Seminarski rad

Obrada oblikovanjem

Livenje

Markovič Nandor12/07-3

1

UVOD

Livenje se definiše kao proces u kojim rastopljeni metali teču pomoću gravitacije ili drugih sila u kalup gde se učvršćuju u obliku šupljine kalupa. Proces livenja metala počinje stvaranjem plesni, što je ''obrnuti'' oblik od dela koji nam treba. Kalup je izrađen od vatrostalnih materijala, kao što je naprimer pesak. Metal se zargeva u lerni dok se ne topi, pa se rastopljeni metal sipa u šupljinu kalupa. Tečnost preuzima oblik šupljine, koji je oblik tog dela. Ona se hladi dok se ne učvrsti. Konačno, utvrđeni metalni deo je uklonjen iz kalupa.

Livenje se obično obavlja u livnici. Livnica – fabrika opremljena za izradu kalupa, za topljenje i rukovanje rastopljenog metala, obavljanje procesa livenja, i čišćenje završnog livenja.Veliki broj metalnih komponenti dizajna koji koristimo svakodnevno su napravljeni od livenja. Razlozi za to su:

Livenje može proizvesti vrlo kompleksne geometrijeske delove sa unutrašnjim šupljinama i šupljim profilima.

Može se koristiti za izradu malih (nekoliko stotina grama) i vrlo velikih (na nekoliko hiljade kilograma) dela.

Ekonomičan je, sa veoma malo rasipanje: ekstra u svakom livenju metala je ponovo rastopljeni i ponovo korišćen.

Liveni metal je izotropan – ima ista fizičko-mehanička svojstva duž bilo kog pravca.

KLASIFIKACIJA PROCESA LIVENJA

Postoji veliki broj industrijskih procesa kao što je prikazano na slici ispod. Ovi se mogu klasifikovati na osnovu kalupa materijala, metoda proizvodnje kalupa i pritiska na rastopljene metale tokom punjenja (gravitacija, centrifugalna sila, vakum, niski pritisak, visoki protosak). Stalni ili metalni kalupi se koriste u gravitaciji i pritisku livenog procesa, pogodan za izradu velikog broja komponenti. Potrošač u kalupu procesa, to jest novi kalup koji je neophodan za svako livenje ili gomilu odlivaka sa zajedničkim uljenom sistemom proizvedenom u istom kalupu. Potrošač kalupa može biti izrađen koristeći obe stalne uzorke ili robu potrošenog uzorka. Stalni uzorak može biti napravljen od drveta, metala ili plastike. U procesu potrošnog modela ( još se naziva investicioni procesi), svaki model proizvodi samo jedno livenje. Takvi obrasci su

2

napravljeni od voska, proširenog polistrena (EPS) ili drugih polimernih materijala.

3

PROIZVODNI METOD

Koraci u livenju izgledaju jednostavno: Pripremiti kalup Rastopiti metal Izliti rastopljeni metal u kalup Neka se učvrsti Završavajući proces

LIVENJE TERMINOLOGIJE

Kalup je izrađen iz dva dela, gornja polovina se zove kraj, a donji deo je deo za prevučenje.

Tečnost teče u jaz između dva dela, pod nazivom kalup šupljine. Geometrija šupljine je kreirana korišćenjem drvenih oblika, naziva se obrazac. Oblik obrasca je (gotovo) identičan oblik dela kojeg treba napraviti. Šupljina u obliku levka, vrh levka je livena čaša. Vrat u obliku cevi levka je spru – tečni metal je posipan u livenu čašu, a teče niz spru.

4

Trkači su horizontalni šupljih kanala koji povezuju dnu spru kalupa šupljine. Regionu koji ke bio trkač spaja se šupljina koja se naziva vrata.

Neke ekstre šupljine su izrađene povezivanjem na gornju površinu kalupa. Viške metala posipane u kalupu cure u ove šupljine, nazivaju se grutne. Oni služe kao rezervoari, kao čvrsti metali unutar šupljine, ona se smanjuje, a dodatni metal grutne teče nazad kako bi se izbegle rupe u livenom delu.

5

Otvori su uske rupe koji povezivaju šupljine u atmosferu, omogućuju da se gasovi i vazduh u šupljini pusti.Jezgra: Mnogi delovi imaju unutrašnje rupe (šuplji delovi), ili druge šupljine u obliku koji nisu direktno dostupni sa bilo koje parče kalupa. Takve unutrašnje površine su generisane od strane umeća i zovu se jezgra. Jezgra su napravljena od pečenog peska sa nekim vezivom tako da oni mogu da zadrže njihov oblik kad se manipuliše. Kalup je sastavljen postavljanjem jezgra u šupljine, a zatim stavljanje nose na vrh, ako i zaključavanje kalupa. Nakon što se vrši livenje, pesak je uzdrman, a jezgro je izvučeno i obično odkinuto.

LIVENJE PESKA

Livenje peska je najrasprostraniji proces crnih i obojenih metala. Livenje u zavisnosti od metode, može biti klasifikovana zelenim peskom, suvim peskom ili ljuskom kalupnog procesa. Tipično zelena livnica peska se sastoji iz tri grupe aktivnosti. Unapred livenje uključuje pripremu peska, izradu jezgra, presovanje i buć okupljanja. Faza livenja obuhvata punjenje peći, topljenje, držanje, topljenje tretmana (kao što je kalemljenje) i lije u kalupe, koji su zatim ostavljeni da se ohlade. Post-livenje podrazumeva istrezanje, čišćenje, peskarenje i inpekcije. Dalje operacije mogu da uključuju toplotni tretman i obradu.

Priprema peska: Presovanje peska treba imati dobru mogućnost tečenja (za dorbru reprodukciju šablona detalja), zelenu adektivnu snagu (da sprečimo lonljenje toku livenja), suvu snagu (da se spreči lom u toku punjenja kalupa), dovoljnu upornost (da izdrži temperaturu rastopljenog metala), dovoljnu propustljivost (da pusti vazduh i generisane gasove koje se nalaze unutar kalupa), i mogućnost lomljenja (za lakše istresanje). Ovo se ostiže odgovarajućom sastavom peska, veziva, aditive i vlage. Silica pesak je naj rasprostranjeniji i ekonomičniji. Specijalni pesak uključujući cirkon.

Izrada jezgra:Jezgra su okružena livenim metalom i imaju veće zahteve u odnosu na kalup peska u smislu snage (da podrže svoje težine i sile uzgone od metala), propustljivost i mogućnost lomljenja (posebno za zakrivljene rupe, u suprotnom će biti teško počistiti). Najrasprostranjenije vezivo za jezgro peščare je biljno ulje (laneno ulje i kukuruz, ponekad pomešan sa mineralnim uljima), koja je ekonomsko, ali zahteva grejanje u rerni na

6

oko 240 C za 2-3 sata da bi razvio dovoljno snage. Još jedan proces u širokoj upotrebi koristi natrijum silikata pomešan sa suvim peskom bez gline, pesak mešavine se tvrdi odmah kada kroz njega prolazi CO2. Proces je veoma produktivan. Jezgro razvija velike čvrstoće na pritisak, ali ima lošu mogućnost raspadanja. Drugi procesi se zasnivaju na organsko vezivo, uglavnom su termootporne kao fenol, uree i tiofen. Ovaj okvir uključuje topli i hladni okvir procesa. Jezgro peska je pomešan vezivom kojem je ispunjen osnovni okvir ili ručno ili pomoću peska Slinger. Za veće produktivnosti se koriste osnovne duvaće mašine u kojim jezgrane kutije su montirane u mašinu i pesak primoran i pritisnut u jezgranu kutiju ispod toka visoke brzine vazduha. To je praćeno odgovarajućim zagrevanjem jezgra u okviru saopštavanja željenog svojstva jezgra.

Livenje:Ovo uključuje pakovanje livenog peska ravnomerno oko šablona postavljenog u okviru livenja (ili boca). Većina livnica su opremljena drmnuti-povući mašinama upravljani komprimovanim vazduhom. Kombinacija trzanja i akcija istiskivanja daje dobro zbijanje peska u blizini obrasca (trzanjem peska u pukotinama), kao i na vrhu gde povučena ploča dolazi u kontakt sa kalupom. Mnoge savremene livnice su pod visokim pritiskom livene opreme, koje koriste vazduh ili gas ubrizgavanja impulsa za uticaj peska na obrazac.

Topljenje: Naj rasprostranjenije topljene opreme uključuju kupolu,naftu, gas peći (uključujući i teško iskušenje i rotacione peći) direktni peć i peć indukcije. Kupola je najjednostavniji i najekonomičniji, a većina pogodna za sivog gvožđa. Slojevi sirovog gvožđa, koksa i fluksa (krečnjak) se naplaćuju u kupoli, vazduha za zagorevanje je razduvan kroz nekoliko otvora. Upotreba toplog vazduha eksplozije i dvoredni tujeres poboljšava efikasnost kupole.

Aplikacije Livenja

Prevoz: automobil, avion, železnice i prevoz brodovimaTeška oprema: izgradnja, poljoprivreda i rudarstvoAlatne mašine: mašinska obrada, livenje, livenje plastike, kovanje, istiskivanje i formiranjePostrojenja mašine: hemija, nafta, papir, šećer, tekstil, čelik i termoelektranaOdbrana: vozila, artilerija, municija, skladištenje i prateće opreme.Električne mašine: motori, generatori, pumpe i kompresori

7

Opštinski odlivci: cevi, spojnice, ventili i armatureDomaćinstveni aparati: oprema ua kuhinju i bašte, nameštaj i opremaUmetnički predmeti: skulptura, idola, nameštaj, stojne lampe i ukrasni predmeti

Delovi napravljeni livenjem: Veliki delovi: blok motora i glava za industriju motornih vozila,

štednjaci za gorenje drva, okviri mašina, točkovi vozova, cevi, crkvena zvona, veliki spomenici, i kućište pumpi

Sitni delovi: kruna zuba, nakit, mali spomenici, i pržena posuđa Sve vrste metala se mogu liti, crna i obojena

Mogućnosti i prednosti livenja: Mogu da kreiraju složene geometrijske delove Mogu da kreiraju i spolje i unutrašnje oblike Neki procesi livenja su neto oblika, a drugi su u blizini neto

oblika Mogu proizvesti vrlo velike delove Neki metodi livenja su pogodna na masovnu proizvodnju

8

Sadržaj

Uvod...........................................................................................2Klasifikacija procesa livenja......................................................2Proizvodni metod.......................................................................4Livenje terminologije.................................................................4Livenje peska.............................................................................6Aplikacije livenja.......................................................................7

9