LIVENJE I KONSTRUISANJE ODLIVAKA
Livenje je veoma pogodan postupak izrade mašinskih delova čiji je oblik komplikovan ili se ne mogu
drugačije izraditi.
Sam postupak livenja tekao bi na sledeći način:
Prvo se izradi model dela koji se lije odično od drveta ili metala. Na osnovu njega načini se šupljina u
pesku ili drugom materijalu – kalup. Na kraju se u kalup uliva metal u istopljenom stanju. Wegovim
hlađenjem dobija se odlivak.
Livenje u pesku je najgrublje i koristi se za liveno gvožđe i čelični liv, dok je livenje u kokilama mnogo
finije i koristi se obojene i lake metale.
Obzirom na viskoe troškove izrade kalupa i čitavog postupka uopšte livenje je pogodno samo kada su u
pitanju velike serije i masovna proizvodnja.
Konstrukcija odlivaka treba da bude takva da omogući slobodno punjenje šupljina kalupa tečnim
metalom, što znači da se mora voditi računa o dovoljnim dotičnim presecima i ravnomernoj raspodeli
metala u kalupu. U slučaju tankih zidova postoji opasnost od hlađenja metala još u toku postupka livenja
čime se sprečava dalje ispunjavanje kalupa. Nagle promene pravca i brzine kretanja istopljenog metala u
kalupu su takođe nepovoljne i treba ih izbegavati. Osim ovog treba izbegavati i sledeće:
− Velike površine (naglo se hlade i zbog toga menjaju strukturu, gasovi i šljaka ostaju zarobljeni u
strukturi)
− Veće horizontalne površine pri vrhu kalupa
Najčešća greška kod odlivaka je stvaranje šupljina u unutrašnjosti i prskotina na površini usled smanjenja
površine prilikom hlađenja. Očvršćavanje se vrši po slojevima, i to tako da se najpre hlade tanji spoljašnji
slojevi. Idući ka unutrašnjosti hlađenje je teže, a očvršćavanje sve sporije. Glavna masa se hladi sporo i
ima veliko skupljanje. Kao posledica ovog procesa pojavljuju se šupljine koje smanjuju aktivni presek
odlivka u odnosu naprojektovani a time i njegovu čvrstoću.
Procentulano skupljanje zavisi od matreijala:
Sivi liv SL - 1%
čelični liv ČL - 2%
Legure Al, Mg - 1.25%
Mesin i bronza - 1.5%
*Vrednosti za sivi i čelični liv su tačne dok su vrednosti za lake legure prosečne
Usled skupljanja u materijalu se pojavljuju zaostali naponi i deformacije. Oni mogu biti toliko veliki da
izazovu lomljenje odlivaka u toku hlađenja ili kasnije u toku rada. Zbog toga se, naročito ako je čelični liv
u pitanju, odlivci obavezno podvrgavaju termičkoj obradi.
Sivi liv je najeftiniji i ima dovoljno mali stepen skupljanja pa je najpogodniji za izradu odlivaka nosećih
struktura ( kućita, postolja, stubova itd.) i ima najširu primenu u ovoj oblasti.
Pri projektovanju odlivaka po principu istovremenog stvrdnjavanja materijala moramo se pridržavati
nekih osnovnih principa:
− Treba težiti da zidovi odlivka budu približno iste debljine
− Elementima koji se sporije hlade ( unutrašnji zidovi ) treba po pravilu dati smanjenje preseka
− Prelazi iaazmeđu zidova različitih debljina treba da budu postepeni
− Zidovi odlivaka ne smeju imati oštre prelaze
− Mesta na kojima se nagomilava materijal treba izbegavati
− Mesta gde se spajaju zidovi manje sa zidovima veće mase treba izvoditi sa blagim prelazom u pravcu
povećanja mase
− Oblik odlivka treba da omogući slobodno punjenje kalupa metalom
Kod masovni odlivaka pribegava se ubacivanju metalnih umetaka u cilju povećanja stepena odvođenja
toplote.
4.1 KONSTRUISANJE ZIDOVA ODLIVAKA
Na osnovu svega navedenog pravila izbor debljina zidova odlivaka je od velikog značaja.
Minimalna debljina zida određuje se prema uslovima tehnologije livenja i uglavnom je veća nego što
uslovi čvrstoće zahtevaju.
Ona pre svega treba da bude dovoljno velika da se obezbedi lako punjenje kalupa.
Obzirom da se unutrašnji zidovi teže hlade od spoljašnjih, njihova debljina mora biti 20–40% manja. Pri
tome takođe treba voditi računa da odlivak uglavnom ide na dalju obradu.
Kada se ispune svi navedeni uslovi dolazi se do toga da je debljina zidova odlivaka veća nego što
zahtevaju uslovi čvrstoće i krutosti.
Razvoj tehnologije livenja ide u tom pravcu da se smanji debljina zidova odlivaka i da se ona približi
uslovima koje diktiraju potrebna čvrstoća i krutost.
Razlika u debljinama zidova kod jednog odlivka treba da bude što manja a ukoliko je neophodna prelazi
treba da budu što manji, ali bez nepotrebnog nagomilavanja materijala. Ovo je naročito bitno kod
konstrukcija koje su opterećene dinamičkim opterećenjem, jer prskotine koje nastaju kao posledica
Iz ovih razloga, a takođe da bi se smanjila težina preporučljivo je da se zidovi odlivaka rade sa
minimalnom debljinom koju diktiraju uslovi livenja.
Zahtevanu čvrstoću i tvrdoću treba obezbediti orebravanjem, korišćenjem racionalnih profila i
formiranjem konveksnih, sferičnih koničnih i sličnih oblika odlivka. Ovo uvek rezultira lakšom mašinskom
konstrukcijom.
Kvalitet oblika odlivka može se otprilike dobiti odnosom površine i zapremine, ili kada je poznata dužina
odnosom obima i poprečnog preseka Ω = S / F.
Na slici 4.2 određuje vrednost Ω za nekoliko ekvivalentnih preseka sa različitom debljinom zida. Masivni
oblici (slika 4.2 a) i b) ) nisu pogodni zbog kako zbog svoje čvrstoće tako i zbog težine. Oblici sa tankim
zidovima ( slika 4.2 c)) su korektni oblici za odlivke. Slika 4.1 d) pokazuje neracionalno projektovane
masivne odlivke dok je racionalan dizajn istih ovih delova sa tankim zidovima dat na slici 4.2 e).
Mašinska obrada livenih delova treba da bude svedena na minimum ne samo zbog smanjenja
proizvodnih troškova već iz razloga čvrstoće. Obrada struganjem rezultira skidanjem čvrstih površinskih
slojeva sa odlivka.
4.3 LIVENJE
