Rszletek az ntvnyek gyrtstechnolgija cm knyvbl (Mszaki Knyvkiad, 1986) 2.6.4. Alumniumtvzetek ntse Az alumniumntszetben hipoeutektikus, eutektikus s hipereutektikus sszettel tvzeteket, valamint - ritkbban - sznalumniumot dolgoznak fel. Ezek kristlyosodsa is tbbfle. A sznfmek s az eutektikus sszettel tvzetek lland hmrskleten, mg a tbbi tvzet hmrsklet kzben szilrdul meg. Hogy az ntvnyek dermedse sorn kialakul egyes szvetelemek (primer fm, szilrd oldat s eutektikum) nagysga, eloszlsa, irnytottsga, alakja stb. a lehet legkedvezbb legyen, mg az nts megkezdse eltt, az nt-hntart kemencben lev fmbe klnbz adalkanyagokat kell bejuttatni. Ezt a mveletet sokfle jelzvel illetik (ezek egy rszt a vasntszetbl vettk t); mdosts, finomts, nemests stb. Az egyes fogalmak mgtt azonban mg a fmntszettel kzvetlenl foglalkozk sem mindig ugyanazt a tartalmat rtik, gy nem csoda, hogy sokszor az olyan tvzeteket is nemestanyaggal kezelik, amelyekbe - pl. a mechanikai tulajdonsgok javtsa rdekben - szemcsefinomtt kellene bejuttatni.

Az alumniumtvzetek olvadt llapotban vgzett - sszefoglal nevn nevezve - mdostsa kt fogalom, a szemcsefinomts s a nemests kr csoportosthat. Az egyik a msiktl lesen elvlaszthat mdszert s clt takar.

A szemcsefinomtskor minden esetben a primeren kristlyosod fzist finomtjk. A sznfmeket s a tisztn szilrd oldatknt kristlyosod tvzeteket minden esetben szemcsefinomtani kell. A hipoeutektikus tvzeteket - esetenknti mrlegels utn - vagy szemcsefinomtjk, vagy nemestik. Ugyancsak szemcsefinomtst kell vgezni, amikor a hipereutektikus sszettel alumnium-szilcium tvzetek (dugattytvzetek) primren kristlyosod fzisnak (a szilciumnak) a felaprtsa a cl.

Nemestsen az alumnium-szilcium tvzetek eutektikumnak a finomtst rtik. A tisztn eutektikus sszettel sziluminok mechanikai tulajdonsgait teht csak nemestssel lehet javtani, mg a hipoeutektikus tvzetek ntsekor esetenknt kell elbrlni, hogy a primer fzist vagy az eutektikumotfinomtva lehet-e elrni kedvezbb eredmnyt. A hipereutektikus sziluminokat nem szabad nemesteni. Az alumniumtvzetek szemcsefinomtsa Az alumnium ntvnyek szemcsemrete 0,1 s 10 mm kztt vltozik. Tbbnyire az a cl, hogy az ntvnyek finom szerkezetek legyenek. ltalban finomszemcsnek tartjk azt az ntvnyt, amelyben a szemcsk tlagos tmrje nem nagyobb, mint 1 mm.

Az ntvnyben mindenfle gz vagy zsugorods ltal elidzett prusok krosak, de legkevsb fogadhat el a durva porozits. A prusok durvasga azonban arnyos a szemcsemrettel. Kvetkezskppen a prusok finomabb eloszlsak s kevsb krosak, ha az ntvnyek finomszemcssek. Ezenkvl a finom szerkezet ntvnyek mechanikai tulajdonsgai is jobbak, mint a durva szemcszetek. A zsugorodsbl ered repeds s melegrepeds is legtbbszr a durvaszemcss szerkezetre jellemz. Az ntvnyek szemcsemrett az ntsi hmrsklet, a dermedsi sebessg s a szemcsefinomt elemek jelenlte vagy hinya hatrozza meg.

A szemcsemret egy ntvnyen bell is eltr lehet egyrszt a falvastagsgbeli klnbsgek miatt, msrszt azrt, mert az ntvny dermedst az llk, lgzk, tlfolyk s htvasak elhelyezkedse is befolysolja.

A finomszemcss szerkezet elrsre szemcsefinomt elemeket (titn, br, cirknium, foszfor stb.) tartalmaz segdanyagokat adagolnak a fmolvadkhoz. Ezeket az elemeket sok esetben mr az tvzet ellltsakor (a tmbgyrtskor) a fmbe lehet juttatni. Vagyis, ha egy ntde csak tmbanyagot hasznl fel, akkor az ntdben elmaradhat a szemcsefinomts. Ha azonban a bett hulladkot is tartalmaz, akkor tbbnyire az ntdben is kell szemcsefinomtst vgezni.

A tlhevts, a hossz idej hntarts vagy a lass dermeds kvetkeztben az alu-

mniumtvzetek szerkezete durvaszemcsss vlhat. Ennek kvetkeztben romlanak az ntvny mechanikai jellemzi, s durva prusok is keletkezhetnek.

A szemcsefinomts feladata a felsorolt hibk kikszblse oly mdon, hogy a folykony fmbe a primeren kristlyosod sznfm vagy a szilrdoldat csrinak szmt nvel adalkot juttatnak. Ennek hatsmechanizmust szemllteti a 92. bra.

Kevs, vagy nem egyenletes finomsggal eloszlott csra esetn az alfa-szilrdoldat kristlyosodsa bizonyos tlhlssel kezddik, a szvet durvul, mg ha kell szm csra van jelen, a tlhls nem, vagy csak kisebb mrtkben kvetkezik be. Ilyenkor a szvet is tbb apr szemcsbl fog llni. Ha ezeket a kristlyosods folyamn jelentkez h effektusokat mr a prbavtel sorn kell rzkenysg mszerrel regisztrljk, majd rtkelik, az ntvnyek lentse eltt tjkoztatst lehet kapni azok vrhat szvetszerkezetrl. Ezt az eljrst nevezik termikus analzisnek.

92. bra. Tisztn szilrd oldatknt kristlyosod tvzet szemcseszerkezetnek kialakulsa a)

szemcsefinomits nlkl s b) szemcsefinomtssal

1 a fm teljesen folykony; 2 nhny kristly megjelense az olvadkban; 3 a kristlyok nvekedse; 4 fm teljesen szilrd llapotban

A szilrd oldalknt kristlyosod tvzetek s a hipoetektikus sziluminok legelterjedtebben hasznlatos szemcsefinomt eleme a titn, amelynek akkor a legjobb a hatsa, ha titn-diborid knt (TiB2) kerl az olvadkba.

A szemcsefinomtk tbbnyire brikettlt sprepartumok (p1. a Servitemal cg Aluflux TH termke), vagy segdtvzetek formjban (mint pl. a Kawwcki-Billiton cg AITi5B1 ksztmnye) kaphatk a kereskedelemben.

A 13...30 % szilciumot tartalmaz hipereutektikus alumnium-szilcium tvzetek (hiperszilek) primeren kristlyosod szilciumnak a finomtsakor is az olvadt fmben hoznak ltre nagyszm kristlycsrt. Ez esetben a kristlycsrk szerept leggyakrabban egy foszforvegylet, az AIP (alumnium-foszfid) tlti be. Az AIP, amelynek rcsllandja 0,545 mm, olvadsi hmrsklete nagyobb, mint a 0,553 mm rcsllandj szilcium, ezrt a fmkezels hmrskletn

szilrd llapotban van. A hiperszilek szemcsefinomtshoz szmos olyan vegyletet, tvzetet dolgoztak ki - s haznkban is forgalmaznak -, amelyekkel az AIP kpzdshez szksges foszfor a fmfrdbe juttathat. Ezek leggyakrabban vrsfoszfort tartalmaznak, de hasznlnak CuP, SnP, FeP, NiP stb. tvzeteket is. Tbb kutat a knt is javasolja szemcsefinomtshoz, amely - tapasztalataik szerint - a primer szilciumkristlyok szemcsefinomtsval egyidejleg az alumnium-szilcium eutek-tikumot is finomtja.

A hiperszil tvzetek optimlis szemcsefinomtsi hmrsklete 820 s 840 C kztt van. Nagyobb hmrskleten az tvzk egy rsze (pl. a magnzium) gyorsan kig, mg a kisebb hmrskleten vgzett szemcsefinomtskor a primer szilciumkristlyok kevsb finomodnak, s durvulsra is hajlamosak. 900 C-on a foszfidcsrk mr olddnak, ezrt az olvadk ntsi hmrskletre val lehtse utn sem fejthetik ki szemcsefinomt hatsukat.

ltalnosan elfogadott, hogy a 18...22 % szilciumot tartalmaz hipereutektikus sziluminoknak 0,003 % foszfort kell tartalmazniuk, hogy a primer szilcium kell mrtkben finomodjon, alakja polideres legyen, s egyenletesen oszoljon el. A szemcsefinomts hatsa az olvadk hntartsval, majd jraolvasztsval kismrtkben cskken. 70...80 perces hntarts utn a primer szilciumkristlyok egy rsze nvekedni kezd, 100... 110 perc utn pedig folyamatos s gyorsul nagyobbods szlelhet.

Az ntsi hmrsklet a legtbb kutat szerint megegyezik a 820...840 C-os fmkezelsi hmrsklettel, nhnyan azonban valamivel kisebb hmrskletet, 770...810Got javasolnak. Abban azonban egysges a vlemny, hogy 750 C-os ntsi hmrskleten a primer szilciumkristlyok mrete mr rohamosan nagyobbodik, s a kristlyok konglomerldnak is. Az alumniumtvzetek nemestse A formantszetben legnagyobb mennyisgben feldolgozott hipoeutektikus s eutektikus sszettel alumnium-szilcium tvzetek nemestsnek az a clja, hogy a heterogn eutektikumnak a szilciuma a lehet legfinomabb eloszls legyen. A leggyakrabban hasznlt nemestelem a ntrium, amelyet 1920-ban a magyar szrmazs Patz Aladr alkalmazott elsknt erre a clra, megnyitva ezzel az utat a - ridegsge miatt addig gyakorlatilag hasznlhatatlan - sziluminok szinte korltlan felhasznlsa eltt. Tovbbi nemestszerek: a stroncium s antimon.

A 6...13 % szilciumot tartalmaz sziluminokban - a szilcium kristlyosodsi alakjtl fggen - a 93. brn lthat lemezes, szemcss s nemestett (ts) eutektikus szvetltezik.

A lemezes szerkezetet hosszan elnylt, prhuzamos vagy ktegszer szilciumkivlsok sora jellemzi. Az egyes szilciumkivlsok csaknem sima peremek, nincsenek szgletes sarkaik. A szemcss szvetben tallhat szilciumkrisztallitok nagy felletek, hosszan elnyltak, hegyes cscsokkal s sarkokkal, s rendezetlenl helyezkednek el (egyenknt orientltak), nincsenek prhuzamos, ktegszer csoportokba rendezve. A nemestett szvet szilciumkristlyai nem hosszksak (mint a lemezes szvet), hanem lekerektettek, s nincsenek hegyes cscsaik s sarkaik (mint a szemcss szvetben), mert nvekedsk - felteheten a felleti feszltsg megnvekedse miatt - akadlyozva van.

Lemezes szvet Szemcss szvet Nemestett szvet

93. bra. A sziluminok szvete

Termszetesen a gyakorlatban a hrom szvettpus nemcsak tisztn" fordul el, hanem nagyon gyakran valamennyi megjelenik vegyes szvet alakjban.

A hrom szvettpus nem csupn mikroszkpi kpben klnbzik egymstl, hanem ntszeti tulajdonsgaikat tekintve is, ahogyan az a 94. brn lthat. A lemezes szerkezet fokozottan hajlamos lunkerek kpzsre. Valszn, hogy a fm mozgst (ramlst) a ktegszer szilciumkivlsok neheztik meg, mert gy hat, mintha kitplls kzben a fmnek valamilyen rostos anyagon kellene keresztl hatolnia. Ezzel a htrnnyal szemben viszont a lemezes szvettpusnak jobbak a nylsi rtkei, mint a szemcssnek.

A szemcss tpus szvet megknnyti a kitpllst, a kisebb nylsi rtkek miatt azonban kevsb szvs.

A nemestett szvettpus egyesti a kt msik szvettpus elnyeit. Htrnya, hogy a nemests bizonyos tbbletrfordtst ignyel s hogy a ntriumos nemests hatsa nem lland, hanem a hntartsi idvel folyamatosan cskken.

94. bra. A klnfle szvet sziluminok ntszeti jellemzi

Gyakorta elfordul, hogy az ugyanolyan tpus tvzettmbk egyes adagjainak ms s

ms a szvetszerkezete, aminek kvetkeztben nagyon eltr mrtkben hajlamosak lunkerkpzdsre. Jogos teht az ntvnygyrtknak az a kvnsga, hogy az alumnium-szilcium tvzetek eutektikuma - a lunkerkpzds elkerlsre - mindig szemcssen dermedjen meg, nem pedig hol lemezesen, hol pedig szemcssen.

A fmntk vtizedek alatt sszegyjttt - s kzrl kzre adott - fogsainak" egyike, hogy ha az tvzet tlsgosan hajlamos a szvdsra, akkor ezt a zsebkben mindig megtallhat, egy-kt darab, foszfort tartalmaz tvzetnek (tbbnyire CuP-nak) a fmolvadkba juttatsval legtbbszr meg tudjk szntetni. E gyakorlati tapasztalatot igazolja a 95. bra is, amelyen ltszik, hogy kb. 0,0006 % foszfortartalomig a sziluminok szvete tlnyoman lemezes, vagyis szvdsra hajlamos, mg 0,001 % foszfortartalom fltt a szvet tlnyoman szemcss, teht kevsb kell tartani a szvdstl.

A 0,0006 % s 0,0010% foszfortartalom kztti tartomnyban van az tmenet a lemezesbl a szemcss szvettpusba. A kereskedelemben kaphat eutektikus s majdnem eutektikus (enyhn hipoeutektikus) sziluminoknak a foszfortartalma pedig ppen ebbe a tartomnyba esik. Az tvzelem (fmszilcium) foszfortartalma ugyanis adagonknt vltozik, ezenkvl az tvzetgyrtshoz felhasznlt hulladk mennyisge s sszettele is eltr. rthet teht, hogy a foszfortartalommal egytt vltoznak az egyes adagok szvettpusai, ezzel pedig trvnyszeren az

ntszeti tulajdonsgai is. A biztonsgos ntvnygyrts rdekben az tvzettmbk foszfortartalmt szablyozni kell.

Hogy ezt tudatosan kell vgezni, azt a 96. bra is megersti. Lthat, hogy kis foszfortartalom esetn a lemezes szvet is, nagy foszfortartalom esetn pedig a szemcss szvet is kzvetlenl nemestett szvetbe megy t a nemests hatsra. A szemcss szvethez azonban tbb ntrium szksges, mint a lemezes szvethez, vagyis ez utbbi knnyebben nemesthet.

A szemcss szvet nemestshez szksges nagyobb mennyisg nemestanyag a felhasznlnak tbbletkltsget jelent, ezenkvl a nagyobb mennyisg ntrium gyorsabban is g ki az tvzetbl, teht gyakrabban van szksg utnnemestsre.

A felsoroltakbl kvetkezik, hogy amg a foszfor hozzadsa a nem nemestend tvzetekhez kvnatos, addig a nemestend tvzetek felhasznlsakor bizonyos htrnyokkal jr. Ezrt a foszfortartalmat olyan rtkre (0,0010...0,0016%) clszer belltani, hogy a nem nemestett szvet mg ppen szemcssen dermedjen meg.

95. bra. A lemezes szvet rszarnya a foszfortartalom fggvnyben a ktalkots alumnium-

szilcium tvzetekben

96. bra. Az AI-Si tvzet eutektikus szvetnek szerkezete a foszfor- s ntriumtartalom

fggvnyben, valamint a grbk eltoldsa a dermedsi s3bessg fggvnyben

97. bra. Eutektikus sszettel nem nemestett sziluminok kristlyosodsa

1 az tvzet folykony fzisban, hny AIP-csira van jelen, ami az tvzetben fellelhet foszfornyomoknak

ksznheti; 2 nhny primer szilciumkristly megjelenik az AIP-csra nyomn; 3 a primer kristlyok szomszdsgban sziliciumban szegny az olvadk, aminek kvetkeztben alumniumban ds, rvid dendritek kpzdnek; 4 az tvzet teljesen szilrd fzisban, lemezes szilcium s alumniumban ds szilrd oldat Ez esetben a nemesthetsggel kapcsolatos htrnyok mg elviselhetk. Nyilvnval ugyanis, hogy a sziluminokat nem lehet sztvlasztani nem nemestend (nagyobb foszfortartalm) s nemestend (kisebb foszfortartalm) minsgekre.

Bizonyos mennyisg foszfort - amely minden tvzetben, ha msknt nem, nyomokban megtallhat - nemestskor a ntriumnak kzmbstenie kell. Egy eutektikus sszettel, ktalkots szilumin kristlyosodsakor lejtszd dermedsi folyamat lthat a 97. s 98. brn. Ha nem nemestik az olvadkot, akkor - az eutektikus sszettel ellenre - a foszfidcsrk kvetkeztben az eutektikus hmrskletnl nagyobb hmrskleten kezddik meg a kristlyosods, s primer szilciumkrisztallitok vlnak ki. Az tvzet teht gy viselkedik, mintha hipereutektikus lenne. Ha viszont nemestik az olvadkot, akkor a foszfidcsrk semlegestdnek, ezrt az eutektikum szilciumnak kristlyosodsa mg az eutektikus hmrskleten sem kezddik meg.

A ntriummal nemestett eutektikus szilumin teht gy viselkedik, mintha hipoeutektikus volna. Szvetben az eutektikus tvzetben elmletileg el sem fordul alfaszilrdoldat dendritek kristlyosodnak elszr, ezek kzeit az igen finom szerkezet, alumnium-szilcium eutektikum tlti ki.

A nemestskor a ntriumot elemi alakban (fmntrium formjban), vagy vegyletknt lehet bejuttatni az olvadkba. Az elz megolds rendkvl nehzkes, ezrt jabban szinte seholsem alkalmazzk. Legelterjedtebb, s szinte egyedlll mdja a ntriumos nemestsnek a fmfrd tbbalkots sprepartummal val kezelse. Kzs vonsa ezeknek a prepartumoknak, hogy ntrium-fluoridot tartalmaznak, ez ugyanis az egyetlen s, amely a fmkezels hmrskletn leadja a ntriumtartalmt. A nemestszereket azonban kivtel nlkl tbbalkotsakra ksztik, gy cskkentve le a ntriumfluoridnak a - fmolvadk ntsi hmrsklethez viszonytott - nagy olvadspontjt.

98. bra. Eutektikus sszettel, ntriummal nemestett szilciumok kristlyosodsa

1 az tvzet teljesen folykony fzisban, az AIP-csrkat a ntrium bevitele megsemmistette; 2 nhny alumniumban ds dendrit keletkezse; 3 a dendritek nvekedse; 4 teljesen szilrd tvzet; a dendritek kztt az eutektikum rendkvl finom szemcseszerkezet

A leggyakrabban hasznlt sprepartumok sszettele az 50. tblzatban lthat. A nemestsi hmrskletet a felhasznlt nemestszer s az tvzet sszettele hatrozza meg. Nemestskor a fmolvadk hmrsklete nem lehet kisebb 720...730 OC-nl. Ugyancsak ltalnos szably, hogy a nemests utn 10...15 perc elteltvel szabad csak megkezdeni az ntst. Ennyi idre azonban legtbbszr szksg is van, hogy a fmolvadk hmrsklete - a rendszerint jval kisebb - ntsi hmrskletre cskkenjen, s a nemestskbl felszabadul gzok is eltvozzanak. A fmolvadk gztalantst ugyanis minden esetben a ntriumos nemests eltt kell elvgezni, klnben a felszabadul klrgz a ntrium jelents rszt kzmbsten. A fmolvadk ntriumtartalmval a hidrogn oldkonysga is megn, teht ez is indokolja, hogy az olvadkot a lehet legkisebb ntsi hmrskletre htsk vissza.

A ntriumos nemests - a fmolvadk kezelsi hmrskletn tlmenen - igen nagy krltekintst s figyelmet ignyel, knnyen elfordulhat ugyanis, hogy az tvzetet alul-, vagy tlnemestik. Mindkt esetben kedveztlenek lesznek a mechanikai tulajdonsgok, tlnemestskor pedig mg az olvadk folykonysga is nagymrtkben leromlik. A ntriumos nemests utn egybknt kisebb-nagyobb mrtkben mindig cskken a fmolvadk folykonysga. Homokformba val ntskor az a tapasztalat, hogy vkonyfal (kb. 6 mm) ntvnyek ntsekor 0,03 %, a vastagfal (20...30 mm) ntvnyek ntsekor 0,06 % ntriumot tartalmaz (vagy lead) nemestanyagot kell az olvadkba juttatni.

A nemests ellenrzshez viszonylag egyszer s elg pontos eljrs a termikus analzis, amelyet a vas- s aclntdkben a karbontartalomnak, a szilciumtartalomnak, a teltsi szmnak s a csrakpzdsi hajlamnak a meghatrozsra mr rgta hasznlnak.

A sziluminok nemesitettsgnek vizsglatakor az tvzetbl vett prba lehlsi grbjbl az eutektikum dermedsi hmrsklett, ill. annak tlhlst hatrozzk meg (99. bra). Mivel a tlhts mrtke s az tvzet ntriumtartalma kztt szoros korrelci van, egy hitelestsi grbe (100. bra) felhasznlsval a tlhls rtkbl megtudhat a fmolvadk ntriumtartalma. Hogy az egyes ntriumtartalmakhoz alulnemestett, jl nemestett vagy tlnemestett szvet tartozik-e, azt a dermedsi viszonyok (lehlsi sebessg, formafal vastagsga stb.) is befolysoljk. ltalnos tapasztalat azonban, hogy 50 ppm ntrium alatt a legtbb szvet alulnemestett, a 120 ppm-nl tbb ntriumot tartalmaz tvzetek pedig ltalban tlnemestett szvetek.

50. tblzat A sziluminok nemestshez hasznlt skeverkek

A skeverkek sszettele, %

NaCI KCI NaF

Olvadspont,

Co

40 40 20 60020 45 35 65032 4 64 660

zemi krlmnyek kztt azonban a nemests eredmnyessgt legtbbszr

tretprbval vagy az olvadk felletnek megfigyelsvel ellenrzik. Ha a gztartalom ellenrzsre szolgl, mr ismertetett tretprbnak a tetejt 2...3 mm-re befrszelik, majd eltrik, a trs fajtjbl (rideg vagy szvs) s a tret felletbl (finom- vagy durvaszemcss) megllapthat a nemestettsg mrtke. Ha a prba szvsan trt el, s a trete finomszemcss, akkor kielgt a nemests. Ha a prba ridegen trik s durvaszemcss, akkor kevs az olvadk ntriumtartalma. Ha a jelensg ugyanez, de a tretben hlyagocskk is lthatk, akkor az olvadkot tlnemestettk, az ntst teht nem lehet megkezdeni.

a) Nemesitetlen b) Jl nemestett c)Tlnemestett

99. bra. Klnbz ntriumtartalm AlSi tvzetek lehlsi grbje az eutektikumra jellemz tlhtssel

100. bra. Az eutektikum tlhlse klnbz ntriumtartalmak esetn AISi10Mg tvzetben

Ilyenkor a ntrium kigsnek meggyorstsra az olvadkot a gztalant prepartum elrt

mennyisgnek kb. 1/4 rszvel clszer ismt gztalantani, hogy a ntrium kigst" a felszabadul klrgz meggyorstsa, s ekzben a minden bizonnyal meg nvekedett hidrogntartalmat is cskkentsk.

A nemests ellenrzsnek msik mdszere, hogy a tretprbba kinttt fmolvadk felletn lev oxidhrtyt finoman flrehzzk; ha a kkesszrke hrtya azonnal megjelenik, akkor a fmolvadk tlnemestett vagyis az ntst nem szabad megkezdeni; ha a kkesszrke oxidhrtya csak nhny msodperc mlva jelenik meg, akkor helyes volt a nemests; ha az oxidhrtya fehr marad, akkor alulnemestett a fmolvadk.

nts homokformba A homokformba nts lehetv teszi a legvltozatosabb mret s formj alumnium ntvnyek ellltst s a legtbb alumniumtvzet felhasznlst. Ezenkvl - a viszonylag kis felszerszmozsi kltsg kvetkeztben - a kis sorozat ntvnyek ellltsnak is ez a leggazdasgosabb formja, A formzsi eljrsok, a mintakszts, a magkszts, valamint a formk s magok ksztshez hasznlt berendezsek lnyegben megegyeznek a ms fmek homokformba ntsekor alkalmazottakkal.

Az alumniumtvzetek ltalban knnyebben nthetk homokformba, mint az acl- s vastvzetek, mert rendszerint nincs formabegs, nincs szksg forma- s magbevonatokra, a kisebb ntsi hmrskletek kvetkeztben a formzanyagbl kevesebb gz kpzdik.

Az alumniumtvzetek ntsekor, valamint a vas s rz alap tvzetek ntsekor felhasznlt formzanyagok kztt az alapvet eltrsek a kvetkezk:

- az alumniumtvzetek ntshez finomabb szemcszet homokokat hasznlnak, - a homokkeverkeknek kisebb lehet a nedves-nyomszilrdsga, ezrt knnyebb

az ntvnyek rtse, - csak kis mennyisg adalkanyagra van szksg, - az alumniumtvzetek ntshez termszetes agyagot tartalmaz termszetes

formzhomokot s - anyagmentes kvarchomokbl kszlt szintetikus keverkeket hasznlnak. Ez

utbbiakhoz ktanyagknt bentonitot adagolnak. Az ntvnyek felleti minsgt a formzanyag szemcsesszettele s nedvessgtartalma

hatrozza meg: minl finomabb a homok, annl simbb fellet ntvnyt kapunk. A fmntvnyek alaphomokjval szemben az ntdk klnsebb ignyeket nem

tmasztanak, megfelel a bnyallapot, 5...10 % agyagtartalm homok is. A szerves kots keverkek termszetesen osztlyozott, szraz, szennyezktl mentes alaphomokot ignyelnek.

A tlsgosan nedves formzkeverkhl kszlt formknak gyakran nem elg nagy a szilrdsga, vagyis ilyenkor a magok elmozdulhatnak. A tlzottan szraz, nagyobb szilrdsg forma viszont korltozhatja az ntvnyek dermeds kzbeni zsugorodst, s melegrepedst, esetenknt pedig melegszakadst is okozhat.

Az alumniumtvzetek homokformba ntsekor valamennyi hagyomnyos eljrssal ksztett mag hasznlhat. Az alumniumtvzetekhez kis srsgk miatt azonban a kisebb szilrdsg magok is megfelelnek.

A formk s magok ksztshez hasznlt mirhk s magszekrnyek lnyegben megegyeznek az egyb fmekbl ksztett ntvnyek ellltsakor felhasznltakkal, a zsugorodsi rhagyst kivve. Az eutektikus sszettel AI-Si tvzetek ntsekor 0,10 mm/cm-es, az ersen hipoeutektikus AI-Si tvzetek ntsekor, mint pl. az AISi6Cu1 tvzet is, valamivel nagyobb, 0,15 mm/cm-es zsugorodsi rhagyssal kell szmolni.

A bem/rrendszer. Az alumniumtvzet igen hajlamos az oxidcira, ezrt a bemlrendszert gy kell kialaktani,

hogy formatltskor a fmolvadk rvnylse minimlis legyen. Az rvnyls cskkentsnek egyik mdja, hogy a bemlszrat (llt) kpos alakra

ksztik, az elosztcsatornkat az als formaflben, a rvgsokat pedig a fels formaflben helyezik el. Az ll tetejnek a keresztmetszete 2-3-szor akkora legyen, mint az eloszthoz csatlakoz als rsz. Az elosztcsatorna llhoz csatlakoz vgnek keresztmetszete kb. 4-szer akkora legyen, mint az ll csatlakoz szelvny. A rvgsok keresztmetszeteinek sszege legyen egyenl az elosztcsatorna legnagyobb keresztmetszetvel, vagy kiss haladja is azt meg. Az elosztcsatorna keresztmetszett minden rvgs utn cskkenteni kell a rvgs keresztmetszetvel. Az elosztcsatorna nyljon tl az utols rvgson.

Az rvnyls cskkentsnek msik mdja, hogy az ll aljra szrmagot vagy vegszvetet

helyeznek, ezzel korltozva a fm ramlst. Az als formaflben kialaktott medence, amely kzvetlenl az ll alatt van, egyenletesebb teszi az olvadt fm ramlst az eloszt fel. A bemlrendszer ksztsekor lehetleg kerlni kell az leket s a sarkokat.

A rvgsok szma az a legkisebb rtk legyen (a formzsi s tiszttsi kltsgek rdekben), amely mg biztostja a formareg tkletes megtltst. Ha a formareg megtltse nem kielgt, akkor mgis inkbb a rvgsok szmt kell) nvelni, s nem a fmolvadk hmrsklett nvelni.

Az egyenletes vastagsg s vkonyfal ntvnyek rendszerint nem teszik szksgess a tpfejeket, a rvgsokkal szemben azonban lgzket okvetlenl el kell helyezni. A nem egyenletes falvastagsg vagy vastag szelvny ntvnyeken azonban - az utoljra megdermed rszekre - tpfejeket kell helyezni. A tpfejeket lehet a bemlrendszerhez is kapcsolni, de gyakoribb, hogy a

tpfej a formaregen keresztl, annak megtelte utn telik meg fmmel. Ez utbbi esetben - mivel a tpfejbe hidegebb fm kerlt - a tpfejnek nagyobb trfogatnak kell lennie. A fm olvadt llapotban val tartsnak meghosszabbtsra (a kitplls javtsra) a tpfejek kr gyakran szigetel hats tzll anyagot helyeznek, vagy a fm felletre exoterm hats anyagokat szrnak. Ezekre annl is inkbb szksg van, mert a tkletes kitpllst biztost tpfejmret sokszor akkora, hogy tmege az ntvny ellltshoz szksges olvadt fm mennyisgnek a tbbszrse.

Kokillants A kokillants, azaz a fmformba nts sok vltozata ismert: gravitcis nts, prget nts, kisnyoms nts, nyomsos nts, szkebb rtelemben azonban csak a fmforma gravitcis ton val megtltst nevezik kokillantsnek. Az alumniumtvzetek kis olvadspontjuknl fogva klnsen alkalmasak arra, hogy ezzel a technolgival dolgozzk fel ket, ezrt kzepes sorozatnagysg esetn - ha a felletminsg, a trs stb. azt lehetv teszik - elszeretettel alkalmazzk. Az ntvny mechanikai tulajdonsgainak a gyorsabb dermedsbl kvetkez javulsn kvl sokszor a kltsgtnyezk is a kokillants mellett szlnak. Br a felszerszmozsi kltsgek nagyobbak, mint homokntskor, a kokillantvny kg-onknti kltsge - az ntvny tmegtl s alakjtl fggen - mr nhny szz darabos sorozat esetn is kisebb lehet, mint homokntskor.

A kokillk ksztshez - kis s kzepes sorozatnagysg esetn legalkalmasabb s egyben legolcsbb anyag a nagy grafittartalm (sszes szn 3,5 %, grafit 3 %, szilcium 2,0 %, foszfor legfeljebb 0,5 %, kn legfeljebb 0,1 %, mangn 0,5 % sszettel) ntttvas. A klnbz fmtvzetek ntshez hasznlhat kokillk javasolt anyagai az 51. tblzatban lthatk.

A kokillk ksztshez ajnlott anyagok 51. tblzat

Az ntsek szma Az ntend

tvzet 1000 10000 100000

Kismret, max. 25 mm falvastagsg ntvnyekhez

Cink szrkevas, 1020jei acl

Alumnium, magnzium szrke ntttvas, 1020 jel acl

szrke ntttvas, 1020 jel acl, H 11 jel acl

szrke ntttvas H 14 aclbl kszlt bettekkel, 1020 jel acl

Rz szrke ntttvas szrke ntttvas tvztt ntttvas

Szrke ntttvas szrke ntttvas1 szrke ntttvas1 ilyen mennyisget mg nem ntttek

Kzepes- s nagymret ntvnyekhez

Cink szrke ntttvas, H 11 acl2 szrke ntttvas, H 11 acl2 szrke ntttvas, H 11 acl2

Alumnium, magnzium szrke ntttvas szrke ntttvas

szrke ntttvas, H 11 jel acl, H 14 jelacl3

Rz tvztt ntttvas tvztt ntttvas tvztt ntttvas4

Szrke ntttvas szrke ntttvas1 szrke ntttvas1 ilyen mennyisget mg nem ntttek

1 Ugyanolyan sszettel, mint amilyet ntenek 2 Olyan kzepes mret ntvnyek ellltshoz hasznland, amelyeknl klns felleti simasgra van szksg. 3 Az ajnls a kzepes mret ntvnyekre vonatkozik. Nagy ntvnyek ntsekor szrke ntttvas ajnlott H 11-es aclbettekkel, vagy H 11 -es acl 4 Az ajnls kzepes mret ntvnyekre vonatkozik. Nagy alkatrszeket ilyen mennyisgben nem ntenek.

A kokillafalak vastagsga az ntvny mrettl s az tvzettl fgg, az ntvnynek ltalban 2-5-szrse. A nagymret, vkonyfal kokillkat inkbb bordkkal kell megersteni, mintsem szilrdsgt s merevsgt vastagsgval nvelni. A kokillafalak vastagsgnak kivlasztsakor figyelembe kell venni, hogy minl vkonyabb a kokillafal, annl knnyebben melegszik fel (de a kvetkez ntsig knnyebben le is hl), mint a vastag fal kokilla.

Azt az idelis llapotot, hogy az ntvny minden keresztmetszete egyszerre s egyenletesen dermedjen meg, a kokillafal vastagsgval termszetesen nem lehet szablyozni. Az irnytott dermedst a tpfejek s rvgsok elhelyezsvel, valamint a kokillamz fajtjnak (hszigetel vagy nem hszigetel) s vastagsgnak kivlasztsval lehet befolysolni. Nhny, hzilag is elksztend szigetel- s kenhats bevonanyag sszettelt az 52. tblzat tartalmazza.

A formaregeket kikpz magokat az 53. tblzatban lthat anyagokbl, az 54. tblzatban szerepl kpossggal clszer kszteni.

A rvgs kialaktsnak elvei nem klnbznek lnyegesen a homokntsnl el-mondottaktl.

Az egyszer s kismret kokillkat - ha az ntvny alakja megengedi - knyvszeren kinyithatra ksztik, a nagyobb kokillkhoz azonban mr gpi mozgatsra van szksg. Napjainkban a kokillzgpek szles vlasztka ll az ntdk rendelkezsre, az egyszerbbektl a teljesen automatizlt (automatikus kokillamozgats, forma- s magkezels, fmbents, ntvnykivtel stb.) berendezsekig.

Hzilag is elllthat kokillabevon anyagok sszettele, %-ban, a tbbi vz. 52. tblzat

Szigetelanyagok Kenanyagok

Sor szm Ntrium-

szilikt Krta-

por Samott-

por Fm- -oxid

Diatzma- fld Zsrk Talkum Mika Grafit

Br sav

1 2 - 4 - - - - - 1 - 2 8 - 4 - - - - - - - 3 - 7 - - - - - - - 7 4 12 9 - - - - - - - - 5 5 11 - 2 - - 5 - - - 6 9 - 4 - - 14 - - - - 7 11 - 17 - - - - - - 8 - - 4 - - 23 - 5 - - 9 7 - 1 - - 23 - 2 - -

10 23 - - - - - 20 - - - 11 30 - - - 5 - 10 - - - 12 18 - - - 41 - - - - - 13 8 - - 60 - - - - - - 14 7 - - - - - 62 - - - 15 20 53 - - - - - - - -

A magok anyaga kokillantskor 53. tblzat

Az ntend tvzet 1 A mag ajnlott anyaga1

Kismret (75 mm-nl kisebb tmrj s 250 mm-nl rvidebb) magokhoz

Cink homok, gipsz, szrke ntttvas, 1010 jel acl

Alumnium, magnzium 1010 vagy 1020 jel acl, homok, gipsz, H 11 vagy azzal egyenrtk acl2, szn3

Rz homok, 1020 jel acl, szrke ntttvas, gipsz, grafit3

Szrke ntttvas homok, grafit, szn, szrke ntttvas

Nagymret (75 mm-nl nagyobb tmrj s 250 mm-nl hosszabb) magokhoz

Az ntsek szma

1000 10000 100000

Cink szrke ntttvas, 1020 jel acl szrke ntttvas, 1020 jel acl szrke ntttvas, 1020 jel acl

Alumnium, magnzium4 szrke ntttvas, szrke ntttvas 1020 jel aclbettekkel, homok, gipsz

szrke ntttvas, szrke ntttvas 1020 vagy H 11 jel aclbettekkel, homok, gipsz

szrke ntttvas, szrke ntttvas H 11 jel aclbettekkel, H 11 acl

Rz homok homok ilyen mennyisget mg nem ntttek

Szrke ntttvas homok, grafit, szn, szrke ntttvas homok, grafit, szn, szrke ntttvas ilyen mennyisget mg nem ntttek

1 Az anyagok a preferencia sorrendjben vannak felsorolva 2 42...45 Rockwe//-kemnysgre edzve 3 Viszonylag kis szm ntshez 4 Bonyolult alak regekhez homokmagokat kell hasznlni

Az aclmagokkal kialaktott furatokra vonatkoz kpossgi elrsok*

Furatmret, mm

tmr Max. mlysg Egy oldalra es kpossg

4 4 10 13 25 5 25 50 3 50 100 3o

100 200 3

* Minden kokillba nttt nemvasfmre rvnyes

2.6.5. Rztvzetek olvasztsa

A rztvzeteket kiemelhet, vagy billenthet kivitel tgelyes kemenckben, nylt lng lngkemenckben, magos vagy mag nlkli indukcis kemenckben s indirekt fts vkemenckben olvasztjk.

Lngkemenckben vgzett olvasztskor a tzelanyagnak a leveghz viszonytott arnyt szigoran ellenrizni kell, hogy az elrt oxidl, redukl vagy semleges atmoszfrt biztostani lehessen.

Beadagols eltt a kemencefalazatot alaposan meg kell tiszttani s vrs izzsig fel kell fteni. A rztvzetek olvasztsakor - az alumniumot tartalmazk kivtelvel - csak ritkn hasznlnak tiszttszereket. Ha a kismrtkben mindig meglev szennyezdstl mgis meg akarjk tiszttani a frdt, akkor azt - ksz segdanyagok hinyban - brax s kvarc keverknek (100 kg betthez 3 kg brax s 1 kg kvarc) vagy vegtrmelknek a frdbe juttatsval lehet elvgezni. Mindkett hasonl salakkpz anyag.

A kaparszerszmokat, keverrudakat s egyb, az olvasztsi mvelethez hasznlt eszkzket tbbnyire aclbl ksztik, mert a vas jformn oldhatatlan a rztvzetek olvadkban.

Csapolskor clszer kevs salakot az ntstbe engedni, mert ez vdi a fmfrdt, mikzben azt az ntsi helyre viszik. Az nts megkezdse eltt a salakot termszetesen le kell szedni.

Csapols utn a kemenck falt gondosan meg kell tiszttani a rtapadt salaktl, mert az reakciba lp a tzll anyaggal s krostja azt. Lngkemenckben - redukl atmoszfra esetn - a salakot gy is lehet cskkenteni, hogy annak rz-oxid-tartalmt fmrzz redukljk.

Brmilyen tpus olvasztkemencben vgezzk is az olvasztst, az olvadk feletti atmoszfra a f forrsa az olvadk oxign- vagy hidrognfelvtelnek. Ez az atmoszfra lehet oxidl, redukl vagy semleges.

Ha az olvadk feletti atmoszfra a leveg (pl. indukcis kemencben val olvasztskor), akkor az atmoszfra oxidl.

A lngkemenckben az atmoszfra mindhrom vltozata elllthat. Ha az gs tkletes, s legalbb 0,5 % oxignfelesleg van, akkor ez az atmoszfra is oxidl. Ha a tkletlen gs kvetkeztben felesleges sznhidrogn marad a kemencetrben, akkor redukl atmoszfrval lehet szmolni. Ha az gs igen kevs'(0,5 %-nl kevesebb) oxignfelesleggel megy vgbe, akkor semleges az atmoszfra.

Ha az atmoszfra oxidl, akkor az olvasztsi s hntartsi idvel egytt nvekszik a fmolvadk oxidtartalma. Ilyen esetben az oldott hidrogntartalom minimlis. A nagyobb mennyisg cinket tartalmaz rztvzeteket (srgarezeket) oxidl atmoszfrban kell olvasztani, hogy cskkentsk a gzlgs rvn bekvetkez cinkvesztesget.

Ha redukl atmoszfrban olvasztanak, akkor a hidrogn szabadon felolddhat a fmolvadkban. A redukl atmoszfrt eltrbe helyez szakemberek azzal rvelnek, hogy az ily mdon cskkend tzelanyag-felhasznls, valamint a kisebb oxidcis vesztesg kompenzlja a hidrogn eltvoltsra fordtand jrulkos kltsgeket.

Semleges atmoszfrban vgzett olvasztskor az oxignnek s a hidrognnek az olvadkba jutst a frd felletre szrt fasznnel lehet cskkenteni.

Azt, hogy az atmoszfra oxidl vagy redukl-e, - gzmeghatroz kszlk hinyban - a lng megfigyelsvel is meg lehet llaptani. Ha a lng hossz, tltszatlan s srga, akkor az atmoszfra redukl. Ha a lng rvid s tltsz, akkor az atmoszfra oxidl. Msik mdszer, hogy a lngba polrozott cinklapocskt helyeznek. A cinklapocska enyhn redukl atmoszfrban srga vagy halvnyszrke lesz, ersen redukl atmoszfrban megfeketedik, oxidl atmoszfrban pedig vltozatlan marad.

A szennyezk hatsa Rztvzetek olvasztsakor tbbnyire nem fordtanak gondot a fmes szennyezk eltvoltsra. Ha a szennyezds mgis bekvetkezett, az adagot tbbnyire tmbstik, majd aprnknt jra visszaadagoljk olyan temben, hogy a fmes szennyezelemek mg a szabvny ltal elrt hatron bell legyenek.

A rztvzeteknek a hidrogn s az oxign a kt legjelentsebb szennyezteleme. A hidrogn vegyletkpzds nlkl olddik, oldkonysgi hatrt az tvzelemek is befolysoljk. Az ntartalom pldul cskkenti az oldkonysgot. Az oxign s az oxidlszerek (rz-oxid, alumnium) szintn cskkentik, mg a nikkel s a foszfor nvelik a hidrogn oldkonysgt. A rztvzetek olvadspontjn (vagy dermedspontjn) is ugrsszeren megvltozik a hidrogn oldkonysga. Ezrt az ntvnyek dermedsekor felszabadul hidrogn - amelynek mennyisge az olvadk teltettsgtl fgg - sok esetben okoz ntvnyhibkat.

Az oxign a dermeds sorn nem okoz porozitst. Ha azonban oxign s hidrogn is van jelen, akkor a keletkez vzgz mr lehet ilyen hiba okozja.

A nitrogn s a szn-dioxid oldhatatlan a rztvzetben. A sznhidrognekben lev karbon szintn inertnek szmt. A szn olddik a rzben, de az oxignhez hasonlan szintn vegyletet kpez. Ha a dermedskor kn s oxign is jelen van, akkor kn-dioxid szabadul fel, ami szintn porozitst okozhat. Ezrt a nagy kntartalm tzelanyag hasznlatt lehetleg kerlni kell.

A hidrogn eltvoltsa. Az oldott hidrognt a rztvzetek olvadkbl oxidl salakok felhasznlsval, vagy az olvadk szraz levegvel, illetve inert gzzal (rendszerint nitrognnel) val tfuvatsval lehet eltvoltani.

Az oxidl salakok rz- s mangn-oxid alapak, ezenkvl brium-peroxidot, brium-karbontot s kalcinlt szdt tartalmaznak. Az oldott hidrogn a salak oxignjvel val reakcija kvetkeztben tvozik el az olvadkbl. Ennek az eljrsnak azonban a kvetkez htrnyai vannak:

- nts eltt a salak eltvoltsa tbbletmunkt ignyel - a kemencebls vagy a tgely lettartama lervidl, - a salakot gyakran meg kell jtani, mert az elhasznldott oxignjt nem tudja a levegbl

ptolni, - feltapads miatt a fmnek 1...3 %-a veszendbe megy. Az oxidl salakokkal val gztalants ott ajnlatos, ahol a salakkpz anyagot knnyen be

lehet juttatni az olvadkba, valamint ott, ahonnan knnyen el is tvolthat. A hidrogn eltvoltsa bltssel (gzbefvatssal) a knyelmesebb s gazdasgosabb megolds,

s eredmnyesebb is, mint az oxidl salakokkal. A tbbnyire grafitcsvn keresztl buborkoltatott nitrogn vagy a szraz leveg nitrognje elegyedik a hidrognnel, s buborkok formjban a felsznre jut. A szraz leveg valamivel hatsosabb tiszttszer, mint a tiszta hidrogn, mert ilyenkor a mechanikai gztalants mellett - az olvadkban lev hidrogn s a leveg oxignjnek reakcija kvetkeztben - kmiai gztalants is vgbemegy. Az rvnylsmentes gztalantst nagy buborkfellet/olvadkfellet arnnyal, vagyis a befvand anyag minl nagyobb elporlasztsval lehet elrni. A gztalants idejt s az idegysgben tramoltatand levegmennyisget az 55. tblzat tnteti fel.

Az bltses hidrogneltvolts a kis fellet, mly olvadkokban (p1. tgelyes kemenckben) a leghatsosabb. A gztalantst a lehet legkisebb hmrskleten, az ntsi hmrsklet kzelben kell elvgezni, hogy minl kisebb legyen az eltvoltand oldott hidrogn mennyisge. Az tfvats sorn - az bltgz hthatsnak ellenslyozsra - a fmolvadkot mindvgig melegteni kell.

Dezoxidci. Ehhez sokfle anyagot lehet hasznlni. Hatsossga s olcssga miatt rendszerint 15% foszfort tartalmaz foszfor-rezet hasznlnak, amelyet apr alakban, tbbnyire srt formjban adagolnak az olvadkba (100 kg fmolvadkhoz 50...100 g CuP 15).

Igen hatsos dezoxidlszer a ltium (tzszer hatsosabb mint a foszfor-rz), amelynek az az elnye, hogy ltium-hidroxid kpzdse kzben a hidrognt is eltvoltja.

Gyakran hasznlnak 2 % ntriumtartalm cinket is dezoxidlshoz. A rztvzetek olvadka gztartalmnak kvantitatv meghatrozsa nehzkes s hosszadalmas. A

gztartalom lte vagy hinya azonban knnyedn meghatrozhat az alumniumtvzetek olvasztsakor ismertetett n. pogcsaprba-ntsvel. Ha e prba fellete dermeds kzben zsugorodik, akkor az olvadk - formantszeti szempontbl - gzmentesnek tekinthet. Ha azonban a prba fellete felpuffad, akkor valszn, hogy nagy az olvadk hidrogntartalma.

A hidrognnek a rztvzet-olvadkokbl val eltvoltshoz szksges bltsi id s az tramoltatand leveg mennyisge 55. tblzat

Az olvadt fm tmege, kg

bltsi (fvatsi) id, min

tramoltatand leveg mennyisg, I/min

50 4 5 100 4 6 200 5 6 400 6 8

Az ntsi hmrsklet hatsa az ntvnyek minsgre

Megkzelten semleges kemenceatmoszfra esetn a tlhevts nem krostja tlzottan az olvadkot, csupn a cink, n s lom egy rsze gzlg el. Ezek az elemek azonban viszonylag knnyedn ptolhatk.

A fm ntsi hmrsklete azonban az ntvnyek mechanikai tulajdonsgait igen jelentsen befolysolja. Az ntvnyek maximlis tmrsgt s szilrdsgt a lehet legkisebb hmrsklet fm ntsvel lehet elrni, ahogyan az a 101. s 102. brkon is lthat. A szilciumbronzok nylst pldul az optimlisnl 200 C-kal nagyobb ntsi hmrsklet krlbell 11 %-kal cskkenti. A srgarezek mechanikai tulajdonsgait a nagy ntsi hmrsklet kevsb rontja. Ennek ellenre az erteljesebb salakkpzds, valamint a fmolvadk s a formafal kztt lejtszd reakci cskkentse rdekben clszer az ntsi hmrskletet a lehet legalacsonyabb rtken tartani. A cink-oxid elgzlgst 0,25 % alumnium tvzsvel szoktk cskkenteni, ez az elem az olvadk folykonysgt s az ntvny felleti minsgt is javtja. Krosan befolysolja viszont az tvzet nyomszilrdsgt. Ez elkerlhet, ha az olvadk folykonysgt alumnium helyett foszfor adagolsval javtjk (100 kg olvadkhoz kb. 50 g CuP 15).

ntsi hmrsklet, C

101. bra. Az ntsi hmrsklet hatsa a 85Cu5Pb5Sn5Zn tvzet porozitsra

102. bra. Az ntsi hmrsklet hatsa ktfle rztvzet mechanikai tulajdonsgaira A mangnbronzok mechanikai tulajdonsgai nem rzkenyek az ntsi hmrskletre. Az alumniumbronzok mechanikai tulajdonsgait is csak csekly mrtkben vltoztatja meg

az ntsi hmrsklet. Ennek ellenre ezt is a lehet legkisebb hmrskleten kell nteni, hogy az olvadk s a formafal kzti reakci kvetkeztben ne kpzdjenek oxidzrvnyok, s hogy ne nvekedjen meg az olvadk gztartalma sem.

A legtbb (vkonytl kzepes falvastagsgig terjed) ntvny ntsekor gy kell kivlasztani a rztvzetek ntsi hmrsklett, hogy a formatlts befejezdsnek pillanatban a formaregben lev olvadt fm hmrsklete csak kb. 10 oC-kal haladja meg a likvidusz-hmrskletet.

2.6.6. Rztvzetek ntse

A fontosabb rztvzeteket az 56. tblzatban lthat hmrsklet-tartomnyon bell clszer nteni. Annak ellenre, hogy ezek meglehetsen szles tartomnyok, a rztvzetek ntsi hmrskletnek pontos kivlasztsa rendkvl fontos tnyez. A vkonyszelvny ntvnyeket a tartomny fels hatrn kell nteni, mg fordtott esetben, a vastag fal ntvnyek ntsekor a tartomny als hatrhoz kzel es ntsi hmrskletet clszer vlasztani. Egyazon tpus ntvnyek ksztsekor, vagy tbb forma egyetlen stbl val lentsekor legfeljebb 50 OC-os hmrsklet-ingadozs engedhet meg.

Az ntsi hmrsklet megbzhat ellenrzse azrt is fontos, mert ha az ntvnyeket tlsgosan nagy hmrsklet fmbl ntik, akkor

- a gz oldhatsgnak megnvekedse miatt vrhatan sok lesz az ntvnyben a gzprus s a bels zsugorods okozta lunker,

- az oxidcis hajlam megnvekedse miatt cskkenhet nhny tvzelemnek a mennyisge, a kpzd salak pedig a formaregbe kerlhet,

- homokformba ntskor megn annak a valsznsge, hogy a fm reakciba lp a formzanyaggal, s a kpzdtt gzoknak, gzknek a formaregbl val elvezetse nehzsget okoz.

Ha az ntvnyeket tlsgosan hideg fmbl ntik, akkor - az ntvnyek hidegfolysosak lesznek, az ntvny kitpllsa elgtelen lesz, aminek

kvetkeztben kls s bels lunkerek kpzdnek, - a fmsugr az egybknt knnyen elklnl s az elosztcsatornban marad

salakot a formaregbe sodorhatja, - a cskkent folykonysg fm megakadlyozhatja, hogy a fm lehlse sorn a

formaregben felszabadul gzok a lgzbe tvozzanak, aminek kvetkeztben az ntvnyek gzlyukacsosak lesznek.

Nhny fontosabb rztvzet ntsi hmrsklet-tartomnya* 56. tblzat

Az tvzet jele Elnevezs ntsi hmrsklet, C

88Cu-6Sn-1,5Pb-4,5Zn vrstvzet 1060-12608OCu-105n-10Pb lombronz 1010-1230 85Cu-5Sn-5Pb-5Zn vrstvzet 1060-1290 76Cu-2,5Sn-6,5Pb-1 5Zn vrstvzet 1060-1260 57,5Cu-39,25Zn1,25Fe-1,25AI-0,25Mn kiilnleges - 955-1095 64Cu-26Zn-3Fe-5AI-4Mn srgarz 980-1150 88Cu-3Fe-9A1 alumniumbronz 1095-1200 81Cu-4Si-15Zn szilciumbronz 980-1150 96,5Cu,5Be-1,1 Ni berilliumbronz 1010---1230

*A hmrsklet-tartomny fels rtke a vkonyfal, az als rtk a vastag fal ntvnyek ntshez ajnlott

Gyakori eset, hogy az egy stbl lenttt formknak az nts elejn vagy vgn ksztett

nhny darabja nem megfelel minsg (pldul nem kellen tmr). Ennek az a legvalsznbb oka, hogy a fmolvadk mg tlsgosan meleg, vagy mr tlsgosan hideg volt. Ezt a hibt a lentend formk szmnak helyes kivlasztsval ki lehet kszblni. Ilyenkor mg azon az ron is rdemes a forrnk szmt cskkenteni, hogy az ntstben lev fm egy rszt vissza kell nteni a kemencbe.

A rztvzeteket ntstechnikai szempontbl a kvetkez kt csoportba lehet sorolni: - sszefgg, tapad, nem folykony salakokat vagy oxidokat kpez tvzetek,

amelyeknek tipikus megtestestje az alumniumbronz s a mangnbronz, - folykony salakokat s oxidokat kpez tvzetek, amelyeknek legtipikusabb

kpviselje az lombronz (80Cu10Sn10Pb), s a vrstvzet (85Cu5Sn5Pb5Zn). Az els csoportba tartoz rztvzeteket nagyon figyelmesen kell nteni. nts

kzben gy viselkednek, mint az alumniumtvzetek olvadkai, ezrt az ntsmdokat is hasonlan kell kivlasztani. Tbbek kztt gyelni kell arra, hogy

- az sszefgg oxidfilm takarta fmolvadkot nts eltt ne keverjk meg, ne hogy az oxidok az olvadkba kerljenek,

- az ntstbe csapolskor a fmolvadk essi tvolsga a lehet legkisebb legyen, - nts kzben a fmsugr folyamatos s egyenletes vastagsg legyen, hogy a krltte kialakul a fmsugarat tovbbi oxidldstl vd - alumnium-oxid burok ne szakadjon meg.

Az e csoportba tartoz tvozeteknek igen szk a dermedsi tartomnyuk, s a sznfmekhez hasonlan dermednek meg, vagyis az sszes zsugorodsi reg az utoljra megdermed ntvnyrszre koncentrldik. A fogysi regek (bels lunkerek) kialakulst a tpfejek megfelel mretezsvel s elhelyezsvel lehet elkerlni. A tplls elsegtsre a fmet jval a likvidusz hmrsklet fltt ntik. Ekkor mg a tpfejbe jut fm is elg meleg ahhoz, hogy az alulrl felfel irnyul (irnytott) dermeds kvetkeztben, a vastag fal rszekben kialakul fogysi regek helyre is eljusson a tpfejbl kell mennyisg fmolvadk.

A msodik csoportba tartoz rztvzeteket (azokat, amelyekben folykony salakok

kpzdnek) ltalban kevsb befolysolja az nts sorn keletkez rvnyls. Br a tlzott rvnyls minden tvzet ntsekor okozhat ntvnyhibkat, az oxidok knnyebb elklnthetsge miatt ezeknl az tvzeteknl kisebb a valsznsge annak, hogy oxidzrvnyok kerlnek beljk. Nagyobb viszont a lgbuborkok bezrdsnak a veszlye.

A dermedsk sorn tanstott viselkedsk alapjn a rztvzeteket a kvetkez

csoportokba lehet sorolni: - szk dermedsi tartomnyak (alumnium- s mangnbronz), amelyek knnyen

tpllhatk, - kzbls helyet elfoglal, lmot nagy szzalkban tartalmaz rztvzetek (pldul

csapgytvzetek), amelyek kevs, kis olvadspont lomtartalm fzist is tartalmaznak. A rztvzetek dermedsekor, hogy a dendritkzi mikrolunkerek szma s mrete a lehet

legkisebb legyen, a tpfej s az ntvny kztt meredek hmrsklet-gradiensre van szksg. Ahhoz pldul, hogy a bronzntvny teljes egszben irnytottan dermedjen meg (oszlopszer kristlyok kpzdjenek), a szilrd/folyadk fzis hatrfelletn 6 Clcm hmrsklet-gradienst kell ltrehozni. Ezt homokformban tbbnyire nem lehet elrni, ezrt a htsi sebessget bronbl, ntttvasbl vagy grafitbl ksztett htlapok beptsvel gyorstjk meg.

Dermeds s zsugorods. A klnbz rztvzetek zsugorodsi rhagysainak szoksos rtke - ezt a klnbz gtl tnyezk hinyban csak az sszettel befolysolja - az 57. tblzatban lthat. A gyakorlatban azonban a zsugorodsi rtkek kivlasztsakor az ntvny alakjt, mrett, s a forma merevsgt is figyelembe kell venni.

Nhny ntszeti rztvzet zsugorodsi rhagysa 57. tblzat

tvzet Zsugorodsi rhagys, mm/m

Sznrz 21 Cu-Cr tvzet 21 Vrstvzet 16 Automata srgarz 13...21 lombronz 16...18 Szilciumbronz 18 Mangnbronz 21...26 Alumniumbronz 18...29

nts homokformba A formzhomokokat a rztvzetek ntsekor is hasonl szempontok szerint vlasztjk ki, mint ms egyb fmek ntsekor. A homok minsge rendszerint az ellltand ntvnytl fgg. Szobor ntshez pldul igen kevs agyagtartalm, finomszemcszet homokot hasznlnak, amely igen szp felletet ad, de tbbnyire a bels minsg rovsra. Ezzel szemben, pldul a szerelvnyntvnyek gyrtshoz durvaszemcss formzanyagot hasznlnak, amellyel tmrebb ntvnyeket lehet kszteni, de felletk rdesebb, mint az elz esetben. A termszetes homok a legtbb tvzethez s ntvnyhez felhasznlhat, de gyakran hasznlnak szintetikus homokkeverkeket is.

A rztvzetek ntshez ksztett homokformk ksztse hasonl a ms fmek ntsekor hasznltakhoz.

A bemlrendszer. Az ntdei selejtnek akr 50 %-t is alkothatja a bemlrendszer helytelen kialaktsa kvetkeztben az ntvnybe kerl salakzrvnyokbl, a hidegfolysokbl s a porozitsbl ered hiba.

Az ll s az elosztcsatorna keresztmetszetnek arnyt gy kell kivlasztani, hogy a formatlts

egyenl sebessg legyen, s a beml mindvgig tele legyen fmmel. A rvgsok keresztmetszeteinek sszege is lljon arnyban az elosztcsatorna keresztmetszetvel. Az elosztcsatornkat s a rvgsokat gy kell kszteni, hogy lekerektetlen lek s sarkok sehol se legyenek. A bemlrendszer helyes kialaktsakor a kvetkez technolgiai kvnalmak teljeslnek:

- az ll beml gyorsan megteljen s mindvgig tele legyen folykony fmmel, - az elosztcsatornt mindvgig megtelt llapotban tartsa, - a fm ramlsi sebessgt arra az - p ntvny ellltshoz mg szksges legkisebb rtkre szablyozza, amely biztostja a formareg nyugodt feltltdst,

- megakadlyozza, hogy a folykony fmsugr els szakasza (amely valsznleg oxidos s salakos) a formaregbe jusson,

- meglegyen az ntvny megfelel kitpllshoz szksges hmrsklet-gradiens. A fmek kzvetlenl az llba ntse helyett a 103. brn lthat bemlmedenct ajnlatos

kialaktani. Ezeket a medencket vagy kln ksztik el s nts eltt helyezik az ll fl (mint az brn is lthat), vagy a fels formaflben alaktjk ki. A bemlmedence hasznlatnak a kvetkez elnyei vannak:

- megakadlyozza, hogy a fm az ntstbl kzvetlenl az llba jusson, ezltal kikszbli az ntsi mayag esetleges megvltozsbl ered hibkat,

- a salakzrvnyok s egyb szennyezk - miutn a medencben lev fm felsznn lebegnek - nem kerlnek a formaregbe.

Az ll legkisebb - az elosztcsatornhoz csatlakoz als - keresztmetszetnek kell szablyoznia a formatlts sebessgt. Az llnak ezek a mretei lthatk a 104. brn, klnbz llmagassg (tltsi magassg) esetn, a fm tmegramnak a fggvnyben. A kb. 100 mm-nl kisebb magassg llkat rendszerint nem indokolt kposra kszteni, mg az ennl magasabbakat gy kell szkteni, hogy alakjuk s kpossguk igazodjk a lefel haladt fmsugr termszetes sszeszklshez. Ezltal elkerlhet, hogy a formatltskor a fmsugr - az ntvnyben oxidzrvnyokat s lgbuborkokat okoz - levegt ragadjon magval. A bemlszrak (llk) klnbz magassgaihoz javasolt belpsi s kilpsi (fels s als) tmrk a 105. brn lthatk. Az ll alatt, az als tormatlben egy medenct clszer kialaktani, hogy a lezdul fmsugr elszr ezt tltse meg, majd ebben lecsendesedve ramoljon tovbb az elosztcsatornba (I. a 103. brt). A medence szlessge ktszerese legyen az ll als tmrjnek, mlysge pedig az elosztcsatorna vastagsgnak 2-3-szorosa.

103. bra. Homokforma metszete 1 bemlmedence; 2 fels formafl; 3 als formafl; 4 osztsk; 5 csatorna; 6 medence; 7 ll

A helyesen tervezett elosztcsatornk mlyszg szelvnyek, maximlis keresztmetszetk az

ll kilpsi keresztmetszetnek 4-6-szorosa. Ekkor a fm sebessge lecskken az elosztban, nem rvnylik, a zrvnyok s egyb szennyezdsek pedig srsgktl fggen felemelkedhetnek vagy lesllyedhetnek. A helytelen keresztmetszet elosztban a fm id eltt lehl, s az ntvny hidegfolysos lesz.

104. bra. A rztvzetek olvadknak tmegrama formatltskor az ll legkisebb

(kilpsi) tmrjnek fggvnyben, klnbz llmagassgok esetn

105. bra. Klnbz magassg llkhoz javasolt fels s als (legnagyobb s legkisebb) tmrk

106. bra. Egy egyszer, sk ntvnyhez kialaktott bemlrendszer tbb rvgssal s lpcss csatornval

1 rvgs; 2 csatorna; 3 ll; 4 medence; 5 a csatorna meghosszabbtsa (salakcsapda); 6 ntvny

Az elosztkat leggyakrabban az als formaflben helyezik el, hogy mieltt a fm a - rendszerint a fels formaflben kialaktott - rvgson keresztl a formaregbe ramlana, az elosztcsatornt teljes hosszban tltse ki. Ezzel a megoldssal a formareg megtltse egyenletes lesz. Olyan esetekben, amikor az eloszthoz tbb (2-3) rvgs csatlakozik, az

egyes rvgsok utn - a 106. brn lthat mdon - cskkenteni kell az elosztcsatorna keresztmetszett, amely tlnylik az utols rvgson is. Ebbe a meghoszszabbtott szakaszba ramlik, s ott meg is reked a fmsugr habos, oxidos eleje.

A rvgsokat rendszerint a fels formaflben helyezik el, fggetlenl attl, hogy a formareg az als, vagy a fels formaflben van-e kikpezve. A szles hmrsklet-tartomnyban dermed tvzetekhez rendszerint tbb rvgst alkalmaznak. A rvgsok keresztmetszetnek sszege legalbb akkora legyen, mint az elosztcsatorna legnagyobb keresztmetszete. Ha ugyanis ez az arny kisebb, akkor a nyoms alatt lld bemlrendszerbl a fm a rvgson keresztl sugrban, lvsszeren ramlik a formaregbe.