvádt teplo z odlitku rychleji ne materiál pouitý pro tvarování.

Stoupaky jsou klasifikovány podle tí kritérií. První je, pokud je stoupaka otevená atmosfée, pokud je, pak se nazývá otevená stoupaka, jinak je známá jako slepý typ. Druhým kritériem je místo, kde se nachází stoupaka; pokud je umístn na odlitku, pak je znám jako horní stoupaka a pokud je umístn vedle odlitku, je znám jako boní stoupa . Konen, pokud je stoupaka umístna na vtokovém systému tak, aby se vyplnila po formovací dutin, je známá jako ivá stoupaka nebo horká stoupaka , ale pokud se stoupaka naplní materiály, které ji protékaly formovací dutinou, je známá jako mrtvý stoupaky nebo studený stoupaky .

Pomcky pro stoupaky jsou poloky pouívané k pomoci stoupakám pi vytváení smrového tuhnutí nebo sniování potu poadovaných stoupaek. Jednou z tchto poloek jsou zimnice, které urychlují chlazení v urité ásti formy. Existují dva typy: vnjí a vnitní zimnice. Externí zimnice jsou masy materiálu s vysokou tepelnou kapacitou a vysokou tepelnou vodivostí, které jsou umístny na okraji formovací dutiny. Vnitní zimnice jsou kousky stejného kovu, který se nalévá, které jsou umístny uvnit dutiny formy a stávají se souástí odlitku. Izolaní návleky a výpln mohou být také instalovány kolem dutiny stoupaky, aby se zpomalilo tuhnutí stoupaky. Topné spirály mohou být také instalovány kolem nebo nad dutinou stoupaky, aby se zpomalilo tuhnutí.

Smrova vzor

Typické smrování rzných kov tvrcem vzor
Kov Procento in/ft
Hliník 1,01,3 1 / 8 - 5 / 32
Mosaz 1.5 3 / 16
Hoík 1,01,3 1 / 8 - 5 / 32
Litina 0,81,0 1 / 10 - 1 / 8
Ocel 1,52,0 3 / 16 - 1 / 4

Smrtní po tuhnutí lze vyeit pouitím nadmrného vzoru navreného speciáln pro pouitou slitinu. Pravidlo kontrakce s, popsmrovací pravidla s, se pouívají k tomu, aby byly vzory pedimenzované pro kompenzaci tohoto typu smrtní. Tyto pravítka mají a 2,5% nadrozmr, v závislosti na odlévaném materiálu. Na tyto vládce se odkazuje hlavn podle jejich procentní zmny. Vzor vytvoený tak, aby odpovídal existující souásti, by byl vytvoen následovn: Nejprve by byla stávající ást zmena pomocí standardního pravítka, poté pi konstrukci vzoru tvrce vzoru pouil pravidlo kontrakce, které zajistí, e se odlitek smrtí správnou velikost.

Smrování tvrce vzor nebere v úvahu transformace fázových zmn. Napíklad eutektické reakce, martenzitické reakce a grafitizace mohou zpsobit expanze nebo kontrakce.

Dutina formy

Dutina formy odlitku neodráí pesné rozmry hotového dílu z ady dvod. Tyto úpravy dutiny formy jsou známé jako pídavky a zohledují smrování, tah, obrábní a zkreslení tvrce vzor. V nevyerpatelných procesech jsou tyto dávky pedávány pímo do trvalé formy, ale v procesech spotebovatelných forem jsou pedávány do vzor, které pozdji tvoí dutinu formy. Vimnte si, e pro nevyuitelné formy je vyadován píspvek na rozmrovou zmnu formy v dsledku zahívání na provozní teploty.

Pro povrchy odlitku, které jsou kolmé k dlící linii formy, musí být zahrnut tah. To proto, aby odlitek mohl být uvolován v neexponovatelných procesech nebo aby mohl být vzor uvolován z formy, ani by se forma zniila v postradatelných procesech. Poadovaný úhel tahu závisí na velikosti a tvaru prvku, hloubce dutiny formy, na zpsobu odstraování souásti nebo vzoru z formy, vzoru nebo materiálu souásti, materiálu formy a typu procesu. Obvykle ponor není mení ne 1%.

Píspvek na obrábní se v jednotlivých procesech drasticky lií. Pískové odlitky mají obecn drsnou povrchovou úpravu, proto vyadují vtí pídavek na obrábní, zatímco tlakové lití má velmi jemnou povrchovou úpravu, která nemusí vyadovat ádnou toleranci obrábní. Návrh také me na zaátek poskytnout dostatek píspvku na obrábní.

Píspvek na zkreslení je nezbytný pouze pro urité geometrie. Napíklad odlitky ve tvaru písmene U budou mít tendenci se deformovat, kdy se nohy roztahují smrem ven, protoe základna tvaru se me smrovat, zatímco jsou nohy omezovány formou. To lze pekonat tím, e se dutina formy navrhne tak, aby se noha nejprve svaovala dovnit. Rovn dlouhé vodorovné ásti mají tendenci se prohýbat uprosted, pokud nejsou integrována ebra, take me být vyadován píspvek ke zkreslení.

Jádra mohou být pouita v procesech postradatelných forem k výrob vnitních prvk. Jádro me být kovové, ale obvykle se provádí v písku.

Plnicí

Existuje nkolik bných zpsob plnní dutiny formy: gravitace , nízkotlaké , vysokotlaké a vakuové .

Vakuové plnní, také známé jako gravitaní plnní, je kovov úinnjí ne gravitaní lití, protoe mén materiálu v tuhém systému tuhne. Gravitaní lití má pouze 15 a 50% výtek kovu ve srovnání s 60 a 95% pro vakuové lití. Je zde také mén turbulencí, take systém hradel lze zjednoduit, protoe nemusí turbulence ovládat. Navíc, protoe kov je erpán zespodu z horní ásti bazénu, neobsahuje kov strusky a strusky, protoe mají nií hustotu (lehí) a plavou na vrchol bazénu. Tlakový rozdíl pomáhá kovu proudit do kadé sloitosti formy. Nakonec lze pouít nií teploty, co zlepuje strukturu zrna. První patentovaný vakuový licí stroj a proces pochází z roku 1879.

Nízkotlaké plnní vyuívá tlak vzduchu 5 a 15 psig (35 a 100 kPag) k vytlaení tekutého kovu do plnicí trubice do dutiny formy. To eliminuje turbulence nacházející se v gravitaním lití a zvyuje hustotu, opakovatelnost, tolerance a rovnomrnost zrna. Po ztuhnutí odlitku se tlak uvolní a vekerá zbývající kapalina se vrátí do kelímku, co zvyuje výtek.

Výklopná výpl

Naklápcí plnní , také známé jako naklápcí lití , je neobvyklá technika plnní, kdy je kelímek pipevnn k vratovému systému a oba se pomalu otáí, take kov vstupuje do dutiny formy s malou turbulencí. Cílem je sníit pórovitost a vmstky omezením turbulencí. Pro vtinu pouití není náklonná nápl moná, protoe následující inherentní problém: pokud se systém otáí dostaten pomalu, aby nevyvolával turbulence, pední ást proudu kovu zane tuhnout, co má za následek chybné bhy. Pokud se systém otáí rychleji, vyvolává turbulence, co poráí úel. Durville z Francie byl první, kdo vyzkouel casting s naklápním, v 19. století. Pokusil se jej pouít ke sníení povrchových vad pi odlévání mincí z hliníkového bronzu .

Makrostruktura

Makrostruktura zrna v ingotech a vtin odlitk má ti odliné oblasti nebo zóny: chladnou zónu, sloupcovou zónu a ekviaxní zónu. Níe uvedený obrázek zobrazuje tyto zóny.

Litá ingotová makrostruktura.svg

Chladicí zóna je pojmenována tak, e se vyskytuje na stnách formy, kde ze chladí materiál. Zde dochází k nukleaní fázi procesu tuhnutí. Jak je odebíráno více tepla, zrna rostou smrem ke stedu odlitku. Jedná se o tenké, dlouhé sloupy, které jsou kolmé na povrch odlévání, co je neádoucí, protoe mají anizotropní vlastnosti. Nakonec ve stedu obsahuje osová osa sférické, náhodn orientované krystaly. Ty jsou ádoucí, protoe mají izotropní vlastnosti. Vytvoení této zóny lze podpoit pouitím nízké teploty lití, inkluzí slitin nebo okovadel .

Inspekce

Bnými kontrolními metodami pro ocelové odlitky jsou zkouky magnetických ástic a zkouky penetrace kapalin . Bnými metodami kontroly hliníkových odlitk jsou radiografie , ultrazvukové testování a testování penetraních kapalin .

Vady

Bhem procesu lití me nastat ada problém. Hlavní typy jsou: plyn pórovitost , smrtní vady , materiál formy vady , odlévání kov vady , a metalurgické vady .

Simulace procesu lití

Simulace procesu lití vyuívá numerické metody pro výpoet kvality odlévaných souástí s ohledem na plnní formy, tuhnutí a chlazení a poskytuje kvantitativní predikci mechanických vlastností odlitku, tepelných naptí a zkreslení. Simulace pesn popisuje kvalitu souásti odlitku pedem ped zahájením výroby. Licí výstroj me být navrena s ohledem na poadované vlastnosti souásti. To má výhody krom sníení pedvýrobního vzorkování, protoe pesné rozloení celého systému odlévání také vede k úsporám energie, materiálu a nástroj.

Software podporuje uivatele pi navrhování souástí, urování postup tavení a metod odlévání a po výrobu vzor a forem, tepelné zpracování a konenou úpravu. To etí náklady na celé trase výroby odlitk.

Simulace procesu odlévání byla pvodn vyvinuta na univerzitách poátkem 70. let, hlavn v Evrop a USA, a je povaována za nejdleitjí inovaci v technologii odlévání za posledních 50 let. Od konce 80. let jsou k dispozici komerní programy, které umoují slévárnám získat nový pohled na to, co se dje uvnit formy nebo formy bhem procesu lití.

Viz také

Reference

Poznámky

Bibliografie

externí odkazy

Opiniones de nuestros usuarios

Aneta Toman

Někdy, když na internetu hledáte informace o něčem, najdete příliš dlouhé články, které trvají na tom, abyste mluvili o věcech, které vás nezajímají. Tento článek o Casting (zpracování kov) se mi líbil, protože jde k věci a mluví přesně o tom, co chci, aniž bych se ztrácel v neužitečných informacích.

Josefina Mach

Skvělý objev tohoto článku o Casting (zpracování kov) a celé stránce. Přejde přímo k oblíbeným.

Kristyna Prokopová

Konečně! V dnešní době se zdá, že pokud nepíší články o deseti tisících slovech, nejsou šťastní. Redaktoři obsahu, toto ANO je dobrý článek o Casting (zpracování kov).

Dan Dvořák

Tento záznam na Casting (zpracování kov) mě přiměl vyhrát sázku, což je méně než dobré skóre.