Példatár Anyagtechnológia Elemi példa - 4.

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szent István Egyetem Óbudai Egyetem Typotex Kiadó TÁMOP /A/KMR-0029 Példatár Anyagtechnológia Elemi példa - 4. Termikus nyomásszabályzó-ház gyártása nagynyomású, hidegkamrás öntőgéppel Szerző: Németh Árpád arpinem@eik.bme.hu 1

2 Az elemi példa témája Az elemi példa témaköre: öntészet. Az elemi példa témája. Termikus nyomásszabályzó alkatrész gyártása nagynyomású hidegkamrás öntőgéppel A példa kidolgozása: 1. Ismertesse röviden a témakör szakmai alapjait! 2. Válasszon anyagot a munkadarabhoz! 3. Dolgozza ki a technológiai műveleti rendet! 2

3 Szakmai alapismeretek Nyomásos öntésen azt az öntőeljárást értjük, melyben a folyékony vagy pépes fémet (a gravitációs hatásnál nagyobb nyomással sajtoljuk a fém formába.

4 Szakmai alapismeretek A nyomásos öntés a tömeggyártás egyik NNS (Near Net Shape/készhez közeli) gyártási technológiája. Az öntvények gyártása gépesíthető és jól automatizálható, szilárdsági jellemzőik jók, felületük kiváló és az utómegmunkálási idő megtakarítható. A nyomásos öntés sok esetben a leggazdaságosabb eljárás. A szerszámban található levegőt a fém kiszorítja, míg a fémet a dermedési folyamat közben nyomás alatt tartjuk. A tartós fémszerszám a gyártandó öntvénynek a zsugorodási mértékkel növelt pontos negatívja. A szerszám több (általában két) részből áll, ez tehát a fémmel való feltöltés, és dermedés után kinyitható, majd az öntött darab eltávolítható.

5 Szakmai alapismeretek A nyomásos öntés összehasonlítása más tömeggyártó eljárásokkal A nyomásos öntés széles körű elterjedését a homok- és kokillaöntéssel szemben az alábbi tényezők befolyásolják: 1. a nyersanyag gazdaságosabb kihasználása, 2. a jobb mechanikai tulajdonságok, 3. a nagyobb mérettartóság, 4. a jobb felületi jellemzők, 5. a kisebb gyártási költségek. 6. vékony falak, bordák, mély furatok önthetőek A fenti előnyökkel szemben az alábbi hátrányok jellemzőek: 1. az öntvényekben kisebb, nagyobb légzárványok vannak, 2. nagyobb falvastagságok és alámetszések nehezen önthetők, 3. A bonyolult alakú szerszám a fém nagy beáramlási sebessége miatt erős eróziónak van kitéve, és a hőfáradás miatt is viszonylag kicsi az élettartama, drága a szerszám. Ezért főként könnyű- és színesfémeket öntenek az eljárással 4. az öntvények kevésbé tömörek, gáztartalmuk miatt rosszul hegeszthetők

6 A munkadarab anyagának kiválasztása AlCu ötvözetek Változatos összetételű, közepes és nagy szilárdságú nemesíthető ötvözetek. Fő ötvözőjük a Cu (2,5%...5,8%), de mellette tartalmazhatnak még Mg-t (0,2 2,5%), Mn-et (0,3 1%), Fe-t (0,2 1,3%), Si-t (0,2 1,2%), valamint Ni-t (1,0 2,0%). A nagy szilárdság mellet jó a hőállóságuk. AlSi ötvözetek Ebbe az ötvözetcsoportba tartozó ötvözetek 5 17% Si-t tartalmaznak az egyéb ötvözők, elsősorban Cu, Ni és Mg mellett. A csoportból fontosságuknál fogva különösen kiemelkedik az eutektikus AlSi12 (4032) ötvözet, amely az öntvekovácsolt dugattyúk alapanyaga. Kicsi hőtágulási együtthatója, jó kopásállósága és nemesített állapotban 380 MPa a szilárdsága. Si adalékolása jelentősen javítja az önthetőséget, Mg ötvöző nemesíthetővé teszi az ötvözetet. AlSiCu ötvözetek Nem érzékenyek a hulladékadagolásra, jól önthetők és forgácsolással könnyen megmunkálhatók. Bonyolult szerkezeti elemekhez is használhatók. AlZn(Cu, Mg) ötvözetek jól önthetők és forgácsolással könnyen megmunkálhatók. Nemesíthető ötvözetek.

7 Az alapanyag megolvasztása STRIKO kemence Folyékony fém előállítására illetve hőn tartására rendszeresített gáztüzelésű aknás kemence. A szilárd betét megolvasztása során oxidációs folyamatok zajlanak le, melyek oxidképződéssel járnak. Ezen oxidok feldúsulása az olvasztó illetve a hőn tartó részben károsítják a kemence falazatát, csökkentik a kemence hatásfokát, az öntvénybe kerülve lerontják annak mechanikai tulajdonságát, megmunkálhatóságát, növelik a selejtképződés lehetőségét. Ezért fontos a kemencék folyamatos tisztítása (lesalakolás). Kemence szilárd betéttel történő adagolása ötvözött tömb adagolása visszatérő hulladék adagolása Csapolás és hőn tartás -A 740 +/-20 o C hőmérsékletű fémet előmelegített ill. már használatban lévő csapolóüstbe kell csapolni szűrőhálón keresztül (kerámia szűrő) kb. 200 kg-ot és elszállítani a hőn tartó kemencébe. -A kemencét használhatjuk hőn tartó kemenceként is, ahol az öntési paraméterek szerint kell a hőmérsékletet beállítani.

8 Csapolás és hőn tartás A 740/+-20 o C hőmérsékletű fémet előmelegített ill. már használatban lévő csapolóüstbe kell csapolni szűrőhálón keresztül (kerámia szűrő) kb. 200 kg-ot és elszállítani a hőn tartó kemencébe. A kemencét használhatjuk hőn tartó kemenceként is, ahol az öntési paraméterek szerint kell a hőmérsékletet beállítani. Elektromos hőn tartó kemence A megfelelően kikészített, a technológiai utasításban előírt hőmérsékletű fémolvadék hőn tartására rendszeresített kemence. A hőn tartó kemencék folyékony fémmel való feltöltése Az olvasztó kemencében megolvasztott és lekezelt fémet az olvasztár a kihordó üstbe csapolja, salakozza, az üstből történik a tégelyes hőn tartó kemencék feltöltése. Az elektromos fűtőspirálok védelme érdekében a tégelyeket teletölteni tilos! A kemencéknél a maximális fémszint a tégely felső peremére hegesztett szintjelző mutatja. Minden feltöltést követően az olvasztár a fürdő felszínéről a salakot köteles eltávolítani. Napi egyszer az oldalfalat fémtaszító anyaggal kell lekezelni.

9 Technológiai adatok p m m m A V V 0össz csokor, össz 0össz 0össz A 0 0 összes összes ( túlfolyóval, elosztóval) ( túlfolyóval, elosztóval) ( túlfolyóval, elosztóval) 6 A 6 V 0össz 0össz T T T L öntési körny dermedéskezd Zsugorodás 0,5...0,8% 0,5% 0,05 Falvastagság 5mm p D multiplikált dugattyú önt. kam A termelékenység érdekében hatfészkes szerszámba történik az öntés.

10 A szakkönyvek ajánlása alapján

11 Elméleti áramlási sebesség: v 2 g p

12 Öntési idő Megvágáson átáramló fém Minimális megvágási keresztmetszet

13 Beömlő kialakítása és öntvények kiosztása

14 Megvágás kialakítása Szerszám légtelenítése Túlfolyó

15 Öntvénycsokor kialakítása