Pytania na egzamin Kierunek Mechatronika sem. 1, przedmiot Metalurgia i Odlewnictwo

Transkrypt

1 1. Wymienić metody odlewania i podać charakterystyczne cechy odlewów: stop, wielkość odlewu, grubość ścianki odlewu, chropowatość powierzchni. Metoda Seryjność produkcji Odlewane stopy Chropowat ość RA Min gr. ścianki Klasa dokładności Odchyłka wym. Odlewu o wym 40mm Formowania maszynowe Seryjna do masowej Wszystkie żelazo 5 staliwo IV V ±1 Formowanie skorupowe Seryjna do masowej Wszystkie (żeliwo staliwo) ,5 II III ±0,3 kokilowe Seryjna do masowej Al, Magnez, Miedź, Cyna, Cynk, PB metale nie żelazne 6 żeliwo III IV ±0,3 odśrodkowe Wielkoseryjna i masowa Metale nie żelazne czyli żeliwa ,5 III IV ±0,3 metodą wytapianych modeli Jednostkowa wielkoseryjna masowa Staliwo metale trudno obrabialne 1,6 2,5 0,5 0,8 I II ±0,05 ciśnieniowe Wielkoseryjna i masowa Al, Magnez, Cyna, Cynk, PB 0,32 2,5 0,6 I II ±0,1 2. Opisać formowanie metodą modeli wytapianych. Wykonywanie modelu przez wtryskiwanie do matrycy ciekłej masy modelowej na bazie wosków Model z zastygłej masy modelowej wyjęty z matrycy Łączenie modeli z układem wlewowym w zestaw Nanoszenie metodą fluidyzacyjną na powierzchnię modelu ciekłej masy ceramicznej w celu wytworzenia formy skorupowej. Cykl wielokrotny, aż do uzyskania grubości skorupy od 6 do 11 mm. Ustawienie formy skorupowej w skrzynce i zasypywanie jej suchym piaskiem kwarcowym Wytapianie modeli i układu wlewowego z formy. Temperatura około 95 C. Wyżarzanie w celu zwiększenia wytrzymałości i uzyskania mikropęknięć formy. Temperatura C. Zalewanie formy ciekłym stopem. Temperatura formy nie może być niższa niż 600 C. Przemiana alotropowa kwarcu β w α następuje w temperaturze 573 C. Przemianie tej towarzyszy wzrost objętości 2,4%. Wyjęcie formy z odlewem z pojemnika i usunięcie ceramicznej skorupy z odlewu. Oczyszczanie odlewów, odcinanie odlewów od układu wlewowego. 3. Podać odmiany maszyn ciśnieniowych i opisać odlewania ciśnieniowe w maszynie z Strona 1 z 7

2 zimną poziomą komorą. Strona 312 encyklopedia. - z gorącą komorą ciśnieniową pojemnik ciekłego metalu jest częścią składową - z zimną komorą metal o temp bliskiej krzepniecia stopiony poza maszyną jest podawany stopniowo do komory ciśnieniowej skad pond naciskiem napędzanego hydraulicznie tłoka zostaje wpciśnięty do formy. 4. Opisać metodę tiksotropową wykonywania odlewów. tiksotropowe składa się z dwóch etapów: Pierwszy etap: Wlewki o strukturze reocast można otrzymać mieszając mechanicznie krzepnący w tyglu stop lub w urządzeniu do odlewania ciągłego W warunkach przemysłowych wlewki o strukturze reocast odlewane metodą ciągłą z mieszaniem elektromagnetycznym. Drugi etap: Nagrzewanie półwyrobu i kształtowanie odlewu: Nagrzewanie półwyrobu o strukturze reocast do temperatury odlewania, i Kształtowanie odlewu ze stanu ciekło-stałego Temperatura podgrzania i czas wytrzymania ma zapewnić: - przejście całej eutektyki w stan ciekły, - sferyczny kształt fazy stałej, - udział fazy stałej poniżej 50% 5. Klasyfikacja piasku kwarcowego, frakcja główna i podstawowe składniki wilgotnej masy formierskiej [1] s i w. książka lab z MO str Sklad ziarnowy osnowy oznacza sie za pomoca znormalizowanego zestawu sit. Po przesianiu uprzednio odmytej z lepiszcza i wysuszonej probki piasku, otrzymuje sie na poszczegolnych sitach kilka frakcji. Suma trzech najwiekszych odsiewow na sasiadujacych z soba sitach, wyrazona w procentach, nazywa sie frakcja glowna. Im wyzsza jest wartosc frakcji glownej, tym bardziej piasek jest jednorodny. Strona 2 z 7

3 6. Schemat budowy mieszarki turbinowej do mas formierskich. Mieszarki turbinowe należą do najnowocześniejszych urządzeń do mieszania mas formierskich. Dzięki procesowi mieszania dynamicznego, są najbardziej efektywne i ekonomiczne ze wszystkich dotychczas stosowanych mieszarek. Zalety mieszarek turbinowych: stabilne i wysokiej jakości parametry masy duża niezawodność niskie koszty eksploatacji stosunkowo prosta budowa brak konieczności spulchniania masy 7. Opisać proces zagęszczania formy metodą impulsu sprężonego powietrza. Strona 3 z 7

4 8. Opisac roznice w konstrukcji i w procesie zageszczania nadmuchiwarka strzelarka. [1] s i w. książka lab z MO Zasada procesu nadmuchiwania rdzeni polega na tym, ze do komory wypelnionej masa rdzeniowa i znajdujacej sie nad rdzennica, wprowadza sie nagle sprezone powietrze, ktore tworzac zawiesine z masa rdzeniowa przenosi ja do wneki rdzennicy. Ziarna masy rdzeniowej osiadaja we wnece rdzennicy a powietrze uchodzi przez otwory odpowietrzajace. Zasada dzialania strzelarki polega na wyrzucaniu pod naporem naglego uderzenia sprezonego powietrza masy rdzeniowej ze zbiornika do rdzennicy. Masa rdzeniowa zageszcza sie w rdzennicy pod wplywem duzej predkosci strumienia masy rdzeniowej oraz pod wplywem cisnienia powietrza. Roznica miedzy praca nadmuchiwarki i strzelarki polega na tym, ze w przypadku strzelarki nie powstaje powietrzna zawiesina masy rdzeniowej, a sprezone powietrze dziala jak tlok. 9. Uproszczony rysunek surowego odlewu i koncepcja technologii wykonania odlewu. Zeszyt 10. Obliczanie modułu krzepnięcia węzła cieplnego w odlewnie. M=V/F V - objętość węzła cieplnego F - powierzchnia odprowadzania ciepła węzła 11. Zasięgi działania efektu brzegowego, nadlewu i zmiana konstrukcji odlewu w celu zwiększenia zasięgu nadlewu oraz połączenie ścianek pod kątem w celu likwidacji obciągnięcia i karbu. 12. Podać przybliżone warunki, w których nie stosuje się nadlewów. Nadlewu nie stosuje się dla żeliw oraz materiałów które nie mają tendencji do tworzenia jamy skurczowej. żeliwo szare, grubość ścianki odlewu <=40mm, równoważnik węgla >=4,1% Strona 4 z 7

5 13. Rysunek formy odlewniczej. 1 model, 2 naklucia odpowietrzajace, 3 skrzynka formierska, 4 model belki zuzlowej, 5 model wlewu glownego, 6 model przelewu, 7 wlew doprowadzajacy, 8 - obciazniki 14. Opisać zarodkowanie kryształów. W procesie krystalizacji wyodrębnia się dwa elementarne procesy: tworzenie się zarodków krystalizacji oraz wzrost tych zarodków. Obydwa te procesy przebiegają jednocześnie, a ich wynikiem jest utworzenie się kryształów. Ze względu na warunki pojawiania się zarodków krystalizacji rozróżnia się zarodkowanie homogeniczne i heterogeniczne. W przypadku zarodkowania homogenicznego, zarodkami krystalizacji są grupy atomów fazy ciekłej, stanowiące zespoły bliskiego uporządkowania. Muszą one osiągnąć wielkość krytyczną, co na ogół wymaga dużych przechłodzeń. W ciekłych metalach na ogół występują zbyt małe przechłodzenia (ok. 1 C), aby możliwe było zarodkowanie homogeniczne. Jedynie metal rozdrobniony na bardzo małe krople można silnie przechłodzić nawet o 300 C, dzięki czemu w pojedynczych kroplach występują warunki umożliwiające zarodkowanie homogeniczne. W czystych metalach zarodki i ciecz mają jednakowy skład chemiczny, natomiast w stopach zagadnienie staje się bardziej złożone, ponieważ z warunków równowagi w danej temperaturze wynika, że zarodki i roztwór ciekły różnią się znacznie składem. W przypadku zarodkowania heterogenicznego, powstawanie zarodków następuje na powierzchniach fazy stałej stykającej się z cieczą. Zarodkowanie następuje na powierzchniach ścian naczynia, na drobnych cząstkach stałych zawieszonych w cieczy, jak wtrącenia niemetaliczne, nierozpuszczone zanieczyszczenia itp. Zarodkowanie może następować również na warstewce stałych tlenków znajdującej się na powierzchni ciekłego metalu. W takich warunkach krystalizacja przebiega przy znacznie mniejszym przechłodzeniu niż w przypadku zarodkowania homogenicznego. Strona 5 z 7

6 15. Opisać warunki wzrostu kryształów w odlewach. Rozrost kryształów, wzrost wymiarow liniowych w cialach polikrystalicznych kosztem ziarn tej samej bądź innej fazy. Sila napewdowa wzrostu w układzie jednofazowym jest zmniejszenie energii powierzchni granic ziarn, w ukl wielofazowych sila naped może być zmniejszenie energii związanej z obecnością granic międzyfazowych, jak i energii swobodnej objętościowej na skutek zmiany ilościowej składu fazowego 16. Opisać proces krystalizacji odlewu z podeutektycznego stopu Al-Si na podstawie krzywej stygnięcia temperatura czas. 17. Narysować mikrostrukturę odlewu z podeutektycznego stopu Al-Si widoczną na wypolerowanej powierzchni. Strona 6 z 7

7 18. Opisać w jaki sposób można zmienić kształt geometryczny fazy α (dendrytyczny) i krzemu (włóknisty) w eutektyce w odlewach ze sopu Al-Si na sferyczny oraz grafitu eutektycznego w żeliwie i na jaki kształt. W odlewach ze stopu Al-Si kształt można zmienić poprzez dodanie modyfikatorów (związków sodu, strontu lub antymonu) do ciekłego stopu o temperaturze wyższej od temperatury odlewania. Powodują one rozdrobnienie i zaokrąglenie kryształów krzemu.!!! Chyba!!! Zmiana kształtu grafitu w żeliwie również polega na dodaniu modyfikatorów, magnezu lub ceru. Grafit wtedy przybiera postać kulkowa (sferoidalna). Strona 7 z 7