Visoka tehnička škola strukovnih studija
Tehnološki postupci livenja
Predmet: Tehnološki postupci
-seminarski rad-
Profesor: Student:
dr. Aleksandar Raković Grujović Vladimir 125/15
Beograd, januar, 2018 godine
1
Sadržaj
Uvod
1.Tehnološki postupci livenja
1.1 Livenje u peščanoj mešavini po modelu
1.2 Livenje pod pritiskom
1.3 Centrifugalno livenje
1.4 Neprekidno livenje (Konti-liv)
1.5 Gravitaciono livenje
2.Konstruisanje odlivaka
2.1 Konstruisanje zidova odlivka
2.2 Debljina zida i jačina odlivka
2.3 Razdvajanje kalupa
2.4 Pojednostavljenje oblika odlivka
2.5 Unutrašnji naponi nakon livenja
2.6 Konstrukciona pravila
2.7 Rebra
2.8 Debljina zidova
Zaključak
3
1.Tehnološki postupci livenja
Tehnološki postupci livenja koji se primenjuju u procesu proizvodnje su:
-Livenje u peščanoj mešavini po modelu
-Gravitaciono livenje u metalnim kalupima
-Centrifugalni horizontalni postupak livenja čaura i košuljica
-Neprekidno livenje (Konti-liv)
-Livenje pod pritiskom
1.1 Livenje u peščanoj mešavini po modelu
Ovaj tehnološki postupak spada u najstarije i one koji se najviše primenjuju, a predviđen je za
odlivke složenih kofiguracija i malih serija. Kvalitet odlivaka zbog male brzine kristalizacije je
nešto slabiji u odnosu na ostale postupke livenja. Kod ovog postupka livenja moguća je
dendritna kristalizacija, pojavljivanje nemetalnih uključaka, pa se iz tog razloga, kad su u pitanju
odlivci visokih performansi i karakteristika, prelazi na druge tehnološke postupke livenja.
Za izradu kalupa potrebni su modeli koji se izrađuju u modelarnici najčešće od drveta i metala.
Najčešće i najkvalitetnije drvo za izradu modela je lipa. Ako odlivak ima unutrašnju šupljinu,
koriste se jezgrenici za izradu jezgara. U odeljenu za kalupovanje livnice, pomoću modela i
jezgrenika izrađuju se kalup i jezgro koje je uglavnom od peska određene vrste i kvaliteta, uz još
neki dodatak. Na pločama za kalupovanje se postave odgovarajući modeli, koji se zapraše
prahom koji se zove likapodijum. Zaprašivanje se vrši da se vlažan pesak ne bi zalepio za model.
Zatim se kalupna mešavina ručnim nabijačima ili pomoću kaluparskih mašina sabija u metalne
okvire tzv. kalupnike. Nakon sabijanja peska obezbede se kanali za odvođenje gasova iz kalupa
(zvani odušci) koji mogu da prouzrokuju poroznost odlivaka i samim tim ga učine
neupotrebljivim. Tako sabijen jedan deo kalupa se okreće, na njega se postavlja drugi deo ili
delovi modela, ulivni sistemi, sistemi za prikupljanje šljake i sistemi za hranjenje odlivaka koji
obezbeđuju dotok tečnog metala prilikom hlađenja odlivaka. Sledeća operacija je sabijanje peska
u gornjem delu kalupa. Kada se i ova oprecija završi kalupi se rastave i iz njih izvade modeli.
Ako odlivak ima i neku unutrašnju šupljinu u kalup se ulaže jedno ili više prethodno
pripremljenih jezgara.Pre nalivanju rastopljenog metala kalup se mora potpuno sklopiti, tako da
obrazuje čvrsto naleganje.
Sl.1.
Livenje u peščanoj mešavini po modelu
4
Materijali za izradu peščanih kalupa i jezgara
Za razliku od metalnih kokila, koji mogu izdržati i do 100.000 ulivanja, peščani kalupi se
koriste za jednokratnu upotrebu.
Kalupi za jednokratnu upotrebu izrađuju se od mešavine peska, veziva i dodataka. Za izradu
kalupa najčešće se upotrebljava mešavina kvarcnog peska i gline. Dodatkom vode mešavini
dobijaju se tražene osobine od kojih su najvažnija:
-Propustljivost
-Čvrstoća
-Vatrostalnost na temperaturi od 1300 do 1600ºC
-Kalupljivost.
Ove osobine omogućuju oblikovanje i zadržavanje oblika.
Pesak
Za izradu kalupa koriste se sledeće vrste peska:
-
Kvarcni pesak (SiO2)
- u najvećem broju se koristi kao osnovna sirovina za izradu kalupa za
kalupovanje sivog liva, temper liva, nodularnog liva, za livenje čelika, obojenih i lakih metala.
Temperatura topljenja 1720°C
-
Olivinski pesak
- je magnezijum - gvožđe - ortosilikat sastoji se od forsterita (Mg2SiO4) i
fajalita (Fe2SiO4). Ima visoku temperaturu topljenja i koristi se za kalupe i za livenje sivog liva.
Temperatura topljenja 1865°C.
-
Hromitni pesak
. Hromit Cr2O3- je veoma kvalitetan sa temperaturom topljenja 1900°C i u
nekim livnicama služi kao zamena za kvarcni pesak.
-
Cirkonski pesak
- Oksid cirkona (cirkonijuma) i silicijuma (ZnSiO4) ima vrlo visoku
vatrostalnost sa temperaturom topljenja od 2200 ÷ 2600°C. Upotreblajva se za izradu manjih
jezgara koje su duže vreme u dodiru sa rastopljenim metalom. Veliku primenu ima i kao
cinkonski premaz. Bitno je da zrnce peska bude što jednoličnije, tj. da u pesku ima najviše
zrnaca iste veličine jer neravnomerna zrnatost smanjuje propustljivost gasova.
Gline
Glina vezuje zrnca peska i daje kalupnoj mešavini čvrstoću i plastičnost. Vrste glina koje se
upotrebljavaju u livnicama kao vezivo su vatrostalne gline i bentoniti.
Takođe se za vezivanje i mešavinu koriste voda, gips, beton, drvena piljevina, ugljenični prah
itd.
Mešavina za izradu jezgara Jezgra su više izložena delovanju rastopljenog metala i visokim
temperaturama nego kalup. Iz ovog razloga treba da imaju sledeće osnovne osobine:
Povećanu čvrstoću, da bi izdržali sile uspona,
Veliku propusnost, da bi gasovi nastali izgaranjem veziva mogli napustiti kalupnu šupljinu,
Veliku termostabilnost, da ne dođu u reakciju sa rastopljenim metalom,
Mogućnost istresanja iz odlivka posle očvršćavanja.
Ove osobine jezgara se postižu upotrebom grubozrnastog peska bez gline, a čvrstoću jezgrima
daju određena prikladna veziva, od kojih se upotrebljavaju organska i anorganska.
