LJEVARSTVO 2011J S O 0
UVOD
Lijevanje - postupak (engl. Casting, njem. Giesserei) taljenje metala, ulijevanje u kalup pod utjecajem gravitacije ili druge sile, te skruivanje. Kalupna upljina
blik j dlj koblikuje odljevak.
Odljevak - proizvod (engl. Casting, njem. Giessprodukt)
PREDNOSTI: Sloena geometrija vanjskog i unutarnjeg dijela Mogue je dobiti dimenzijski toan oblik (net shaped) Mogue je dobiti dimenzijski toan oblik (net-shaped) ili priblino toan oblik (near net shaped) Mogue proizvesti vrlo velike odljevke Bilo koji metal Bilo koji metal Mogua masovna proizvodnja Velik raspon dimenzija od 1g do 250 tona
NEDOSTACI: Ogranienja u mehanikim svojstvima, poroznost Dimenzijska tonost, kvaliteta povrinej , p Opasnosti u proizvodnji Utjecaj na okoli
PRIMJENA ODLJEVAKA
Najvaniji partneri ljevake industrije su:
1 A bil k i d ij
Najvea primjena je u automobilskoj industriji sa 40% eljeznog lijeva i
1. Automobilska industrija
2. Strojogradnja
3 G i k i d t ij i t j i
j j g j80% aluminijskog lijeva.
U jedan automobil ugraeno je vie od 100 odljevaka.
3. Graevinska industrija i strojevi
4. Medicina
5 Brodogradnja
j
Veina tehnikih sklopova, nezamisliva je bez odljevaka.
5. Brodogradnja
6. Tranika vozila
7 Energetika7. Energetika
8. Zrakoplovna i svemirska industrija
9 Lijevanje umjetnikih skulptura9. Lijevanje umjetnikih skulptura
KLASIFIKACIJA PROCESA LIJEVANJA METALA
LIJEVANJE U PIJESAK
KOLJKASTI LIJEV
LIJEVANJE U JEDNOKRATNE
LIJEVANJE U PUNE KALUPE
TONI (PRECIZNI) LIJEV
LIJEVANJE
KALUPETONI (PRECIZNI) LIJEV
LIJEVANJE U KALUPE OD GIPSA
LIJEVANJE U KERAMIKE KALUPELIJEVANJE METALA
LIJEVANJE U KERAMIKE KALUPE
VAKUUMSKO KALUPLJENJE PIJESKA
LIJEVANJE U KOKILNI LIJEVSTALNE KALUPE TLANI LIJEV
CENTRIFUGALNI LIJEV
Udjeli pojedinih ljevakih postupaka-SAD 2009(po masenom udjelu odlivenog metala)
koljkasti
Tlani9%
Precizni7%
Centrifugalni7%
o j ast6%
Pijesak60%Kokilni
9%
60%
70%
%Kokilni11%
P i i
Cent ri f ugal nikol j kast i60%
40%
50%
60%Pi j esak
60%Koki l ni
11%
Tl ani
9%
Preci zni
7%
7% 6%Pijesak
Kokilni
Tlani
11% 9%
20%
30% Precizni
Centrifugalni
koljkasti9% 7% 7% 6%
0%
10%
Pijesak Kokilni Tlani Precizni Centrifugalni koljkasti
koljkasti
PREGLED
Ljevaonica je pogon opremljen za: proizvodnju kalupa taljenje i obradu taline provoenje postupka lijevanja ienje i obradu odljevakaienje i obradu odljevaka antikorozivnu zatitu
Lj j d ik lj i i
Otvoreni kalup
Ljeva je radnik u ljevaonici
Otvoreni kalup za jednostavne odljevkep j jZatvoreni kalup za sloene odljevke
Prolaz za rastaljeni metal uljevni sustav koji vodi u kalupnu upljinukoji vodi u kalupnu upljinu
Dvije vrste kalupa jednokratni i stalniZ t i k lZatvoreni kalup
DVIJE GLAVNE KATEGORIJE
1. Postupci s JEDNOKRATNIM KALUPIMA
kalupe je potrebno nakon
Pjeani lijev (Dalekovod)
kalupe je potrebno nakon lijevanja unititi kako bi se izvadio odljevak
- Kalupni materijali pijesak, gips i slini materijali + e i o+dodacii slini materijali + vezivo+dodaci
- Za sloenije oblike odljevaka konstrukcijskih elemenata
Toni (precizni) lijev (HS Produkt)
2 Postupci sa STALNIM KALUPIMA kalup se koristi puno puta za2. Postupci sa STALNIM KALUPIMA kalup se koristi puno puta za proizvodnju velikog broja odljevaka stalni kalup naziva se kokila
Kalup je izraen od metala ili rijee od grafita za eline odljevkeKalup je izraen od metala ili rijee od grafita za eline odljevkeOgranien oblik odljevkaTrajni kalupi su isplativiji u visokoserijskoj proizvodnji
Tlani lijev (Lipovica)
Nepomini dio Pomini dio kalupa Odljevak rebra radijatora
OSNOVNA OBILJEJA KALUPA
Kalup:
UE
Kalup: gornjak (engl. Cope) i donjak (engl. Drag)
Kalupnik posuda okvirKalupnik posuda, okvirRazdjelna linija linija koja
razdvaja gornjak i donjakModel kalupna upljinaUljevni sustav aka, spust,
razvodnik, ue RAZVODNIK
Pojilo izvor taline kako bi se nadoknadio materijal jer tijekom skruivanja dolazi j jdo smanjenja volumena
KORACI PRI LIJEVANJU
Oblikovanje kalupne upljine- Kalupna upljina oblikuje se sabijanjem kalupne mjeavine oko modela
Model (koji je eih dimen ija od konanog proi oda radi smanjenja- Model (koji je veih dimenzija od konanog proizvoda radi smanjenja volumena tijekom skruivanja) se uklanja iz kalupa
- Kalupna mjeavina je vlana i sadri vezivo kako bi zadrala oblik
Jezgre u kalupnoj upljini- Kalupna upljina- vanjska povrina odljevka
J l k l k k bi il j ij dlj k- Jezgre se polau u kalup kako bi tvorile unutarnju geometriju odljevka- Kod lijevanja u pijeane kalupe i jezgre se izrauju od pijeska.
Ulj i t k l k k ji t lj i t l t k l ljiUljevni sustav kanal kroz koji rastaljeni metal tee u kalupnu upljinu Spustom talina stie do razvodnika, zatim razvodnikom do ua kroz koje ulazi u kalupnu upljinuN h t l i k k j j j k j i t b l t- Na vrhu spusta nalazi se aka koja umanjuje prskanje i turbulentno strujanje
Pojilo spremnik rastaljenog metala kojim se nadoknauje promjenaPojilo spremnik rastaljenog metala kojim se nadoknauje promjena volumena (stezanje) tijekom skruivanja
- Pojilo treba biti oblikovano tako da skruuje nakon skruivanja odljevka
TALJENJE I ULJEVANJE
- Potrebno je metalu dovesti dovoljnu koliinu energije kako bi se rastalio i zagrijao do potrebne temperature pregrijanjag j p p p g j j
- Ukupno potrebna energija
H = V [C (T T ) + H + C (T T )]
gustoa
V volumenH = V [Cs (Tm To) + Hf + Cl (Tp- Tm)] Cs specifina toplina za krutinu
Cl specifina toplina za tekuu fazu
Tm temperatura taljenja
Faktori koji utjeu na lijevanje- Temperatura ulijevanja (u odnosu na temperaturu taljenja)
T0 poetna temperatura
Tp temperatura ulijevanja
Temperatura ulijevanja (u odnosu na temperaturu taljenja)- Brzina ulijevanja
- Pre sporo metal skruuje prerano i ne popuni kalupP b d l i d t b l ij- Prebrzo dolazi do turbulencija
- Turbulencije Ubrzavaju stvaranje oksidaj j Dovode do erozije kalupa Poroznosti?
ANALIZA ULIJEVANJA- Bernoullijeva jednadba za bilo koje dvije toke taline koja tee- Bernoullijeva jednadba za bilo koje dvije toke taline koja tee
vPhvPh22
222
2
211
1 ++=++
- Ako pretpostavimo da nema gubitaka pod utjecajem trenja k i j tl k
gg 22
kao ni promjene tlaka
vhvh22
21 +=+
1
- Ako toku 2 uzmemo kao referentnu (h2=0, v1 = 0)
gh
gh
22 21+=+
gvh2
22
1 = 12 2ghv =
- Jednadba kontinuiteta Q = v1A1 = v2A2
g2
2- Vrijeme punjenja kalupa (tPK)
QVtPK =
2
Q
LIVLJIVOST
- Livljivost je sposobnost taline da popuni kalup prije skruivanja INDEKS LIVLJIVOSTI
imbenici koji utjeu na livljivost:- Temperatura ulijevanja
S t t l- Sastav metala- Viskoznost, - Gubici topline na okoli- Specifina toplina taljenja- Specifina toplina taljenja- Skruivanje
- Vii Re, vea sklonost turbulentnom strujanjuturbulentnom strujanju
- Reynoldsov broj:
lamelarno strujanje do Re=2 000h
vDr=Re INDEKS LIVLJIVOSTIv*Dhlamelarno strujanje do Re 2 000
prijelazno strujanje do Re=20 000 turbulentno strujanje Re>20 000
Test livljivosti - Schey, 2000
isti metali dobra livljivostLegure ne tako dobra livljivost
Dh-hidrauliki promjer kanalav- brzina strujanja
STEZANJE METALA KOD SKRUIVANJA I HLAENJAPoetna razina
d kSniavanje razine zbog
neposredno nakon punjenja
stezanja taline
Poetno skruivanje
uz stijenku kalupa
METAL
STEZANJE
PRI SKRUIVANJU
PRILIKOM HLAENJA
Rastaljeni metal Rastaljeni metal
S U JU J
ALUMINIJ 7% 5,6%
Al LEGURE 7 5
Smanjenje visine zbog
skruivanja
Stezanje zbog promjene
temperature
SIVI LIJEV 1,8 3
SIVI LIJEV S VISOKIM 0 3
skruivanja
Usahlina
UDJELOM C
LIJEVANI ELIK S NISKIM UDJELOM C
3 7,2
BAKAR 4,5 7,5
BRONCA 5,5 6
Rastaljeni metal
*Iznimka je sivi lijev s visokim udjelom ugljika kod kojeg tijekom zavrnog stadija skruivanja zbog grafitizacije dolazi do fazne pretvorbe koja uzrokuje poveanja volumena.
1. LIJEVANJE U PJEANE KALUPE (PJEANI LIJEV)( )
Najraireniji postupak lijevanjaNajraireniji postupak lijevanjaDimenzije odljevaka mogu biti od malih do vrlo velikihVeliine serija od jednog komada do milijunskih serijaKoristi se kalup izraen od pijeskaKoristi se kalup izraen od pijeska
MODELI I JEZGREModeli - u komadu, od vie dijelova, na jednoj modelnoj ploi za , j , j j j pgornjak i donjak, posebna modelna ploa za gornjak, posebna za donjakJezgre oblikuju unutranju povrinu odljevka
KALUPIPijesak pomijean s vodom i vezivom (glina bentonit)Tipina mjeavina: 90% pijeska, 3% vode, 7% gline i dodaci(dodaci pijesku) Slue za poveanje vrstoe i/ili propusnosti
KALUPI
PIJESAK vatrootporan materijal, podnosi visoke temperature
VELIINA I OBLIK ZRNA PIJESKASITNO ZRNO bolja kvaliteta povrine odljevkaKRUPNIJE ZRNO bolja propusnost za plinove tijekom
ulijevanjaNEPRAVILAN OBLIK ZRNA zbog meusobnog ukljetenja zrna kalupi su
vri ali je smanjena propusnost
VRSTE KALUPAVRSTE KALUPAKALUP OD VLANOG PIJESKA
- mjeavina pijeska, gline i vode;Naziva se engleski Green sand jer sadri vlagu prilikom ulijevanja- Naziva se engleski Green sand jer sadri vlagu prilikom ulijevanja
KALUP OD SUHOG PIJESKA - umjesto gline sadri organska veziva
Kalup se prije ulijevanja pee kako bi mu se poveala vrstoa- Kalup se prije ulijevanja pee kako bi mu se poveala vrstoaPOVRINSKI OSUEN KALUP
- povrina kalupne upljine od vlanog pijeska sui se pomou plamenika ili lampi do dubine od 10 25 mmplamenika ili lampi do dubine od 10 25 mm
POSTUPAK IZRADE ODLJEVAKA U PJEANOM KALUPU Kalupna upljina oblikuje se nabijanjem pijeska oko modelaKalupna upljina oblikuje se nabijanjem pijeska oko modela Kalup se najee sastoji od dva dijela Kalup treba sadravati ua i pojila, odnosno uljevni sustav Ako se eli oblikovati upljina unutar odljevka koriste se jezgre
Z ki dlj k t b j iti i k l Za svaki odljevak potrebno je napraviti novi kalup moe se dogoditi da u jednom kalupu istovremeno lijevamo vie komada
PROIZVODNI PROCES U LJEVAONICI 1. Rastaljeni metal ulijeva se u pijeani kalup2. Metal skruuje3. Kalup se istresa kako bi se izvadio odljevak4 Odlj k i ti i l d4. Odljevak se isti i pregledava5. (Po potrebi) primjenjuje se naknadna toplinska obrada kako bi se poboljala
svojstva odljevka
IZRADAJEZGRE
IZRADAMODELA
SHEMATSKI PRIKAZPRIPREMAPIJESKA
IZRADAKALUPAPIJESAK
SIROVI MATERIJAL TALJENJE ULIJEVANJE
SKRUIVANJE I HLAENJE
ISTRESANJE KALUPA
IENJE I PREGLED
GOTOVI ODLJEVAK
VRSTE MODELA ZA PJEANE KALUPE
PLOAMODELPOJILA
MODEL ZA GORNJAK
MODELPOJILA
MODEL ZA DONJAK
UA
(a) (b) (c) (d)
(a) jednodijelni model
( ) ( ) ( ) ( )
(b) Viedijelni model(c) Viedijelni model na istoj modelnoj ploi za gornjak i donjak(d) Model za gornjak na modelnoj ploi za gornjak,
d l d j k l i d j kmodel za donjak na ploi za donjak
Modeli i jezgre (MIV Varadin)Modeli i jezgre (MIV Varadin)
Model i uljevni sustav za gornjak
Model za donjak
dozator
Automatska kalupna linija Runa kalupna linija
dozator pijeska
model
kalupnikSabijanje kalupne mjeavine
Stavljanje t ij Umetanje jezgriutega prije
ulijevanjaSlike (MIV Varadin)
Automatska kalupna linija - MIV
Donjaci s jezgrama Stavljanje gornjaka Stavljanje utega
Fazonski komad
Uljevanje Hlaenje
Runo kalupljenje velikih p j jodljevaka (MIV)
Dobava kalupne mjeavine
Model Nanoenje premaza
KALUPNA UPLJINA SA JEZGROMKALUPNA UPLJINA SA JEZGROM
JEZGRAJEZGRENA POTPORALJEVAKI AVAO POJILO
GOTOVI ODLJEVAK S FORMIRANOM
SPUST
RAZDJELNALINIJA
UNUTARNJOM UPLJINOM
LINIJA
KALUP
KALUPNA UPLJINA
MOGUI IZGLED JEZGRENEMOGUI IZGLED JEZGRENE POTPORE
POELJNA SVOJSTVA PJEANIH KALUPA
VRSTOA i j j i blik i iji VRSTOA za osiguranje postojanosti oblika i otpornost eroziji
PROPUSNOST za omoguavanje prolaza vruih plinova i zraka k lji ij kkroz upljine u pijesku
TOPLINSKA STABILNOST kako ne bi dolo do pucanja kalupa prilikom dodira s talinomprilikom dodira s talinom
SPOSOBNOST URUAVANJA sposobnost da se napravi prostor kako bi se odljevak mogao stezati bez pojave pukotinakako bi se odljevak mogao stezati bez pojave pukotina
MOGUNOST PONOVNOG KORITENJA moe li se pijesak istresen iz kalupa koristiti za izradu novog kalupa? DA Povremenoistresen iz kalupa koristiti za izradu novog kalupa? DA. Povremeno je potrebna regeneracija pijeska.
PROIZVODNI PROCES U LJEVAONICI
PROIZVODNI PROCES U LJEVAONICI
PRIMJERI ODLJEVAKA U PIJEANE KALUPE (MIV) Javne povrine
Armatura
Fazonski komadi
2. OSTALI POSTUPCI LIJEVANJA U JEDNOKRATNE KALUPE
1. KOLJKASTI LIJEV2. VAKUUMSKO KALUPLJENJE3. LIJEVANJE U PUNE KALUPE4. PRECIZNI (TONI) LIJEV5. LIJEVAJE U GIPSANE/KERAMIKE KALUPE
1 POSTUPAK IZRADE KALUPA ZA KOLJKASTI LIJEV eng Shell1. POSTUPAK IZRADE KALUPA ZA KOLJKASTI LIJEV eng. Shell
ZAGRIJANI METALNI OKRETANJE
AKTIVACIJA VEZIVA USLIJED TOPLINE
MODEL
PIJESAK SA VEZIVOM OD SMOLE
DODATNO PEENJE ZAODVAJANJE KOLJKE SA
ODLJEVAKDODATNO PEENJE ZA
POVEANJE VRSTOE KOLJKE
KOLJKE SA MODELA
PRIPREMA ZA ULIJEVANJE
KOLJKASTI LIJEV
PREDNOSTIGlatka povrina kalupne upljine omoguava lake teenje litine i bolju kvalitetu povrine odljevkaVisoka dimenzijska tonostDorada esto uope nije potrebnaZbog uruljivosti kalupa ne dolazi do pojave pukotina na odljevkuMoe se mehanizirati za velikoserijsku proizvodnju
NEDOSTACISkuplji metalni modeliNij i j ji j ij ili j di i d jNije primjenjivo za manje serije ili pojedinanu proizvodnju
2. VAKUUMSKO KALUPLJENJE
K i ti ij f lij k j t iKoristi se zagrijana folija koja se stavi preko modela donjaka. Kad se folija ohladi napuni se kalupnik pijeskom. Gornja strana pijeska takoer seGornja strana pijeska takoer se prekrije folijom. Sada se vakuumira pijesak, tako da folije i dalje prianjaju na pijesak i tako definiraju oblikna pijesak i tako definiraju oblik kalupne upljine. Isto se napravi i sa gornjakom. Za vrijeme uljevanja i gornjak i donjak su vakuumiranigornjak i donjak su vakuumirani. Nakon skruivanja vakuum se iskljui i odljevak s priljevcima ispadne van.
3. POSTUPAK LIJEVANJA U PUNI KALUP
LIJEVANJE U PUNE KALUPE
PREDNOSTI
Model nije potrebno uklanjati iz kalupa
Izrada kalupa je jednostavnija i bra od izrade pjeanog kalupa jer nisu potrebna dva dijela kalupa
Automatizacija za masovnu proizvodnju automobilskih motora (blok glava)Automatizacija za masovnu proizvodnju automobilskih motora (blok, glava)
NEDOSTACI
Za svaki odljevak potreban je novi modelZa svaki odljevak potreban je novi model
Ekonomska opravdanost postupka znatno ovisi o proizvodnoj cijeni modela
Detalj Blok jmodela od polistirena
motora
LIJEVANJE U PUNE KALUPE
BLOK MOTORA ODLJEVAK - MODELMODEL
4. POSTUPAK IZRADE KALUPA ZA PRECIZNI (TONI) LIJEV
PRECIZNI (TONI) LIJEV
Model od voska
odljevak
PRECIZNI LIJEV
PREDNOSTI
Mogue odliti dijelove velike sloenotiMogue odliti dijelove velike sloenotiDobra dimenzijska tonost i kvaliteta povrineVosak se najee moe sakupiti za ponovno koritenjeOvo je postupak kojim se dobiva gotov dio i dodatna obrada najee nijeOvo je postupak kojim se dobiva gotov dio i dodatna obrada najee nije potrebna (net shaped postupak)
NEDOSTACIOS CVelik broj koraka prilikom proizvodnjeRelativno skup postupak
Odljevci s uljevnim
sustavom (grozd) Precizni lijev - razni odljevci
5. LIJEVANJE U GIPSANI KALUP
Postupak jednak lijevanju u pijesak jedino to se umjesto pijeska koristi gips CaSO4-2H2OSmjesa gipsa i vode prelijeva se preko plastinog ili metalnog modela kakoSmjesa gipsa i vode prelijeva se preko plastinog ili metalnog modela kako bi se dobio kalup
PREDNOSTIDobra dimenzijska tonost i kvaliteta povrineMogunost dobivanja tankih poprenih presjeka na odljevku
NEDOSTACIVlaga iz gipsa uzrokuje sljedee probleme:
Kalup je potrebno pei kako bi se uklonila vlaga jer moe prouzroiti greke na odljevcimaKod prevelikog peenja kalup gubi vrstou, a vlaga uzrokuje greke
Gipsani modeli ne podnose previsoke temperature
OSNOVNE POSTUPKA LIJEVANJA U STALNE KALUPE KOKILE
LIJEVANJE U STALNE KALUPE
OSNOVNE POSTUPKA LIJEVANJA U STALNE KALUPE - KOKILEKoristi se dvodijelni metalni kalup kokila, oblikovan za lako i precizno otvaranje i zatvaranjeM t ij l k kilMaterijal kokile:
elik ili sivi lijev - za lijevanje legura nieg talita (aluminij, bronca, mjed, magnezij)Vatrootporni materijali za lijevanje elika(rijetko)Vatrootporni materijali - za lijevanje elika(rijetko)
POSTUPCI LIJEVANJA U KOKILE
Lijevanje u polukrutom stanjuNiskotlano lijevanjeVakuumski lijevTl i lijTlani lijev
Centrifugalni lijev
Gravitacijsko lijevanje u kokile
Metali koji se lijevaju:
POSTUPAK LIJEVANJA U KOKILE
Metali koji se lijevaju:Al, Mg, legure bakra, sivi lijev
Osnovni koraci postupka:Os o o ac postup aZagrijavanje kokilePrskanje ili premazivanje kalupaUlijevanje i skruivanje
Klip motoraj j j
Otvaranje kokile i vaenje odljevka
PREDNOSTI
Klip motora
Dobra dimenzijska tonost i kvaliteta povrinesitnozrnata struktura uslijed brzog skruivanja
NEDOSTACINije mogue izraditi odljevke velike sloenosti oblikaSkup kalup
Primjeri primjene:Kuita pumpi, odljevci za zrakoplovnu industriju, klipovi motora, kuita projektilaprojektila
GRAVITACIJSKO LIJEVANJE U STALNE KALUPE (KOKILE)
KOKILNI LIJEVKOKILNI LIJEV
PREDNOSTIDobra dimenzijska tonost i kvaliteta povrineob a d e js a o os a e a po eBrzo skruivanje zbog ulijevanja u hladni metalni kalup rezultira finijom strukturom, tj. proizvode se vri odljevci
OGRANIENJAuglavnom ogranieno na legure nieg talitaJednostavnija geometrija odljevka u odnosu na odljevke u jednokratnim kalupima zbog potrebe da se kokila otvaraSkupe kokile
Zbog visokog troka kalupa, proces je namijenjen za automatiziranu velikoserijsku proizvodnju
TLANI LIJEV
Talina se pod visokim pritiskom (7-350 MPa) utiskuje u kalupnu upljinu eng.die.Pritisak se zadrava za vrijeme skruivanja.
POSTUPAK U VRUOJ KOMORI
(pritisak 7-35 MPa)(pritisak 7 35 MPa)Pogon za utiskivanje je uronjen u talinuMetali niskog talita: olovo, cink, kositar i magnezij
POSTUPAK U HLADNOJ KOMORI
(pritisak 14 140 MPa)Vanjska posuda za talinuVanjska posuda za talinuMetali: aluminij, mjed, magnezij
TLANI LIJEV
Kokile se izrauju od alatnog elika, elika za kalupe, maraging elika, volframa ili molibdena.S jednim ili vie gnijezdaS jednim ili vie gnijezdaKokila se podmazuje te ima ugraene izbacivae za izbacivanje odljevka iz kalupaKalup ima izraene oduke za izlaz zrakaKalup ima izraene oduke za izlaz zrakaStvara se srh koji je potrebno odstraniti
TLANI LIJEV U TOPLOJ KOMORI
TLANI LIJEV U HLADNOJ KOMORI
NEPOKRETNA
PREDNOSTIVisoka produktivnostEkonomian kod velikoserijske proizvodnjeUske tolerancijeVisoka kvaliteta povrineMogui tanki presjeciZbog brzog hlaenja formira se struktura sa sitnim zrnom te visoke vrstoe
NEDOSTACIOpenito ogranieno na metale nieg talitaGeometrija (oblik) odljevka mora omoguiti izbacivanje iz kalupne upljineGeometrija (oblik) odljevka mora omoguiti izbacivanje iz kalupne upljine
Odljevak dobiven tlanim lijevom
NISKOTLANI KOKILNI LIJEVNISKOTLANI KOKILNI LIJEV
3 3 CENTRIFUGALNI LIJEV3.3.CENTRIFUGALNI LIJEV
-Vodoravna os rotacije kalupa, proizvodnja cilindrinih dijelova, unutarnja povrina uvijek cilindrina, a vanjska moe biti esterokut, osmerokut itd.
CENTRIFUGALNI LIJEV S OKOMITOM OSI ROTACIJE KALUPAKALUPA
CENTRIFUGALNI LIJEV SCENTRIFUGALNI LIJEV ZA CILINDRINE ODLJEVKE
CENTRIFUGALNI LIJEV S ULJEVNIM SUSTAVOM ZA
OSTALE ODLJEVKE
Ulijevanje u kokilu
Kouljice cilindra
Lijevanje ingota, metalnih odljevaka za naknadno valjanje ili kovanjej j g j j j j
Lijevanje ingota jeLijevanje ingota je diskontinuirani proces. Trajni kalupi za ingote popunjavaju seKontrola
protoka
Kalup i t
Centralni uljevni sustav
popunjavaju se individualno i to uljevanjem s gornje strane ili kroz uljevniza ingot strane ili kroz uljevni sustav.
Veliina ingota ovisi o kapacitetu primarnih valjaka za naknadno valjanje. Veliina ingota moe iznositi 4 do 30 t i vie ako su predvieni za kovanje. g p jIngot ostaje u kalupu dok ne zavri skruivanje.
Neprekinuto lijevanje metala, lijevanje u neogranienoj duljini
Kontinuirani lijevRazvijen zbog sloene pripreme kokila za ingote, njihovih ogranienja u di ij i i k dj l t ij l
Ljevaki
dimenzijama i visokog udjela materijala za kompenzaciju usahlina u pojilima.
Rastaljeni metal uljeva se u otvorenu jlonac
Razdjelni lonac
bakrenu kokilu hlaenu vodom. Odvoenjem topline talina skruuje od rubova prema sredini i pomicanjem prema dolje nastaje beskonana metalna gredica
Kalup
Skrutnuti Gredice
dolje nastaje beskonana metalna gredica ili traka. Za ubrzanje hlaenja koristi se sekundarno hlaenje vodenim sprejom.
Gredice se reu na odreenu mjeru i
Vodeni
elik 800 C Gredice TrakeGredice se reu na odreenu mjeru i nakon toga ako je povrina dobre kvalitete prolaze kroz pe i odlaze na vrue valjanje i tako nastaje potpuno kontinuirani proces
sprej proizvodnje proizvoda od elika. Mogu se lijevati i aluminijske i bakrene legure.
Na ovaj nain proizvodi se 80-90% elika u zapadnom svijetu. j p p jPrednosti u odnosu na ingote: smanjenje gubitaka metala na pojila, vea produktivnost, bolja prilagodba oblika za daljnje preoblikovanje (valjanje).
Kontinuirani lijev
trake
cijevicijevi
TALIONIKE PEI
Za taljenje metala i odravanje taline do ulijevanja koriste se:
1 Kupolke1. Kupolke
2. Plamene pei
3. Pei s loncem
4. Elektrootporne i elektrolune pei4. Elektrootporne i elektrolune pei
5. Indukcijske pei.
1. KUPOLKE
Vertikalne cilindrine pei opremljene lijebom za izlijevanje pri dnu. Visoka uinkovitost, ekonomina za serijsku proizvodnju Koriste se samo za eljezne lijevoveKoriste se samo za eljezne lijevove Zasip, koji se sastoji od eljeza, koksa, talila i eventualnih legirnih elemenata, ubacuje se u pe kroz vrataca koja su smjetena na manje od pola visine pei i s gornje strane.
kupolkakupolka
2. PLAMENE PEI
Manje pei jamskog tipa u kojima se zasip direktno ugrijava plamenicima na zemni plin, propan ili loivo ulje smjetenim u stranici pei.
Krov pei pomae taljenje reflektirajui plamen prama zasipu Krov pei pomae taljenje reflektirajui plamen prama zasipu Na dnu pei je otvor za isputanje rastaljenog metala Uglavnom se koriste za neeljezne metale kao to su legure bakra ili aluminijag j g j
3. PEI S LONCEMU i l t l ij d d di iU pei s loncem metal nije u neposrednom dodiru s gorivom.
Nazivaju se i indirektne pei na gorivo Lonac je izraen od vatrootpornog materijala ili elika za rad na visokimLonac je izraen od vatrootpornog materijala ili elika za rad na visokim
temperaturama Koristi se za neeljezne legure bakra (bronce, mjedi), cinka i aluminija
U lj i k i t t i ti ih i U ljevaonicama se koriste tri tipa ovih pei:a) S podiznim loncemb) Sa statinim loncem)c) S nagibnim loncem.
a) b) c)
4. ELEKTROLUNE PEIMetal se tali toplinom dobivenom od elektrinog luka.
Velika potronja energije, ali je mogue konstruirati pei za visoke kapacitete Prvenstveno se koriste za taljenje elikaPrvenstveno se koriste za taljenje elika
LONAC ZA PRIJENOS
TALINE
ELEKTROLUNA PEELEKTROLUNA PE
5. INDUKCIJSKE PEIProlaskom izmjenine struje kroz zavojnicu pei (induktor) inducira seProlaskom izmjenine struje kroz zavojnicu pei (induktor) inducira se magnetsko polje u materijalu (koji se tali).Inducirana struja uzrokuje brzo ugrijavanje i taljenje.Elektromagnetska sila istovremeno uzrokuje mijeanje rastaljenog metala.Kako metal nije u dodiru s grijaim tijelom, mogue je dobro kontrolirati okolnu atmosferu, to rezultira talinom visoke kvalitete i istoe.atmosferu, to rezultira talinom visoke kvalitete i istoe.Koristi se za taljenje elika, eljeznih ljevova i aluminijskih legura.
INDUKCIJSKA PE KAPACITETA 30 kg ELIKA
INDUKCIJSKA PE KAPACITETA 5000 kg ELIKA
LJEVAKI LONCITalina se od pei do kalupa ELEKTROOTPORNA PE S NAGIBNIM LONCEMTalina se od pei do kalupa prenosi loncima ili ljevakim licama za prenoenje i ulijevanje
ELEKTROOTPORNA PE S NAGIBNIM LONCEM
ulijevanje.Transport taline i postupak ulijevanja moe se vriti runo ili prijenosnim sredstvimaprijenosnim sredstvima (dizalicama, viliarima) ovisno o stupnju mehanizacije i koliini taline koja se prenositaline koja se prenosi.
LJEVAKI LONAC ZA RUNO PRENOENJE I ULIJEVANJE
VELIKI LJEVAKI LONAC ZA PRENOENJE TALINE
LJEVAKA LICA NA AUTOMATSKOJ LJEVAKOJ LINIJI
KONTROLA KVALITETE ODLJEVAKA
Nakon zavretka svih faza izrade, kontroliraju se karakteristike odljevaka koje utjeu na njegovu upotrebljivost.j j g j
Ovisno o namjeni odljevka, razliiti su i zahtjevi kvalitete.
Kod odljevaka gdje se zahtjeva samo tonost osnovnog oblika, provodi se vizualna kontrola.Ukoliko postoje zahtjevi za dimenzijsku tonost, provodi se kontrola
j j d k j t l j t k t k ij ki t h ikmjerenjem, dok je za ostala svojstva, kao to su kemijski sastav, mehanika svojstva, struktura, nepropusnost, potrebno provesti laboratorijska ispitivanja npr. analizu kemijskog sastava, ispitivanje mikrostrukture,
h ik i iti j i iti j d tl k i dmehanika ispitivanja, ispitivanje pod tlakom i dr.
GREKE NA ODLJEVCIMA
U tehnolokom procesu proizvodnje odljevaka, postupcima koji se provode i materijalima koji se koriste nalazi se mnogo potencijalnih mjesta nastanka greke. Veze izmeu uzroka i posljedica te mogunost meudjelovanja razliitih uzroka nastankaizmeu uzroka i posljedica te mogunost meudjelovanja razliitih uzroka nastanka karta vrlo su sloene.
Jedan uzrok moe izazvati vie razliitih pogreaka, a ista greka moe biti prouzrokovana djelovanjem razliitih uzroka ili njihovom kombinacijom.
Zadatak ispitivanja pogreaka sastoji se u to jasnijem definiranju vrste pogreke, uzroka njenog nastajanja i sukladno tome razvijanju potrebnih protumjera.uzroka njenog nastajanja i sukladno tome razvijanju potrebnih protumjera.
Dananjim razvijenim metodama simulacija ulijevanja i skruivanja mogue je ostvariti znatne utede, jer se greka otkriva na virtualnom modelu jo u fazi tehnoloke razrade te ju je mogue (u veini sluaja) izbjei pravilnim preoblikovanjem uljevnograzrade, te ju je mogue (u veini sluaja) izbjei pravilnim preoblikovanjem uljevnog sustava (ili modela).
Postoji vie klasifikacija vrsta pogreaka. Tako greke moemo podijeliti prema postupku lijevanja ili izgledu pogreke.
Greke na odljevcima prema postupcima lijevanja dijele se na:k d k jih d i k d bil k j t k lij j greke do kojih moe doi kod bilo kojeg postupka lijevanja
greke karakteristine za lijevanje u pijesak.
PODJELA GREAKA NA ODLJEVCIMA PREMA IZGLEDU
Prema izgledu, pogreke se mogu klasificirati: u 7 osnovnih razreda (oznaka velika slova A-G) svaki razred je podijeljen u skupine skupine pogreaka u podijeljene su u podskupine a unutar podskupina navedene su pojedinane greke a unutar podskupina navedene su pojedinane greke
Oznaka pojedinane pogreke sadri slovo razreda, broj skupine, broj podskupine i broj pogreke (npr. A112 oznaka za ilice).broj pogreke (npr. A112 oznaka za ilice).
Razredi greaka:A Metalne izraslineA Metalne izraslineB upljineC Prekinuti odljevakD Povrinski nedostaciE Nepotpuni odljevakF N t t j i blikF Netonost mjera i oblikaG Ukljuci i heterogenosti.
GREKE NA ODLJEVCIMA
NEDOLIVENOST ODLJEVKAOdljevak se skrutnuo prije nego je litina uOdljevak se skrutnuo prije nego je litina u potpunosti ispunila kalupnu upljinu.MJERE POMOI: povienje temperature ulijevanja, promjena oblika ili veliine ua, koristiti leguru boljepromjena oblika ili veliine ua, koristiti leguru bolje livljivosti.
NESTALJENO NESTALJENO PODRUJEPODRUJE NESTALJENO PODRUJE
Litina je s vie strana tekla u kalupu (npr. oko jezgre), ali zbog preranog skruivanja nije dolo do potpunogskruivanja nije dolo do potpunog staljivanja metala.MJERE POMOI: Iste kao i kod nedolivenosti odljevkanedolivenosti odljevka.
GREKE NA ODLJEVCIMA
NEMETALNI UKLJUCIUkljuci imaju sastav troske,tj sastoje se od oksida, NEKOVINSKI
sulfida i drugih nemetalnih spojeva, netopivih u talini. Mogu biti okruglasti ili u obliku strija. MJERE POMOI: Smanjenje udjela elemenata sklonih oksidaciji skraivanje trajanja skruivanja uklanjanje
UKLJUCI
oksidaciji, skraivanje trajanja skruivanja, uklanjanje troske prije ulijevanja.
USAHLINA
Usahlina se moe pojaviti kao uleknue naUsahlina se moe pojaviti kao uleknue na povrini odljevka ili unutar odljevka, a nastaje zbog stezanja materijala prilikom skruivanja i hlaenja te nedostatka litine koji bi kompenzirao razlikute nedostatka litine koji bi kompenzirao razliku volumena u podruju koje posljednje skruuje. MJERE POMOI: Osiguranje usmjerenog skruivanja prema mjestu posljednjeg skruivanja proraunavanjeprema mjestu posljednjeg skruivanja, proraunavanje pojila, uporaba egzotermnih pojila, postavljanje hladila.
GREKE NA ODLJEVCIMA KARAKTERISTINE ZA LIJEV U PIJESAK
MJEHURAVOSTZbog visoke temperature ulijevanja metalaZbog visoke temperature ulijevanja metala dolazi do otputanja plinova iz kalupne mjeavine koji ostaju zarobljeni ispod povrine odljevka.povrine odljevka.Moe doi do formiranja veih mjehura ili puno sitnih mjehuria.
MJERE POMOI: Upotrebljavati ie kalupne materijale, smanjiti udio elinog otpada u zasipu smanjiti udioelinog otpada u zasipu, smanjiti udio vlage u pijesku...
GREKE NA ODLJEVCIMA KARAKTERISTINE ZA LIJEV U PIJESAK
PENETRACIJA LITINEKod metala visoke tecljivosti (malog viskoziteta), na mjestima jakog zagrijavanja kalupa i slabe zbijenostimjestima jakog zagrijavanja kalupa i slabe zbijenosti pjeska, moe doi do penetracije litine u pijesak kalupa ili jezgre, pa se materijal odljevka na kraju sastoji od mjeavine metala i pijeska.sastoji od mjeavine metala i pijeska.MJERE POMOI:Uporaba finijeg pijeska, poveanje udjla veziva, premazivanje kalupa, snienje temperature ulijevanja...j j
POMAK
Prilikom sklapanja donjaka i gornjaka moe doi do bonog pomaka dvaju dijelova modela, kalupa ili pomaka jezgre uzrokujui tako na liniji dijeljenja stepenasti oblik pogreke na odljevku.MJERE POMOI: Tehnoloka disciplina priMJERE POMOI: Tehnoloka disciplina pri centriranju modela, kalupa i jezgri.
METALI ZA LIJEVANJEMETALI ZA LIJEVANJE
eljezne ljevake legure
eljezni lijev:e je je
-Sivi lijev, nodularni lijev, bijeli lijev,
elini lijev: j
- Via temperatura ulijevanja, manja livljivost, vea vrstoa i ilavost, zavarljivost
Neeljezne ljevake legure
Lagani metali Teki metaliLagani metali Teki metali
- Aluminijske, magnezijske, kositrene, bakrene, legure cinka, legure nikla, legure titana
METALI ZA LIJEVANJEMETALI ZA LIJEVANJE
Veina odljevaka izraena je od legura, a ne istih metala Legure je lake lijevati,
a svojstva odljevaka su bolja 577 C
12,6%
4-13% Si - dobra ljevaka svojstva
ELJEZNE LJEVAKE LEGUREELJEZNE LJEVAKE LEGUREELJEZNI LIJEV
Najvaniji od svih ljevakih materijala Masa proizvedenih odljevaka od lijevanog
eljeza vea je od mase odljevaka od svih ostalih ljevakih metala zajedno
Vrste: sivi lijev, nodularni (ilavi) lijev, bijeli lijev, kovkasti lijev i legirano lijevano eljezo
Ovisno o kemijskom sastavu teperatura ulijevanja iznosi ~1400C
FAZNI DIJAGRAM ELJEZO UGLJIK
2,4 do 4% Eutektike eljezne legureeljezne legure
elini ljev
ELJEZNE LJEVAKE LEGUREELIK
Povoljan konstrukcijski materijal radi dobrih mehanikih svojstava
Postupcima lijevanja mogue je dobiti sloenu geometrijug j
Potekoe u ljevaonicama elika: Visoka temperatura lijevanja elika (via nego za biloVisoka temperatura lijevanja elika (via nego za bilo
koju drugu ljevaku leguru) ~1650C Na visokim temperaturama elik je podloan oksidaciji p j p j
pa je potrebno sprijeiti doticaj taline sa zrakom elik je relativno slabo livljiv
NEELJEZNE LJEVAKE LEGURE
U l d b li lji ti
ALUMINIJ
Uglavnom dobre livljivosti Nie temperature lijevanja (temperatura p j j ( p
taljenja aluminija iznosi 660C) Svojstva:Svojstva:
Mala gustoaMogue postii razliitu vrstou ovisno o Mogue postii razliitu vrstou ovisno o toplinskoj obradiJednostavna obrada postupcima odvajanjem Jednostavna obrada postupcima odvajanjem estica
NEELJEZNE LJEVAKE LEGUREBAKRENE LEGURE
B k l klj j j di
BAKRENE LEGUREBAKAR Tt=1083C
Bakrene legure ukljuuju: mjedi Tt=900 do 940Ci bronce Tt=950C
Svojstva: Korozijska otpornost Korozijska otpornost
Lijep izgledD b l j j t Dobra leajna svojstva
Ogranienja: visoka cijena bakra Primjena: klizni leaji, lopatice brodskih
vijaka, dijelovi pumpi, ukrasni elementij , j p p ,
MJEDBRONCAFAZNI
DIJAGRAM MJEDBRONCA DIJAGRAM
NEELJEZNE LJEVAKE LEGURELEGURE CINKA
Visoka livljivost Lijevanje u kokileLijevanje u kokile Niska temperatura taljenja, 419C Dobra tecljivost omoguava jednostavno
lijevanjeje a je Svojstva:
N ij i l i j j b Ne smije se izlagati trajnom optereenju zbog niske vrstoe puzanja
MEHANIKA SVOJSTVA VANIH LIJEVAKIH LEGURA
RAZMATRANJA PRI OBLIKOVANJU ODLJEVKA:ODLJEVKA:
JEDNOSTAVNOST GEOMETRIJE
Iako je lijevanjem mogue izraditi sloeneIako je lijevanjem mogue izraditi sloene oblike, jednostavna geometrija doprinosi livljivostilivljivosti
Izbjegavanjem sloene geometrije: Izrada kalupa je jednostavnija Smanjena je potreba za upotrebom jezgriSmanjena je potreba za upotrebom jezgri Poveava se vrstoa odljevka
RAZMATRANJA PRI OBLIKOVANJU ODLJEVKA:UGLOVI
Otre kuteve i uglove treba izbjegavati jer d t lj j i k t ij
UGLOVI
predstavljaju izvore koncentracije naprezanja koji mogu izazvati vrue pukotine i napukline
Na unutarnjim uglovima treba konstruirati Na unutarnjim uglovima treba konstruirati skoenja, a na otrim bridovima radijuse
RAZMATRANJA PRI OBLIKOVANJU ODLJEVKA:ODLJEVKA:SKOENJA
Skoenja kod jednokratnih kalupa olakavaju vaenje modela iz kalupaj j p
Kod stalnih kalupa skoenja pomau lakem vaenju odljevka iz kalupalakem vaenju odljevka iz kalupa
Slina skoenja treba konstruirati kod metalnih jezgri
RAZMATRANJA PRI OBLIKOVANJU ODLJEVKA:
Manjim preinakama konstrukcije mogue ODLJEVKA:
je izbjei upotrebu jezgri
a) Izvorna konstrukcija b) preoblikovana (redizajnirana)a) Izvorna konstrukcija b) preoblikovana (redizajnirana) konstrukcija
Primjer promjena konstrukcije radi izbjegavanja koritenja jezgre
RAZMATRANJA PRI OBLIKOVANJU ODLJEVKA:TONOST DIMENZIJA I KVALITETATONOST DIMENZIJA I KVALITETA
POVRINE
Znaajne razlike tonosti dimenzija i kvalitete povrine odljevaka postiu se p j povisno o postupku lijevanja:
Lijevanjem u pijesak postie se slaba Lijevanjem u pijesak postie se slaba tonost dimenzija i kvaliteta povrine
Preciznim i tlanim lijevom postie se visoka tonost dimenzija i odlina kvalitetavisoka tonost dimenzija i odlina kvaliteta povrine
RAZMATRANJA PRI OBLIKOVANJU ODLJEVKA:DODACI ZA OBRADU
Gotovo sve odljevke lijevane u pijesak potrebno je dodatno obraivati postupcima odvajanja estica kako bi se postigle traene dimenzije pojedinih dijelova odljevka
Na povrinama odljevka gdje e biti potrebna dodatna obrada potrebno je predvidjeti viak materijala tzv. dodatak za obradu
Kod lijevanja u pijesak dodatak uobiajenoKod lijevanja u pijesak dodatak uobiajeno iznosi 1,5 3 mm.
Vrsta odljevak
a(000 t) 1990. 2004. 2005. 2006. 2007. 2008.
Sivi 65216 27173 25748 30971 31853 29528
Nodularni 7583 12227 16336 18243 20026 21849
Proizvodnja ljevanih prizvoda u RH
elini 4414 1734 2219 2000 2286 2517
O t l 15131 15315 18010 19965 21100 18554
(1990.-2008.)
80 00%
Ostalo 15131 15315 18010 19965 21100 18554
Ukupno 92344 56449 62313 71179 75265 72448
60,00%
70,00%
80,00%
30,00%
40,00%
50,00%
0,00%
10,00%
20,00%
1990 2004 2005 2006 2007 20081990. 2004. 2005. 2006. 2007. 2008.
Sivi Nodularni elini Ostalo
Struktura ljevaonica u RHLjevaonice iznad 50 zaposlenihStruktura ljevaonica u RH p
LjevaonicaBroj
zaposlenihLjevaonica zaposlenihVaradin 680Poega 495Benkovac 290
Broj ljevaonica Broj zaposlenih
Velike 2 1180 Benkovac 290Bjelovar 230akovec 160Virovitica 140
Srednje 10 1700
Male 54 92066
Kutina 140Osijek 130Karlovac 110
Ukupno 66 3800
Daruvar 110Slavonski Brod 110Duga Resa 80D j Bi t 55Donja Bistra 55Zagreb 55
Top Related