sciaga.docx

116.Zasady ustalania położenia modelu w formie odlewniczej i doboru powierzchni podziału formy.

Zasady wyboru powierzchni podziału: 1. Wybrana powierzchnia podziału powinna umożliwiać łatwe wyjmowanie modelu z formy i powinna przebiegać przez największy przekrój (tego) odlewu.

2. W miarę możliwości wybrana powierzchnia podziału powinna dzielić model na dwie części (połówki co najwyżej dwie). Jeżeli odlew zawiera elementy, których położenie względem siebie musi być ściśle ułożone to części te muszą być wykonane w 1 połówce formy. 3. Forma w miarę możliwości powinna mieć jedną płaszczyznę podziału. 4. Należy dążyć, żeby powierzchnia podziału była płaska 5. Należy dążyć do tego sposobu formowania, przy którym liczba rdzeni jest możliwie jak najmniejsza 

6. Odpowiedzialne części odlewu powinny znajdować się w dolnej połówce formy lub być odwrócone ku dołowi.

117. Na czym polega formowanie pod wysokimi naciskami, podaj zalety i wady?

Formowanie pod wysokimi naciskami jest to formowanie maszynowe gdzie formierka dociskając masę formierska do matrycy formy tworzy jedna połówkę formy. Jest to metoda do seryjnej produkcji form, więc jest to szybsze formowanie niż ręczne , masa jest mocniej zagęszczona, potrzeba mniej wilgoci w masie, wszystkie formy maja takie same właściwości (nie ma tak ze jedna jest dokładniej zaformowana , a druga mniej). Wadami są duże obciążenia nakładane na formy bo mogą one pękać, podczas formowania się pyli , jest duże natężenie hałasu.

118. Jakie czynniki decydują o jakości powierzchni odlewu?

O jakości powierzchni odlewu decyduje wielkość ziarna osnowy masy formierskiej, stopień jej zagęszczenia, powłoki pokrywające wnękę formy, zawartość pyłu węglowego w masie formierskiej, wytrzymałość formy (oberwania , osypliwość formy), ciśnienie metalostatyczne ciekłego metalu wlewanego do formy, zawartość zanieczyszczeń w ciekłym metalu, reaktywność masy formierskiej z zalewanym stopem. Na jakość powierzchni wpływa także zastosowana metoda odlewania (tu min. Do kokili, skorupowe, formy piaskowe albo metody odlewania precyzyjnego).

Chropowatość powierzchni odlewu zależy przede wszystkim od wielkości ziarna i jednorodności osnowy (piasku) masy formierskiej. Im większe ziarno, tym większa chropowatość powierzchni odlewu. Duży wpływ na chropowatość powierzchni odlewu ma stopień zagęszczenia masy formierskiej. Wzrost stopnia zagęszczenia masy utrudnia penetrację ciekłego metalu w głąb masy, a tym samym zwiększa gładkość powierzchni odlewu. Z kolei penetracja ciekłego metalu w przestrzenie międzyziarnowe masy formierskiej zależy od wielu innych czynników: temperatury, napięć międzyfazowych, ciśnienia metalostatycznego itd.

119. Zasady konstruowania układów wlewowych. Porównanie układów dla żeliwa

szarego i staliwa.  Układem wlewowym nazywa się system kanałów wykonanych w formie odlewniczej, który powinien spełniać następujące zadania: • doprowadzenie ciekłego metalu do ustalonych miejsc wnęki formy z wymaganą prędkością, • zatrzymanie płynących z metalem zanieczyszczeń i żużla, • uzyskanie odpowiedniego rozkładu temperatur metalu wypełniającego formę oraz regulowanie zjawisk cieplnych podczas krzepnięcia i stygnięcia odlewu, • zasilanie krzepnącego odlewu ciekłym stopem.

Pierwsze trzy zadania spełniać może część wprowadzająca układu wlewowego, natomiast ostatnie zadanie spełniają części układu zwane nadlewami lub ochładzalnikami.

Zasadą przy konstruowaniu elementów układu wlewowego jest, aby umożliwiał on zgodne z wymogami technologicznymi stopu i formy zapełnienie wnęki formy odlewniczej, spokojnie i w określonym czasie. Powinny one być tak skonstruowane, aby przez cały czas zalewania danej formy były wypełnione całkowicie ciekłym metalem. Aby ten warunek był spełniony, należy tak dobrać przekroje poszczególnych elementów układu wlewowego tak, aby: FWD < FWR < FWG gdzie: FWD - suma powierzchni przekroju wlewów doprowadzających,

FWR - powierzchnia przekroju wlewu rozprowadzającego, FWG - powierzchnia przekroju wlewu głównego

120. Na czym polega technologia wytapianych modeli ?

Modele wytapiane służą do jednorazowego zastosowania. Są one wykonywane z wosku, niskotopliwych mieszanek stearynowo- parafinowych lub zamrożonej rtęci (tzw. proces Mercast). Model jest pokrywany specjalną masą ceramiczną i po jej związaniu – wytapiany, wypalany lub rozpuszczony. W tak otrzymaną wnękę, po wypaleniu formy, wlewa się ciekły metal.

      Odlewanie precyzyjne w formach z wytapianymi modelami początkowo było stosowane przy wykonywaniu drobnych dokładnych elementów. Obecnie główny zakres zastosowania to wytwarzanie elementów maszyn do szycia, pisania, liczenia, narzędzi chirurgicznych, elementów turbin spalinowych, rakiet, części uzbrojenia osprzętu elektrycznego, magnetycznego, elementów w przemyśle lotniczym, samochodowym itp.

121. Na czym polega metoda odlewania odśrodkowego i jakie jest jego zastosowanie?

Odlewanie odśrodkowe   W odlewaniu odśrodkowym oś odlewu pokrywa się z osią wirowania formy. Zewnętrzna powierzchnia odlewu przyjmuje w tym przypadku kształt formy, a powierzchnia wewnętrzna jest powierzchnią swobodną i kształtuje się w wyniku działania siły odśrodkowej na poszczególne cząstki krzepnącego metalu swobodnie wlewanego do wirującej formy. Metoda stosowana jest najczęściej do odlewania rur, tulei cylindr. Itp.

W odlewaniu półodśrodkowym, podobnie jak w odlewaniu odśrodkowym, oś odlewu pokrywa się z osią wirowania formy, ale odlew ma skomplikowany kształt, a powierzchnię wewnętrzną odtwarzają rdzenie ustawione w wirującej formie. Tym sposobem są odlewane duże koła zębate, koła jezdne itp.

W odlewaniu pod ciśnieniem odśrodkowym odlew jest odtwarzany we wnękach kilku form rozłożonych wokół wlewu głównego, który stanowi oś wirowania całego układu. Metoda ta jest stosowana nie tylko do wypełniania form trwałych, ale także ceramicznych, najczęściej precyzyjnych

Odlewanie odśrodkowe to metoda formowania elementów z metali, tworzyw sztucznych i ceramiki polegająca na wlewaniu ciekłego materiału do wirującej formy. Ciekły materiał wpływa przez układ wlewowy i jest dociskany przez siłę odśrodkową do powierzchni formujących.

Rozróżniamy trzy metody odlewania odśrodkowego. 1. Forma wiruje wokół własnej osi. Powierzchnia zewnętrzna detalu jest kształtowana przez powierzchnię formy, natomiast powierzchnię wewnętrzną detalu kształtuje siła odśrodkowa i siła ciężkości. 2. Jak wyżej z tą różnicą, że powierzchnię wewnętrzną kształtuje rdzeń umieszczony w formie. 3. Forma wiruje wokół osi przechodzącej przez główny układ wlewowy. Siła odśrodkowa wciska ciekły metal do przestrzeni formujących rozmieszczonych wokół układu wlewowego.

Metodą pierwszą i drugą formuje się detale obrotowe takie jak tuleje, rury, koła zębate, metodą trzecią detale o dowolnych kształtach, najczęściej drobne, precyzyjne.

Zalety odlewania odśrodkowego w odniesieniu do grawitacyjnego to lepsza jakość odlewów, bardziej jednorodna drobnoziarnista struktura, lepsze własności mechaniczne, mniejsze pory, mniejszy układ wlewowy. Istotną cechą odlewania odśrodkowego jest możliwość formowania rur wielowarstwowych, w których każda warstwa jest z innego metalu. Wady to ograniczenie kształtu i wielkości wykonanych odlewów i wysoki koszt urządzeń. Wirówka musi zapewnić dużą szybkość obrotową formy, do 2000 obr./min.

Odlewanie odśrodkowe stosuje się również do odlewania ceramiki. W stosunku do odlewania grawitacyjnego uzyskuje się odlewy o lepszym zagęszczeniu i mniejszej ilości defektów. Wadą jest możliwość segregacji cząstek gęstwy ceramicznej podczas wirowania.

Tworzywa sztuczne formuje się metodą odlewania odśrodkowego przez wprowadzanie do formy tworzywa w postaci ciekłej lub w postaci proszku. Przy skomplikowanych kształtach detali stosuje się wirowanie formy wokół dwóch przecinających się osi.   Metodą odlewania odśrodkowego kształtuje się szklane zwierciadła wielkich teleskopów do obserwacji astronomicznych. Powierzchnia swobodna wirującej stopionej masy szklanej tworzy pożądany kształt - paraboloidę obrotową. Aby uniknąć naprężeń wewnętrznych, studzenie odbywa się powoli.

122. Technologia pełnej formy, istota procesu, zastosowanie.  zasady procesu:

Technologia pełnej formy polega na umieszczeniu modelu z polistyrenu spienionego (styropianu)- na którego powierzchnię naniesiona jest powłoka ognioodporna- w skrzynce formierskiej oraz zasypaniu modelu odlewu i układu wlewowego suchym piaskiem kwarcowym. Jest to pierwszy proces, w którym zastosowano masę formierską bez materiału wiążącego. Piasek jest następnie wibrowany do osiągnięcia maksymalnej zawartości i gęstości. Ciekły metal zalany do form zgazowuje model styropianowy, odtwarzając go doskonale w postaci odlewu. Gazy powstałe ze zgazowanego modelu przechodzą przez powłokę ochronną i piasek na zewnątrz formy.

zastosowanie:  - produkcja seryjna

123. Na czym polega proces zimnej rdzennicy (cold box)?

2. Typowe technologie zimnej rdzennicy z systemami gazowego utwardzania masy

Poniżej zestawiono typowe  metody wytwarzania rdzeni utwardzanych przez przedmuchiwanie masy w rdzennicy, których  czynnikami utwardzającymi w postaci gazowej są związki aminy (DMEA, DMIA, TEA), dwutlenek siarki - SO2, utwardzacz estrowy (mrówczan metylu) oraz dwutlenek węgla CO2. Ze względu na przebieg procesu utwardzania  najbardziej korzystne jest równoczesne dostarczenie gazowego czynnika utwardzającego do wszystkich przestrzeni porowatych w  rdzeniu.

2.1. System z  żywicą fenolową (fenolowy proces Ashland) utwardzaną aminami w postaci gazowej

W omawianej odmianie procesu dwuskładnikowe spoiwo (żywica fenolowa + poliizocyjanian) jest  najczęściej utwardzana  trójetyloaminą (TEA) lub dwumetyloetyloaminą (DMEA) doprowadzonymi do masy rdzeniowej w postaci gazowej. Amina podana do masy w postaci związku DMEA jest bardziej reaktywna niż amina TEA. Wprowadzenie aminy  do przestrzeni międzyziarnowych stwarza silnie zasadowe środowisko, w którym zetknięcie składnika fenolowego żywicy ze składnikiem poliizocyjanowym prowadzi w bardzo krótkim czasie (rzędu milisekund) do polimeryzacji  obu składników. Efektem reakcji jest powstanie żywicy uretanowej i utwardzenie rdzenia. Nie zużyta amina z danej, elementarnej porcji masy rdzeniowej, pod koniec reakcji utwardzania tej elementarnej porcji może przemieszczać się do kolejnych elementarnych porcji i katalizować przebieg tej reakcji. Po całkowitym utwardzeniu rdzenia amina jest wypłukiwana z porowatych przestrzeni rdzenia przez powietrze oczyszczające, za pomocą którego jest następnie przenoszona do neutralizatora płuczkowego, wypełnionego kwasem  siarkowym.

2.2. System z żywicą epoksydowo-akrylową, utwardzaną SO2

Proces zimnej rdzennicy, w którym stosuje się jako spoiwo żywicę akrylowo-epoksydową polega na połączeniu w masie rdzeniowej efektu pochodzącego od składnika akrylowego i epoksydowego. Czynnikiem utwardzającym to spoiwo jest dwutlenek siarki SO2, dostarczany w postaci gazowej. Czas utwardzania, liczony od chwili, gdy dwutlenek siarki styka się z mieszaniną piasku i żywicy. jest również bardzo krótki (rzędu milisekund). Istotna różnica, w stosunku do procesu fenolowego, wpływająca na rozwiązanie systemu odpowietrzenia rdzennicy polega na tym, że spoiwo (żywica epoksydowo-akrylowa) jest utwardzane przez chemiczne połączenie z SO3 . Powietrze zawarte w porach rdzenia jest usunięte przez SO2, na początku procesu utwardzania.

2.3. System z zasadową żywicą fenolową utwardzaną za pomocą estrów (proces mrówczany MF)

W technologii MF stosuje się silnie zasadową żywicę fenolową rozpuszczoną w wodzie oraz jako utwardzacz lotny ester (mrówczan metylu), który jest traktowany jako współreagent  reakcji chemicznej utwardzania. Omawiana technologia również wymaga użycia urzadzenia dostarczającego utwardzacz w postaci gazowej. Zmiana postaci fazowej utwardzacza odbywa się w parowniku generatora gazu, skąd gaz jest przetłaczany przewodem do rdzennicy zapełnionej masą.

2.4. Proces fenolowy CO2 (proces Resol/CO2)-polega na stosowaniu rozpuszczalnej w wodzie alkalicznej żywicy fenolowej, która nie zawiera azotu, siarki ani fosforu. Zawartość w żywicy wolnego fenolu nie przekracza 1%, a wolnego formaldehydu 0,1%. Proces fenolowy CO2 może być stosowany do wykonywania rdzeni metodami dmuchowymi, jako alternatywa procesu mrówczanego lub szkła wodnego utwardzanego CO2, przy czym uzyskiwane właściwości technologiczne masy pozwalają na jego umiejscowienie pomiędzy procesami szkło wodne - CO2 i fenolowym procesem Ashlanda

2.5. Metoda Redset pozwala uzyskać masy rdzeniowe o wytrzymałości porównywalnej i wiekszej od masy z żywicą fenolową do procesu Ashland, przy nieco tylko mnieszej płynności (98%), a więc bardzo korzystne do zagęszczania metodami dmuchowymi. W składzie masy znajduje się żywica polifenolowa (resol fenolowy), kwas i acetal, jako gazowy czynnik utwardzający. Zalety metody, następstwem których jest stosunkowo szerokie stosowanie tej metody (trzecie miejsce dzielone wespół z metodą SO2), wynikają z małej ilości braków, dużej żywotności masy oraz możliwości uniknięcia neutralizacji acetalu i tym samym kosztów wprowadzenia metody.

124. Opisz w zarysie technologię Shaw’a .

Metoda Shaw’a służy do wytwarzania odlewów precyzyjnych w formach ceramicznych.

Metoda polega na dokładnym zaformowaniu modelu w cienkiej masie ceramicznej- w postaci gęstego szlamu, złożonej z drobno ziarnistej osnowy ogniotrwałej, zhydrolizowanego krzemianu etylu jako spoiwa i substancji utwardzającej. Masa formierska w czasie utwardzania przechodzi ze stanu ciekłego w stan stały; wówczas wykazuje dużą sprężystość i plastyczność, w dotyku podobna jest do twardej gumy. Umożliwia to wyjmowanie modeli bez wywoływania trwałych deformacji wnęki formy, a  nawet w przypadku modeli nie posiadających pochyleń odlewniczych, lub z niewielkimi pochyleniami w kierunku odwrotnym. Masa formierska posiada równocześnie wystarczającą wytrzymałość, konieczną do umożliwienia wykonywania operacji przenoszenia, obracania i ustawiania formy. Całkowite utwardzenie formy ceramicznej polega na usunięciu z masy alkoholu etylowego, wody związanej i innych substancji lotnych. W tym celu formę poddaje się wstępnemu wypaleniu alkoholu wydzielającego się z formy, a następnie form wyżarza się w piecu. Tak przygotowaną formę można zalewać ciekłym stopem zarówno podgrzaną do pewnej temperatury, jak też ostudzoną do temperatury otoczenia. Istotnym zjawiskiem, które występuje w formach wykonanych metodą Shaw’a, jest siatka mikropęknięć formy, powstająca podczas wypalania wstępnego alkoholu i odparowywania wody. Zjawisko to nosi nazwę synerezy. Pęknięcia są tak drobne, że nie stwarzają warunków do penetracji ciekłego stopu w ścianki wnęki formy, zabezpieczają wysoką dokładność i powtarzalność wymiarów formy. Mikropęknięcia nadają formie przepuszczalność rzędu 15-20 jednostek, ponieważ materiał formierski nie wydziela gazów podczas odlewania.

125. Jakie maszyny stosowane są do wykonywania form odlewniczych?

Do wykonywania form odlewniczych stosowane są formierki wolnostojące (poziomy podział formy), strzelarki, nasypywarki, linie formierskie typu disamatic (pionowy podział formy),

126. Z jakich materiałów wykonuje się rdzennice?

Klasyfikacja rdzennic: a)skrzynkowe (rdzennice drewniane) rdzenie okrągłe i o przekrojach zbliżonych do okrągłego; b)ramkowe (rdzennice drewniane) do rdzeni płaskich- zwykłe,- z obejmą

c)  w pancerzu (rdzennice drewniane) rdzenie skomplikowaned) wzorniki o pionowej osi obrotu,e) wzorniki przesuwne,f) wzorniki nieruchome

- rdzennice metalowe (do formowania maszynowego i ręcznego) konstrukcyjne odmiany rdzennic metalowych: jednostronna; jednostronna z płytą dociskową,; dzielona pionowo, otwarta,; dzielona pionowo z płytą dociskową,

127, Podaj sposoby i urządzenia do zagęszczania masy formierskiej?

Sposoby : ręczne (bijaki reczne i pneumatyczne) , wibracyjne (wibratory do form), ciśnieniowe (strzelarki z doprasowaniem powłoka gumową doprasowywujacą, grawitacyjne (nasypywarki), naciskowe-form. wolnostojące

Zagęszczanie masy przez prasowanie. Prasowanie jest realizowane wróżnych wariantach, zależnych od konstrukcji zespołów prasujących, kinematyki współpracujących elementów lub mediów roboczych. Wspólną cechą wszystkich rozwiązań jest stosunkowo wolne przemieszczanie się cząstek masy zarówno względem siebie, jak i względem stałych punktów odniesienia (ścianek modelu, skrzynek itp.) podczas procesu zagęszczania.

Zagęszczanie masy przez wstrząsanie. Zagęszczanie masy formierskiej przez wstrząsanie następuje pod wpływem wielokrotnego poddawania cząstek masy, znajdujących się w skrzynce formierskiej, ruchom posuwisto-zwrotnym z gwałtownym wyhamowaniem, w wyniku czego sumują się siły bezwładności cząstek masy. Częstotliwość wstrząsania skrzynki z masą formierską wynosi od kilku do kilkunastu herców.

Zagęszczanie masy przez wibracje. W metodzie tej do zagęszczenia masy wykorzystuje się drgania o częstotliwości 60-100 Hz i amplitudzie 0,5-0,7 mm. Czas zagęszczania wynosi na ogół 10 s. Metoda ta jest przeznaczona do zagęszczania form średnich i dużych, wykonanych z mas o dużej płynności, czyli samo-utwardzalnych mas sypkich i ciekłych.

Zagęszczanie masy przez narzucanie. Narzucanie łączy dwie czynności wypełniania i zagęszczania masy. Metoda ta polega na rzucaniu małych porcji masy z dużą prędkością (około 30 m/s) na model, a potem na wcześniej ukształtowaną masę. Służy do tego urządzenie zwane narzucarką. Łopatki osadzone na obracającym się wale głowicy narzucarki odcinają porcje podawanej spulchnionej masy i rzucają do formy (rys. 3.33). Energia kinetyczna danej porcji jest zamieniana na pracę potrzebną do zagęszczenia tej...