Dr. Palotás Béla

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Anyagismeret Öntészet és porkohászat Dr. Németh Árpád / Dr. Palotás Béla

Anyagtudomány és Technológia Tanszék Anyagismeret

Öntészet, porkohászat

1

Különböző gyártási eljárások pontossága

Anyagismeret


2

1

Az öntészet története n n n n

I.e. 3000-1500 Bronzkor (ónbronz), I.e. 224 Rhodosi kolosszus (32 m magas, bronz), 1252 Great Buddha japán (120 t (9% Sn, 20% Pb)), 1400 (Ming) Great Bell (Kína, Beijing) 46 t, 120 dB-20 km),

n n n

1709 Öntöttvas híd (USA, Coalbrookdale), 1735 Kreml harang (193 t), Gábor Áron, Ganz Ábrahám. Anyagismeret


3

Kreml nagyharang

Anyagismeret


4

2

Kreml nagyágyú

Anyagismeret


5

Rhodosi kolosszus

Anyagismeret


6

3

Öntvények 1.

Anyagismeret


7

Öntvények 2.

Anyagismeret


8

4

Az öntészeti eljárások csoportosítása a formák szerint n

Osztott formák: n Homok formák, n Kötőanyaggal kevert homok formák, n Kerámikus formák, n Héjformák, n Fémformák. Anyagismeret

n

Osztatlan formák: n Centrifugál vagy pergetős forma, n Precíziós forma, n Különleges forma: Rugalmas (szilikongumi) szerszámban kiégő műanyaghab mintával.


9

Az öntészeti eljárások csoportosítása az öntés végrehajtása szerint n n n n

Gravitációs öntés, Centrifugál öntés, Kiszorításos öntés, Nyomásos öntés.

Anyagismeret


10

5

Pontosabb öntvénygyártó eljárások n n n

Precíziós öntés (kiolvadó viaszminta), Gravitációs kokillaöntés, Nyomásos öntés: n n n n

Kisnyomású melegkamrás, Nagynyomású melegkamrás, Nagynyomású hidegkamrás, Sajtolóöntés (dermedési hőközben). Anyagismeret


11

Az öntés alapműveletei 1. n

n

Az öntészet alapelve, hogy a folyékony fémet az öntvénynek megfelelő (negatív) formába (üregbe öntjük). A fém felveszi a forma alakját, megszilárdulás után a formából eltávolíthatjuk az öntvényt. Egyszer és többször használható formák vannak. A forma klasszikus anyaga agyag kötésű homok - ez a nyers homokformázás. A tixotróp tulajdonságú agyag bevonja a homokszemcséket és összeköti azt. A homokszemcsék között a keletkező gázok, gőzök távozni tudnak (ezt légzőfuratok is segítik). Osztott és osztatlan formákat ismerünk. Anyagismeret


12

6

Az öntés alapműveletei 2. n

n

n

A formaüreget minta segítségével készítjük el. A minta lehet elvesző (viasz, polimerhab stb.), vagy többször használatos, amit az öntés előtt eltávolítunk. A minta a munkadarab pozítív, ráhagyásokkal, magjellel, öntési ferdeséggel, esetleg beömlőrendszerrel módosított mása. A folyékony fém behatolását a munkadarab üregeibe magokkal akadályozzuk meg. A folyékony fémet a beömlőrendszeren keresztül juttatjuk a formaüregbe. Anyagismeret


13

A minta és mag elkészítése n

n

n

A minta anyaga fa, fém, polimer lehet. Lehetőleg könnyű, jól megmunkálható, kopásálló és nem nedvszívó, stabil méretű legyen. A fából készült mintákat mintaasztalosok készítik, a minták felületét festik. A magok a formánál jobb minőségű anyagból, homokból és kötőanyagból készül, mivel nagyobb a mechanikai és hőigénybevétel. Magszekrényben (fa), vagy forgácsolással is készülhet. Esetleg fémháló erősíti, magtámasz támasztja. Általában a minta és a mag is osztott kivitelű (osztási sík). Anyagismeret


14

7

Öntvény a felöntésekkel és a beömlő-rendszerrel Beömlő tölcsér Felöntés (tápfej)

Felöntés (tápfej) Álló

Elosztó csatorna Rá(meg)vágás Anyagismeret


15

A kézi homokformázás műveletei 1.

Anyagismeret


16

8

A kézi homokformázás műveletei 2.

Anyagismeret


17

Kötőanyagos homokformázás Nagyobb, tagoltabb formák esetén: n n n n

n n

Szárított homokformák, Növényi olajok, Vízüveges (+CO2), Műgyantás: hőre keményedő (HOT BOX), vegyi kötésű (COLD BOX), Héjformázás, Cementkötés. Anyagismeret


18

9

Kézi gravitációs kokilla nyitva

Anyagismeret


19

Kézi gravitációs kokilla zárva

Anyagismeret


20

10

Kokillában öntött öntvény

Anyagismeret


21

Precíziós öntés 1.

Anyagismeret


22

11

Precíziós öntés 2.

Anyagismeret


23

Nyomásos öntés

(nagynyomású melegkamrás)

Nyomástároló Dugattyú Zárólapok Zárómechanizmus

Olvadék Nyomóhenger Anyagismeret

Szerszámfelek Öntészet, porkohászat

24

12

Nyomásos öntés

(nagynyomású hidegkamrás)

Folyékony-fém adagoló Zárólapok Nyomástároló Dugattyú

Zárómechanizmus

Szerszámfelek Anyagismeret


25

Nyomásos öntés

(kisnyomású melegkamrás)

Anyagismeret


26

13

Centrifugálöntés

Anyagismeret


27

A vízcsövek törése és javítása

Anyagismeret


28

14

Öntvényanyagok Elvileg bármely anyag önthető. A gyakorlati jó önthetőség feltételei: n n n n n n

Alacsony olvadáspont, Kis dermedési hőköz, Hígfolyósság, Kis reakcióképesség a forma anyagával, Kis zsugorodás, Az eutektikumos ötvözetek (és a tiszta fémek) jól önthetőek.

Anyagismeret


29

Nagy pontosságú gyártás (NNS technológia) Az anyagtudomány, mérés- és szabályozástechnika, stb. fejlődése lehetővé tette, hogy a korábbi előgyártási eljárásokkal (képlékeny alakítás, öntés, porkohászat …) kész vagy készhez közeli munkadarabok is előállíthatók. Ez a költség-, energia-, élőmunka- és anyagkímélés szempontjából is meghatározó. Anyagismeret


30

15

Nagy pontosságú porkohászati darabok

Anyagismeret


31

A porkohászat alapjai n

n n

n

Porgyártás: n A por előkészítése: osztályozás, lágyítás, keverés, adalékolás, A porkeverék sajtolása, tömörítése, A sajtolt termék hőkezelése: zsugorítás (szinterezés). (Néhány technológiánál az előző két műveletet még egyszer megismétlik), Kiegészítő (utólagos) műveletek: kalibrálás, dombornyomás, felületi kezelések, hőkezelés, átitatás, korrózióvédelem stb. Anyagismeret


32

16

Fémporok gyártása 1. n

n

Mechanikus aprítással: főként rideg anyagok és ötvözetek esetén (pofás törő, kalapácsos malom, golyós malom, forgácsolás, rotációs malom stb.). Jellemző méret 20-400 µm, szabálytalan alak – jó nyersszilárdság („összefilcelődik”). Alumíniumpigment gyártás. Folyékony fémből porlasztással: gáz-, gőz-, vízsugárral, gyorsan forgó tárcsával stb. Jellemző méret 20-400 µm, szabályos alak, sima felület (kevésbé jó nyersszilárdság). Gyorsdermesztés: túltelített oldatok (dugattyúötvözet stb.), finom szemcseszerkezet. Anyagismeret


33

Fémporok gyártása 2. n

Kémiai úton: pl. oxidokból redukálással, Jellemző méret 0,1-10 µm, Pl. volframoxidból fém volfrám (hidrogénnel) vagy WC szénnel redukálva,

n n

Elektrolízissel (katódfém): Cu, Ag, Fe, Egyéb módszerek: gőzből kicsapatással Plazmával stb. A FINOM POR ROBBANÁSVESZÉLYES!!!! (Al, liszt, cukor) - nagy fajlagos felület. Anyagismeret


34

17

POROK minősítése

Anyagismeret


35

Sajtolás

Anyagismeret


36

18

Folyamatos működésű zsugorító kemence

Anyagismeret


37

Szakaszos működésű kemence

Anyagismeret


38

19

A sajtolás és zsugorítás hatása

Anyagismeret


39

Porkohászati költségek n n n n n

Anyag 15-25 %, Sajtolás 20-30 %, Szinterelés 20-30%, Kiegészítő műveletek 10-20%, Szerszámköltségek 10-20%,

Kritikus darabszám: kb. 10 000 . Anyagismeret


40

20

Kerámiák, keményfémek gyártása

Anyagismeret


41

Alkalmazási példák 1.

Anyagismeret


42

21


Anyagismeret


43


Anyagismeret


44

22


Anyagismeret


45


Anyagismeret


46

23


Anyagismeret


47


Anyagismeret


48

24

Dr. Palotás Béla

Recommend Documents