Archives of Foundry, Year 2004, Volume 4, Nr I1

Archiwum Odlewnictwa Rok 2004, Rolczni k 4, Nr 11

PAN - Katowice PL ISSN 1642-5308

ARTYSTYCZNE T UZYTKOWE ODLEWY WYKONANE ZE STOPU Zn A1 METOD4 ODLEWANIA ODSRODKOWEGO DO

FORM GUIMOWYCH

~blkiewicz M.', Madej w . ~ , ~arwihski A . ~ , Zblkiewicz Z4 Instytut Odlewnictwa w Krakowie (Foundry Research Institute in Krakow),

ul. Zakopiaiska 73,30-4 18 Krakow

STRESZCZENIE

W ostatn ich Eatach obserwuje siq tendencjg do wykorzystania technologi i odlewania odSrodkowego oraz form plastycznych do wykonywania odlewbw ze stop6w niskotapliwych. W referacie opisano pr6by i badania wykonania odlew6w artystycznych ze stopow cynku i oIowiu rnetodq TEKCAST. Prbby i badania prseprowadzono przy wykorzystaniu posiadanego w Fnstytucie Od lewn ictwa urzqdzen ia TEK-I 00-A. Parametry technologiczne okreilane zostaly w trakcie pr6b i badah.

Jednyrn z podstawowych parametrbw, decydujqcych o prawidlowyrn przebiegu psocesu odlewania odirodkowego o pionowej osi wirowania do form gumowych, sq: material formy, parametry wulkanizacji, czas nalewania i krzepniecia metalu, system odpowietrzenia formy.

W referacie przedstawio~o urzqdzenie oraz odlewy wykonane rnetodq odlewania odSsodkowego.

Technologia odlewania odSrodkowego w formach gumowych zostala opracowana przez ameryka~iskq firme TEKCAST.[l] Metoda ta nalezy do technologii

rngr ink. Marek 26lkiewicz, malarzl23@poczta.onet.pl rngr i n i . Wladyslaw Madej, wmadej@iod.krakow.pl ' dr in i . Aleksander Karwitiski, akaw@iod. krakow.pl 4 dr int. Zdzistaw ~blkiewicz, kzs@!iod.krakow.pl

specjalnych, przeznaczonych w g46wnej mierze do wytwarzania tzw. odlew6w precyzyjnych o mask od I Fama do kil ku kilogram6w - zwanych mikroodlewami.

W tej metodzie odlewy wykonuje siq ze stop6w cynku, cyny, olowiu oraz aluminium. Nadaje siq ona do wykonywania odlewbw technicznych jak rbwniei artystycznych. Stanowisko odlewnicze sklada siq z wulkanizatora form (rys. 1 ) oraz maszyny odirodkowej z pionowq osiq obrotu i pieca do topienia metali i stopbw (rys.2). P I

Rys. 1. Wulkanizator Rys. 2. Stanowisko do odSrodkowego odlewania do form gurnowych z pionowq osiq wirowania do matryc gumowych Fig. 1. Vulcaniser melalami niskotemperaturowymi

for ruhher dies Fig. 2. The stand for centrifugal casting with vertical axis of spinning used for pouring of rubber dies

with low-melting point metals

W procesie odfewania rnetodq TEKCAST wyr62nia s i q nastqpujqce etapy tec hnologiczne: - wykonanie formy odlewnicsej z wykorzystaniem modelu ,,rnatki", - wykonanie odlew6w, - obrobka wykariczajqca.[3]

Formc odlewniczq uzyskuje siq poprzez wulkanizacjq termicznq, rniekkiej masy silikonowej o nazwie TEKSIL. Rodzaj gum jest dobierany w zaletnoSci od wyrnagafi technologicznych, takich jak: - temperatura zalewnia,

- wymagana dokladnoSC wymiarowa odlewu, - stopieri skolnpl ikowania odlewu, - czas trwania procesu. [3 ]

Model wyjiciawy - model matka wykorzystywany do wykonania formy mote byk wykonany z kaidego materialu ktbry nie bedzie sic odksztatcal plastycznie pod wplywern podwykszonej ternperatury oraz podwytszonego ciSnien ia.

Wulkanizacja masy silikonowej prowadzi do otrzymania calkowicie spol i rneryzowanej oraz utwardzonej formy gumowej. [3]

Proces przygotowania formy przebiega w nastgpujqcy spos6b: z gotowych dostarczonych przez wytworcq krqkkbw z masy si l i konowej zdejmuje sic folie oddzielajqce je i wklada do metalowego zbiornika o ksaatcie okrzglym jak forma do ciasta, na sp6d formy rnetalowej w zaleZnoSci od wielkoici modelu ,,matkin wklada siq jeden lub dwa plastry krqzkbw sil ikonowych

a ustala sic gruboSC dolnej potciwki formy odlewniczej. przed przystqpieniem do wformowania modelu ,,rnatkim ustala siq linie podzialowe na modelu. Mozna przy tej technologii stosowat rdzenie wykonane np. z teflonu, nastepnie wyznacza sic Srodek formy oraz koFa o promieniu rnniejszyrn o 25 mm od Srednicy krqtkbw gumy silikonowej, ustala siq uloienie modeli na plastrze silikonowym i obrysowuje ich kontury, formuje siq model w gurnie, kolej nym etapem przygotowan ia formy jest wyrbwnanie wszel kich n iesegularnoici ksztaltu plaszczyzny,

w nastepnie w for~nie umieszcza siq kolki centrujqce, w do111ym krqiku umieszcza sic metalowe modete zbiornika i wlewu glbwnego,

* kolejnym etapem wykonania formy jest naniesienie oddzielacza, co pozwoli na p6in iejsze rozebran ie formy i zfoien ie,

* wykonanie g6rnej pot6wki formy, * kohcowym etapem przygotowania matrycy jest jej przygotowanie do procesu

wul kanizacji. Tak przygotowanq forme urn ieszcza siq w specjalnyrn wul kanizatorze, bcdqcym

czeSciq cvyposaienia stanowiska TEKCAST. Zalecane ciinienie podczas wul kanizacji jest zaletne od Srednicy formy i wynosi

od I4 do 49 MPa [3]. Czas wulkanizacji krqkk~w gurnowych ustala sic w zale2noSci od gruboici formy i wynosi on: od 1 do 3 godzin.

Przy odlewach artystycznych i uiytkowych o rnniejszej tolernncji wyrniarowej skurcz I - 370 gumy silikonowej nie ma istetnego znaczenia.

Koilcowy m etapem wykonania formy jest jej rozebranie i wykonanie ukladu wlewowego oraz doc Eqcie kanatow odpowietrzajqcych pozwalajqcych wyprowadzEC gazy z wneki formy na zewnqtrz matrycy. Pszekrirj kanatow oraz ich rozmieszczenie w

formie dobiera siq uwzglqdniajqc nie tylko wyliczenia teoretyczne ale rbwniee latwoic usuniqcia element6w uktadu wlewowego (rys, 3).

Rys. 3. Matryca silikonowa zwulkanizowana Fig. 3. Silicone die after vulcanising with master patterns removed

Tak przygotowanq matrycq, wprowadza s i ~ do rnaszyny odStodkowej z pionowq osiq wirowania. OkreSla silt docisku pol6wek formy, szybkoSC wirowania oraz czas pracy. Stopiony w piecu metal wlewa siq przez zbiornik wlewowy do formy. W obracajqcej siq formie SciSniqtej obrotowyrni tarczami i zarnknietej ze wzgledu bezpieczeiistwa oslonarni, ciekty metal wypelnia wnqki wiernie odtwarzajqc ksztakt przyszlego odlewu. Wytworzona na wskutek wirowania forrny si4a odirodkowa powoduje, ie otrzyrnane odlewy sp szczelne, pozbawione por i charakteryzujq si? doskonalym odwzorowaniem wzoru powierzchni [3]. Odlew poddaje siq obr6bce wykaricsajqcej polegajqcej na polerowaniu lub wypiaskowaniu powierzchni odfewu oraz naniesieniu odpowiednich powlok, np.: dekoracyjnych, ochronnych ( rys. 4).

Ponizej na rysunkach przedstawiono wybrane przyklady wykonania metodq TEKCAST w Instytucie Odlewnictwa odlewbw artystycznych oraz uiytkowych.

Rys. 4. Przykjadowe odlewy. Fig. 4. Examples of castings.

2. PODSUMOWANEE

Metoda TEKCAST nadaje siq gMwn ie do odlewania metodq odSrod kowq, szerokiegs asartymentu odlewbw ze stopow metali nietelaznych typu ZnAI.

Podstawowym walorem tej technologii jest kr6tki czas przygotowania oprtyrzqdowania - matrycy oraz wykonania gotowych odlew6w.

Doskonale nadaje siq ta metoda do produkcji drobnych odlewbw artystycznych oraz utytkowych, takich jak np. otwieracze do butelek, biZuteria, rzeiby, medale, napisy, Ilitery, elementy ozdobne i ukytkowe, krzywki, diwignie, itp. Zaletarni metlody TEKCAST sq: motliwoSC produkcji odlewbw o rb~nych ksztahach, masie i wysokiej jakoici powierzchni odlewu, mala powierzchnie gniazda niezbedna do instalacji zestawu firmy TEKCAST,

+ wysoka wydajnoit produkcj i.

LITERATURA

1. Prospekty firmy TEKCAST Industries, Fnc. 12 Patter Avenue, New Rochelle, N.Y. 10802.

2. Materialy firmy TEKPOL, ut. Tabelna 23,43 - Sosnowiec 1995 r. 3. M. Kry iak, J. Krokosz: ,,Wykonywanie odlewbw metodq TEKCAST', Przeglqd

Odlewnictwa 5/95, s. 199 - 202.

APPLICATION OF THE CENTRIFUGAL CASTING PROCESS IN MANUFACTURE OF CASTINGS FROM NON-FERROUS METALS

IN RUBBER DIES

SUMMARY

Recent] y, a tendency has been observed to use the technology of centrifugal casting and dies made of plastics in production of castings from alloys characterised by a low melting point. The present paper describes the attempts and trials amining at the production of decorative castings from zinc and lead alloys by a TEKCAST process, The trials and investigations were made on a TEK-100-A device available at the Foundry Research Tnstitute in Cracow. During these trials and investigations the technological parameters of the casting process were established.

The main parameters which determine the correct run of the process of centrifugal casting into rubber dies with vertical axis of spinning are as follows: die material, parameters of the vulcanisation process, metal pouring and solidification time, and the die venting system. The paper describes the device and the castings made by centrifugal process.

Recenzowat prof. Zdzislaw Sarnsonowicz