Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích •Moderní slévárenské •technologie Přednáška č. X: Doplnit název přednášky111 Přednášky pro studijní program Strojírenství Doc. Ing. Ladislav SOCHA, Ph.D. a kol. Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích •Základní metody odlévání slitin neželezných kovů Přednáška č. X: Doplnit název přednášky222 Přednáška č. 13 Základní metody odlévání slitin neželezných kovů Přednáška č. X: Doplnit název přednášky333 üPro výrobu odlitků z hliníkových slitin se používají téměř všechny známé slévárenské metody üVzhledem k nízké tavicí teplotě není žáruvzdornost formovacích hmot velkých problémem a rovněž při gravitačním lití do kovových forem vyhovují běžné nelegované slitiny železa üPouze při lití za zvýšených sil je tepelné a mechanické namáhání tak velké, že pro výrobu forem se musí používat vysokolegované oceli üStruktura a vlastnosti slitin hliníku jsou velmi úzce závislé na intenzitě ochlazování při tuhnutí üPři rychlém tuhnutí odlitků dochází k mnoha příznivým efektům: Øvzniká jemnozrnná struktura s podstatně lepšími mechanickými vlastnostmi, Øje menší strukturní heterogenita slitiny a nižší výskyt vad typu mikrostaženin a ředin, Øomezuje se vylučování rozpuštěných plynů a vznik plynových dutin, Øzvyšuje se disperzita intermetalických částic, které pak mají mnohem méně negativní účinek na vlastnosti slitiny, při rychlém tuhnutí je proto ve slitinách obvykle přípustný vyšší obsah doprovodných prvků ü Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 3/16 Odlévání do netrvalých forem Přednáška č. X: Doplnit název přednášky444 üTyto netrvalé (jednorázové) formy se při vyjmutí odlitku formy zničí ü üLití do pískových forem: Ø ØFlexibilní metoda, která je vhodná pro všechny hmotností kategorie odlitků ØPoužívá se především pro kusovou a malosériovou výrobu menších odlitků • Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 4/16 Odlévání do netrvalých forem Přednáška č. X: Doplnit název přednášky555 üV-proces: • ØMetoda, která se ve světě uplatňuje ve stále větší míře pro výrobu tvarově složitých odlitků s vnitřními dutinami, které by bylo nutno vyrobit komplikovanými jádry ØTypické je použití v automobilovém průmyslu pro výrobu hlav válců, výfukového potrubí nebo složitých skříňovitých odlitků Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 5/16 Odlévání do netrvalých forem Přednáška č. X: Doplnit název přednášky666 üLití do skořepinových forem: • ØFormy, vyrobené metodou z vytavitelného modelu, je velmi vhodnou technologií pro menší, tvarově komplikované odlitky z hliníkových slitin ØPro výrobu forem se obvykle používá křemenná keramika ØVzhledem k malému mechanickému a tepelnému namáhání se odléhá do samonosných skořepin, které mají menší počet obalů, než je obvyklé při lití slitin železa nebo niklu ØFormy bývají pře litím předehřáty a na 200 až 300 °C ØOdlitky mají vysokou přesnost, řadu rozměrů a je možno předlévát „nahotovo“ Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 6/16 Odlévání do kovových forem Přednáška č. X: Doplnit název přednášky777 ü üDo trvalých kovových forem se odlévají především odlitky menších až středních rozměrů üÚčelnost použití kovových forem je limitována především náklady na jejich zhotovení Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 7/16 Odlévání do kovových forem Přednáška č. X: Doplnit název přednášky888 üGravitační lití do kovových forem: • ØJednoduchá technologie ØFormy bývají obvykle zhotoveny odléváním z litiny s lupínkovým nebo kuličkovým grafitem ØDělící rovina, upínací výstupky a vyhazovací otvory jsou obrobeny, funkční plocha dutiny formy zůstává často v litém stavu ØJsou ovšem možné i jiné technologie výroby a jiné druhy materiálů kovových forem ØPovrch forem se periodicky ošetřuje nátěry, které zamezují lepení odlitků ke kokile a rozpouštění železa ØNálitky mohou být ošetřeny tepelně-izolačními nátěry nebo je také možné do nálitků zakládat izolační nebo exotermické vložky Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 8/16 Tlakové lití Přednáška č. X: Doplnit název přednášky999 üNejdůležitější technologií výroby hliníkových odlitků üPrincipem výroby je vstřikování roztavené slitiny do dutiny kovové pod vysokým tlakem až 250MPa, za těchto podmínek je možné vyrábět tvarově velmi komplikované odlitky üTvar odlitku musí respektovat možnosti rozebrání formy a vytažení volných částí a jader üMaximální velkost odlitků, které se na konkrétním stroji dají vyrobit, je limitována maximální hmotností kovu a uzavírací silou stroje, je to hodnota síly, kterou jsou svírány obě poloviny formy üPodle konstrukce se tlakové stroje dělí na dva základní typy: se studenou a s teplou komorou üPodle směru pohybu plnicího pístu mohou být stroje se svislou nebo vodorovnou komorou Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 9/16 Tlakové lití Přednáška č. X: Doplnit název přednášky101010 üSlitiny hliníku se v současné době odlévají téměř výhradně na strojích se studenou horizontální komorou üTlakově lité odlitky nejsou, co se týče vnitřní homogenity, příliš kvalitními výrobky üPři rozstřikování kovu ve formě dochází k jeho oxidaci a reakci s mazadlem a důsledkem je vznik velkého množství vměstků Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 10/16 Nízkotlakové lití Přednáška č. X: Doplnit název přednášky111111 üStroj pro tuto technologii je tvořen tlakotěsnou udržovací pecí, nad kterou je upnuta dělená kovová forma, obvykle s vodorovnou dělící rovinou üTavenina v kelímku pece je se spodním dílem formy propojena stoupací trubicí ze žáruvzdorného materiálu tak, že trubice spodním okrajem zasahuje pod hladinu kovu üOdlévání se provádí zvýšením tlaku nad hladinou kovu, čímž je kov z kelímku vtlačován stoupací trubicí vzhůru do formy üÚstí stoupací trubice je ponořeno pod vrstvu oxidů a nečistot na hladině pece, proto vstupuje do formy čistý kov bez vměstků üVyužití tekutého kovu je při nízkotlakém lití mimořádně vysoké a dosahuje přes 90 % üKvalita odlitků, vyrobených touto metodou, je velmi vysoká üNízkotlakým litím je možno vyrábět různorodé hmotnostní kategorie odlitků üPři lití silnostěnných odlitků s dlouhou dobou tuhnutí se však velmi prodlužuje délka výrobního cyklu Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 11/16 Kontrola odlitků a opravy vad Přednáška č. X: Doplnit název přednášky121212 üPo ztuhnutí a uvolnění odlitků forem následuje dokončovací operace a kontrola odlitků üBěhem dokončovacích operací se provádí průběžná kontrola odlitků, jejímž cílem je zachycení odlitků se zjevnými vadami a jejich vyřazení z výroby üDalší testování se provádí podle požadavků zákazníka, přičemž se provádí zejména: ØRozměrová kontrola ØZkoušky struktury ØZkoušky mechanických a fyzikálních vlastností ØNedestruktivní kontrola odlitků prozařováním a ultrazvukem ØPenetrační a zkoušky nebo zkoušky těsnosti Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 12/16 Impregnace odlitků Přednáška č. X: Doplnit název přednášky131313 üV případě, kdy se vyžaduje těsnost odlitků vůči průniku tlakových médii, provádí se zkoušky těsnosti üTěsnost se kontroluje téměř výhradně pomocí přetlaku plynů, neboť stěna odlitků je pro plyny podstatně propustnější než pro kapaliny üDutina odlitků se uzavře vhodnými zátkami, odlitky se ponoří do vody a natlakují vzduchem üPrůnik plynu je indikován vznikem bublin Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 13/16 Izostatické lisování za tepla Přednáška č. X: Doplnit název přednášky141414 üHIP (hot isostatic pressing) se používá k odstranění dutin a zvýšení mechanických a únavových vlastností odlitků üVýsledkem je zvýšení vnitřní homogenity a hustoty slitiny üOdlitky jsou umístěny v tlakové komoře izostatického lisu, ohřáty na teplotu blízkou teplotě solidu příslušné slitiny a tlak v komoře lisu je zvýšen na hodnoty kolem 100 MPa Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 14/16 Opravy zavařováním Přednáška č. X: Doplnit název přednášky151515 üZavařováním se odstraňují lokální vady typu dutin, prasklin nebo defekty tvaru (např. podříznutí při odstraňování nálitků nebo místní podbroušení apod.) üPodmínkou použití této metody je přípustnost svařování pro daný odlitek Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 15/16 Použité zdroje Přednáška č. X: Doplnit název přednášky161616 ü[online]. [cit. 2021-02-03]. Dostupné z: https://docplayer.cz/12533621-Vyroba-odlitku-ze-slitin-hliniku.html ü[online]. [cit. 2021-02-08]. Dostupné z: http://fyzika.upol.cz/cs/system/files/download/vujtek/granty/lapsanska_prehled_metod_svarovani.pdf ü[online]. [cit. 2021-02-08]. Dostupné z: https://www.mpif.org/IntrotoPM/Processes/IsostaticPressing.aspx ü[online]. [cit. 2021-8-16]. Dostupné z: file:///C:/Users/16339/Downloads/TM-cv_5-Metody%20v%C3%BDroby%20odlitk%C5%AF.pdf ü[online]. [cit. 2021-9-1]. Dostupné z: https://www.slideshare.net/GuruDutt1/vacuum-process-casting-v-process ü[online]. [cit. 2021-9-1]. Dostupné z: https://www.slideshare.net/GuruDutt1/vacuum-process-casting-v-process ü[online]. [cit. 2021-9-3]. Dostupné z: https://www.spszengrova.cz/wp-content/uploads/2020/04/SVA%C5%98OV%C3%81N%C3%8D-UT.pdf • • • • • Přednáška č. 13: Základní metody odlévání slitin neželezných kovů 16/16