Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szent István Egyetem Óbudai Egyetem Typotex Kiadó TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029 Példatár Anyagtechnológia Elemi példa - 4. Termikus nyomásszabályzó-ház gyártása nagynyomású, hidegkamrás öntőgéppel Szerző: Németh Árpád arpinem@eik.bme.hu 1
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
Szakmai alapismeretek Nyomásos öntésen azt az öntőeljárást értjük, melyben a folyékony vagy pépes fémet (a gravitációs hatásnál nagyobb nyomással sajtoljuk a fém formába.
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.
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
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.
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.
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.
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.
A szakkönyvek ajánlása alapján
Elméleti áramlási sebesség: v 2 g p
Öntési idő Megvágáson átáramló fém Minimális megvágási keresztmetszet
Beömlő kialakítása és öntvények kiosztása
Megvágás kialakítása Szerszám légtelenítése Túlfolyó
Öntvénycsokor kialakítása