Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal (0)

Tallinna Tehnikakõrgkool - Materjaliteadus - Metalliõpetus

5 VÄGA HEA

METALLIDE VALUTEHNOLOOGIA
Kursuse konspekt
Mehaanikateaduskond
Tehnomaterjalid ja turundus eriala
Tallinn 2013

VALUTEHNOLOOGIA

Metall toodete töölemise tehnoloogiad :

Valutehnoloogia ( vedelvormimine )

Survegatöötlemine ( vormimine plastse deformatsiooniga)

Pulbermetallurgia (pulbritevormimine)

Liitetehnoloogia ( keevitamine , liitmine , jootmine )

Lõiketöötlemine
Valand ( casting ) – Keerukamad detailed mis on valmistatud vedelmetalli vormi valamise teel.
Valuvormid:

Aiutised vormid:

Liivvaluvorm ( sand casting)

Koorikvalu ( Shell mould casting),

Täppisvalu (investment casting)

Püsivad vormid:

Kokillvalu ( permanent mould casting)

Survevalu (die casting),

Tsentrifugaalvalu (tsentrifugal casting)
Kvaliteetse valandi saamine sõltub sulami vedelvoolavusest vormis, mis omakorda sõltub:

Sulami viskoosusest ehk vedeliku sisehõõrdumisest (suur=paks, väike=vedel)

Vormis soojusjuhtivuse suurenemisest (soojenemine halvendab voolavust)

Valamistingimustest (rõhk suurendab voolavust)

VALUKAHANEMINE

Valukahanemist iseloomustatakse suhtelise mahukahanemise ja suhtelise joonkahanemise arvutustega.
seal juures
Joonkahanemine:

Hallmalmil 0,0-1,3%,
Terasel 2-2,4%,
Alumiiniumsulamitel 0,9-1,5%,
Vasesulamitel 1,4-2,3%

Kahanemine põhjustab:

Kahanemistühikuid (valandi viimasena tardunud osa)

Kahanemisttühik on iseloomulik kitsa kristaliseerumis temperatuuride vahemikuga sulamitel . Selle vältimiseks doseeritakse pidevalt vedelmetalli viimasena tarduva osa juurde.

Poore (tekib viimasena tardunud osas, pärast kristallide kokku kasvamist)

Kahanemispoorid on iseloomulikud laia kristaliseerumis temperatuuride vahemikuga sulamitel. Selle vältimiseks kasutatakse vormijahuteid ( samast metallist) mis asetakse vormi sisse. Hiljem eemaldatakse.

Gaasitühikud tekivad sulametallist lahustunud (endogeensed) või väljaspoolt ( eksogeensed ) sattunud gaaside toimel. Valuvormi gaasiläbilaskvust (K) kompenseeritakse ventilatsioonikanalite tegemisega vormi.
Räbutühikud rikuvad valandi homogeensust ja on pingekonsentraatoriteks (teravate nurkadega ja sakilised). Tekivad sulami komponentide keemilisel reageerimisel lisanditega (endogeensed) ja kui sulametall haarab kaasa vormimaterjali või muid võõrkehi (eksogeensed).
Valandite kaardumist ja pragunemist
Kahanemispingeid tekivad takistatud kahanemisel, milleks võib ka olla vormi takistus.
Termopinged tekivad erineva kiirusega jahtuvate valandiosade vahel.
Struktuuripinged tekivad struktuuri muutuste tagajäriel.

VORMI JA KÄRNISEGUDE VALMISTAMINE

Vormi ja kärnisegu valmistatakse savist ja liivast. Savi kuivatatakse ja seejärel peenestatakse. Samuti sõelutakse nii liiv kui ka savi.
Kasutatud vormisegu peenestatakse, eemaldatakse metal ja sõelutakse.
Valmistamine:

Komponentide doseerimine

Komponentide segamine

Laagerdamine 0,5-5h

Kobestamine (õhutamine) suurendab gaasiläbilaskvust.
Kahepoolse valuvormi käsitsi valmistamisel põhioperatsioonideks on:

Alumise vormikasti täitmine ja tihendamine

Ülemise vormikasti täitmine ja tihendamine

Vormi kanalisüsteemide sisselõikamine.
Valuvorm (casting mould) koosneb ülemisest ja alumisest poolest mida valmistatakse vormisegu tihendamise teel vormikastides ja jäljendi võtmisega mudelilt. Valandi sisepindade kujundamiseks kasutatakse kärna ( core ), mis fikseeritakse kärnamärkidega (core prints).

Oluliseks valuvormi komponendiks on valukanalite süsteem mille osadeks on: Valulehter
Püstkanal koos laiendiga
Räbupüüdur
Toitekanalid ja tõusukanalid

Lisaks, et saada kvaliteetset tulemus on vaja:

Kompensaatorit
Ventilatsioonikanaleid

Mudel valmistatakse puidust, metallist (Al), plastist ja need jagunevad:

Tervikmudel (lihtne valmistada, kuid vormi keeruline teha)
Poolitatavmudel ( keerukad detailed)
Mudelplaat (koosneb valandimudelist ja valukanalite süsteemist)
Kahepoolne mudel ( plaadid on kohakuti, hea automatiseeritud tootmisel)

Detaili tegemise joonised 1.1
Valuvormi koostamisel on tähtis mudeli eemaldamise lihtsus vormist , selleks tuleb arvestada järgmiste punktidega:

Vormi ja mudeli lahutuspind
Töötlusvaru
Valukalded
Siseümarused

Valukanaleid liigitatakse üleminevalukanali süsteem (harisüsteem) ja aluminevalukanalite süsteem (sifoonsüsteem). Nagu ka nimest väljendub on peamine erinevus kust juhitakse vedelmetall vormi.

Üleminevalukanali süsteem - Lihtsaim, kuid põhjustab räbu sattumist valandisse.
Valukanalite lahutuspinna süsteem e. külgsüsteem - Toitekanalid on vormilahutuspindades. Eeliseks on vormi lihtsus, kuid suur materjali kulu ja halvad kristaliseerumise tingimused.
Valukanalite korrus süsteemi - kasutatakse suure massi ja õhukese seintega valandite jaoks. Puuduseks on suur metalli kulu ja keerukus .

Vormi materjaliks kasutatakse liiva, savi ja abimaterjale:

Peamine liiv mida kasutatakse on kvartsliiv (Si2O) sulamistemperatuuriga 1713°C. Kuid kasutatakse ka tsirkoonliiva ja kromiitliiva.

Kvartsliiva puuduseks on polümorfism (temperatuuril 573°C tihedus suureneb 2,4% ja põhjustab sisepingeid mis tingib terade lagunemise).

Tsirkoonliiva (ZrO2SiO2), sulamistemperatuuriga 2000°C

Kromiitliiva (Fe2O-Cr2O3), sulamistemperatuuriga 1850°C

Vormisavi kasutatakse liivasidumiseks mis tugevdab ja annab plastsust liivale, puuduseks halvendab gaasiläbilaskvust, järeleandavust ja väljalöödavust.

Väljalöödavuse parandamiseks lisatakse vormi segule

Kivisöetolmu

Saepuru

Kvartsjahu
Vormisegu – Vormimaterjalide segu liivvormide valmistamiseks
Kärnisegu - vormimaterjali segu kärni valmistamiseks.
Vormisegu omadused:

Tugevus – Suureneb sideaine sisalduse suurenemisega ja liivaterade suuruse vähenedes.

Plastsus – Segu omadus omandada mudeli kuju. Suureneb kui suureneb savi ja vee sisaldus ja väheneb liiva terade suurus.

Jäereleandvus – materjali võime deformeeruda või puruneda metalli kahanemisel tekkinud jõudude toimel

Voolavus – vormisegu omadus täitavorm ühesugusetihedusega kõikides osades.

Termokeemilinepüsivus – segu võime taluda kõrgeid temperature

Väljalöödavus – seguomadus mis näitab kui raske on jahtunud vormi osi valandilt eemaldada. Hea väljalöödavusega segud kaotavad kuumenedes sideaine lagunemisega oma tugevuse ja murenevad.

Gaasiläbilaskvus – suureneb kui suureneb liivaterade suurus ja hulk.
Mudelisegu - vormisegu mis puutub otseselt kokku sulametalliga, kasutatakse kvaliteet liiva ja savi.
Täitesegu – Koosneb kasutatud vormisegust.
Masstootmisel kasutatakse asja lihtsustamiseks ühtsetvormi segu mis sisaldab 5-15% värskeid komponente
Piirdaine (parting agent) kantakse mudelplaadi pinnale, et kergendada mudeli vormist eemaldamist. Piirdaineid kasutatakse ka vormi poolte vahel, et neid oleks kergem eemaldada. Kasutatakse tahkeid materjale ( grafiit , talk , kivisöetolm) ja vedelike.
Vormipuuder (parting powder) on peenpulber mis vähendab vormisegu valandikülge põlemist ja parandab valandi pinnakvaliteeti. Näiteks malmvalus kasutatakse grafiiti , magneesiumoksiidi, puidusöe bendoniidi segu jms. Terasvalus kasutatakse kvartsi , magneesiumoksiidi, savisegu jms.
Vormivärv (mould wash ) kuiva valuvormi pinnale kantakse tulekindlamaterjali vedellahus, mis tõstab pinnakvaliteeti.
Vormi ja kärnsegu valmistamine koosneb 3 põhietappist:

Värskete osiste ettevalmistamine (liiv, savi kuivatatakse, liiv sõelutakse, savi peenestatakse ja sõelutakse)

Kasutatud osiste ettevalmistamine (kasutatud vormisegu purustatakse, metal eemaldatakse ja sõelutakse)

Vormi ja kärnsegu valmistamine (komponentide doseermine, segamine, laagerdamine kuni 5h, kobestamine, et suurendada gaasiläbilaskvust)
Valuvormi käsitsi valmistamise (hand moulding) põhietappideks on:

Vormikasti täitmine

Tihendamine

Mudeli eemaldamine
Sari ja masstootmisel on otstarbekas kasutada masinvormimist kahtevormi kasti.
Masinvormimise põhietappid on:

Segu täitmine

Tihendamine

Mudeli eemaldamine vormist.
Vormitihedust iseloomustab suhteline deformatsioon: dh/h
Vormisegu tihendamise järgi liigitatakse vormimismasinad:

Pressmasin ( squeeze moulding machine ) on hüdrauliline masin ja segu tihendatakse kas templiga ülevalt presides või mudeliga alt.

Raputusmasinal (jolt-type moulding machine) segu tihendatakse korduvate löökidega.

Puhurmasinal (sand blowing moulding machine) vormisegu kantakse vormi ja tihendatakse suruõhujaoga. Meetod on suure tootlikusega ning kasutatakse väiksemate vormide valmistamisel.

Seguheitur (sand slinger moulding machine) segu tihendatakse selle heitmise teel vormikasti. Kõige suurema tootlikusega (3…50m3/h) meetod. Kasutatakse suurde vormikastide täitmiseks (>0,5m3). Tööseade on pöörlev (kuni 1400 p/min) segu paiskav kopp . Vormitihedus vormikasti kõrgusest ei muutu.

Impulssmasin ( pressure wave moulding machine) segu tihendatakse lööklaine toimel gaaside kiirel sisenemisel vormikasti.
Mudeli eemaldamise viisi järgi liigitatakse vormimasinad:

Mudeli väljatõmbamisega

Pöörduva töölauaga
Masinvormimise liigid:

Vormimine vormikatidesse (flask moulding) tehnoloogia on analoogiline kahesse käsitsi kahte vormikasti vormimisega.

Vormikastita vormimine (flaskless moulding) toimub eri vormides , mis pärast vormi valamist eemaldatakse:

Vormikastid asendatakse õhukeseseinalise vormiümbrisega.

Vertikaalse lahutuspinnaga vormid vormitakse pöörduvate plaatidega vormimasinal.

Virnvormimise ( stack moulding) vorm koosneb mitmest eraldi vormitud osas mida toidab üks valukanal ja seob ühine püstkanal. Kasutatakse lihtsakujuliste valandite puhul.

Kärnvormimine (core assembly moulding) vorm koostatakse kärnidest , mis moodustavad nii valandi sise kui ka välispinnad. Kasutatakse keeruliste valandite tootmiseks.

Vaakumvormid (vacuum moulding) sideaineta, kasutatakse kuiva liiva , mida hoitakse ja tihendataske vomikastis polümeerkile ja vaakumi abil.
Kuiv- ja märgvormimine:

Märgvormimine ( green -sand moulding) puhul kuivatatakse ainult kärn
Kuivvormimise (dry-sand moulding) korral kuivatatakse enne koostamist kõik vormi osad. (tõstab tugevust, kuid vähendab gaaside eraldumist)

Enne valu valamist vormi:

Õõnsused puhastatakse surveõhuga

Kärnmärkide järgi asetatakse kohale kärnid

Vajadusel asetatakse kohale jahutid ning filtrid vedemetalli puhastamiseks
Sulametalli vormi valamiseks kasutatakse erinevaid koppasi (ladles):
Pöördkopast (tilting ladle ) sulametalli kallutatakse välja, vormi sattub ka räbu
Stopperkopast ( bottom pour ladle) metall valatakse kopa põhjas asetseva sulguriga, et vormi ei sattuks räbu.
Sifoonkopp (teapot ladle) e. pöördkopp, konstruktsioon hoiab ära räbu sattumise vormi.
Valandivormist välja löömise temperatuur sõltub sulami omadustest ja valandi konstruktsioonist:

Terasvalandid 500-700°C
Keerulised malvalandid 200-300°C
Lihtkujulised malmvalandid 800-900°C

Valandi väljalöömiseks (Shake out) kasutatakse väljalöömisseadmeid, levinuimad on väljalöömisrestid.
Kärni väljalöömiseks kasutatakse pneumomeisleid või teisi vibroseadmeid.
Valanditepuhastamiseks kasutatakse trummelpuhastust, jugapuhastust (liivaprits, haavelprits) ja elektrokeemilist töötlemist.
Valu kordkasutusega e. ainukasutusega vormidesse :

Liivvormvalu (sand casting) puuduseks on valandi halb pinnakvaliteet ja ebatäpsus, mis ei vasta tänapäeva nõuetele
Koorikvalu (shell mould casting) 8-12mm paksuse seinaga vorm mis valmistatakse kuumutatud metallimudeli abil. Vormi materjaliks on liiv ja sideaineks termoreaktiivnevaik (6-7%). 120°C vaik sulab ja 200-250°C vaik kõveneb (polümeriseerub) pöördumatult, tagades liivvaikvormi suure tugevuse.

Eeliseks võrreldes liivvormvaluga on:

Valandi täpsus
Hea pinnakvaliteet
Takistamatu kahanemine (vorm kaotab kõrgel temp. tugevuse)
Valandit on kerge eemaldada vormist
Protsess on automatiseeritav
Vormisegu kulub vähe.

Puuduseks on:

Vaiku kallis hind
Valandite piiratud mass (300kg).

Koorikvalu protsess:

Mudelplaat kuumutatakse (200-250°C)
Kinnitatakse kinnisele kastile.
Kast koos liivaga pööratakse 180°
Vormisegu katab mudelplaadi ja hoitakse 10-30s.
Vaik sulab u. 10mm paksuseks kihiks, moodustades kõva kooriku.
Kast pööratakse endisesse asendisse
Kõvenenud koorik eemaldatakse mudelplaadilt
Koostatakse vorm.

Täppisvalandi valu (presicious casting)

Täppisvalu (investment casting)

Valu keraamilissevormi (ceramic mould casting)

Valukipsvormi (plaster mould casting)
Olenevalt kordkasutatava materjalist, liigitatakse täppisvalu:

Täppsivalu sulavmetalliga e. valuks väljasulatatava mudeliga ( lost wax- process , investment casting) valmistatakse kergsulavast segust (nt. Parafiin , stearin, jt. Rasvhapped ). Mudelid valmistatakse ühisevalukanalite süsteemiga plokk. Kooriku tekitamiseks kastetakse mudeliplokk keraamilisse lahusesse (kvartsitolm, etüülsilikaat) ja tolmutatakse kvartsliivaga. Kergsulav mudel sulatatakse vormist välja ahjus või kuuma auru, vee, õhuga . Valamiseks kuumutatakse vormi 1000°C. Pärast valandi jahtumist vorm purustatakse mehaaniliselt.
Täppisvalu gasifitseeruva mudeliga (lost-foam casting, evaporative pattern casting, lost pattern process, cavitiless casting) valmistatakse kõrgel temperatuuril gasitsifeeruvast materjalist ( vahtpolüstürool ). Vormiks kasutatakse sideaineteta tihendatud vormiliiva või õhukese seinaga koorikvorme.
Täppsivalu lahustuva mudeliga (soluble pattern process)

Valu korduvkasutusega e. püsivormidesse:

Kokillvalu (permanent mould casting) metallvorm on kas lahtivõetamatu või avatav mis valmistatakse malmist või tööriistaterasest. Gaaside läbilaskmiseks on kokill lahutuspinnal 0,2-0,5mm läbimõõduga õhutuskanalid.
Eelised võrreldes liivvormvaluga:

Vormi ettekuumutamine ja tööpindande katmine kattega väldib valandi kiiret jahtumist ja suurendab kokill püsivust.

Tööpindade katted (värv) väldib valandi kleepumist vormi pindadele .

Valandi kiire jahtumise tagab peeneteraline struktuur.

Kokillil praktiliselt puudub järele andvus (ei võimalda saada keerulise kujuga valandeid – suured jääkpinnad ja pragunemine)

Vormi korduvkasutatavus (ühes kokillist võib teha kuni 1000 terase, kuni 10000 malmi ja kuni 250000 alumiiniumsulamist valandit)

Suur täpsus ja pinnasiledus

Valandi peeneteraline struktuur

Lihtne automatiseeritavus.
Puuduseks on:

Kokilli kõrge maksumus

kõrge sulamis temepratuuriga valandite puhul suhtelistel lühike kasutusaeg. Metallvormi järeleandmatus põhjustab valandis suurejääkpingeid ja deformatsioone.

Kokillvalu kasutatakse piiratud massiga (kuni paarsada kg)

Madala sulamistemperatuuriga metallidest (Al Mg, Cu- malmid ) valandite toomiseks.

Kokilli kõrge maksumuse tõttu leiab rakendust põhiliselt suur sari- ja masstootmises

Survevalu (die casting, high pressure die casting) on valandi tootmiseks korduvkasutusega valuvormis e. pressvormis (die), sulametalliga suure survega (kuni 3000MPa) ja kiirusega (kuni 120m/s) täitmise teel. Survevalu on lühikese töötsükliga ja toimub ainult survevalumasinatel.
Sõltivalt survevalumasina (die casting machine) töömeetodist eristatakse:

Külmsurvekambriga survevalu ( cold chamber die casting) sulametall doseeritakse survekambrisse eraldi sulatusseadmest, kust see surutakse rõhul 40-100MPa pressivormi õõnde. Pressvorm koosneb liikuvas ja liikumatust vormipoolest. Valandi õõnsused saadakse metall kärnidega. Pärast valandi pinnakihi tardumist kärn eemaldatakse, valandi lõplikul tardumisel vorm avatakse ja valand tõugatakse tõukuritega vormist välja. Kasutataske Al, Mg, Cu sulamitest, malmist ja terasest valandite tootmiseks.

Kuumsurvekambriga survevalu (hot chamber die casting) survekamber paikneb valuvormiga ühendatud kuumutatavas sulametalliga tiigis.. Kolvi ülemises asendis täitub survekamber sulametalliga. Kolvi liikumisel alla avad sulguvad ja vorm täidetakse 10-30MPa rõhuga sulametalliga.
Survevalu iseärasused

Madalate sulamistemperatuuridega sulamite (Al, Zn, Mg) valandite tootmiseks.

Metall täitab pressvormi suure kiirusega (kuni 120m/s) ja väga lühikese ajaga (0,01-0,6s) seetõttu on oht, et ventilatsiooni avad korgitakse kinni ja gaasid ei saa vormist väljuda.

Metall jahutab vormi kiirest, mistõttu võivad valukanalid tarduda enne kui vorm on täidetud. Kuid samas see tagab peeneteralsie struktuuri.

Hüdraulilinelöök tagab kvaliteetse valand pinnakihi (0,02-0,2mm)
Survevalu eeliseks on:

Suur tootlikus

Kvaliteetne pinnakiht

Täpsus

Automatiseeritavus

Peeneteraline struktuur.
Puuduseks on:

Valandi piiratud mass

Gaasi ja kahanemis poorsus

Pressivormi keerukus ja kõrge maksumus.

Madalate sulamistemperatuuriga metallidest (Al, Mg, Cu, Zn- sulamid ) valandite sari- ja masstootmiseks

Tsentrifugaalvalu (centrifugal casting) on valu meetod kus vormimine toimub tsentrifugaaljõudude abil. Vormina kasutatakse enamasti metallvormi. Olenevalt pöörleva telje suunast eristatakse horisontaalset ja vertikaalset tsentrifugaalmasinat.
Tsentrifugaalvalu eriviisid:

Täistsentrifugaalvalu (true centrifugal casting) on valumasina pöörlemisteljega ühtiva sümmeetriateljega valandite tootmine. Valandi vaba sisepind moodustub gravitatsioonijõudude toimel. Kasutatakse nii horisontaal, kui vertikaal teljega valumasinatel.

Pooltsentrifugaalvalu (semicentrifugal casting) on valumasinapöörlemisteljega ühtiva sümmeetrijateljega valandite tootmiseks. Sisemine pinna kujundavad vormi pinnad või kärnid.. Reeglina kasutatakse vertikaalseteljega masinaid.

Tsentrifugaalvalu (centrifugal casting) valumasina vormi õõned täidetakse tsentrifugaaljõudude toimel. Reeglina kasutatakse vertikaalse pöörlemisteljega seadmeid. Korraga täidetakse mitu vormiõõnsust.
Tsentrifugaalvalu iseärasused:

Tsentrifugaaljõud parandavad vormi täituvust sulametalliga ja kiirendavad mitte metallsete osade eraldumist.

Kergemad mitte metalsed osad kerkivad täistsentrifugaalvalus valandi vaba pinnale ja pooltsentrifugaalvalus sisemistesse osadesse.

Sulametall jahtub kiiremini välisperimeetril.

Tagatud on suunatud tardumine .

Valandi hea toitmine sulametalliga tagab kvaliteetse, poorideta valandi.
Eeliseks on:

Valandi peeneteralisus

Poorsuse puudumine

Täpsus

Võimalus saada sisemisi õõnsusi ilma kärnita

Tsentrifugaalvalu meetodil toodetakse enamasti seest õõnsaid detaile.

Horisontaalses tsentrifugaalmasinas tehakse tavaliselt pikki detaile (L>3D)

Pidevvalu (continous casting) meetodil valmistatakase pikkasi ja ühesuguse ristlõikega valandeid. Sulametall valatakse jahutatud kristallisaatorisse, millest väljub pidevalt tahkestunud valand. Sõltuvalt valandi väljatõmbamise suunast eristatakse vertikaal ja horisontaalpidevvalu.
Pidevvalu iseärasused:

Piiratud pikkusega vormis (kristallisaatoris) saab praktiliselt piiramatu pikkusega valandi

Valandi kõikides osades toimub kristalliseerumine ühesugustes tingimustes, mis tõttu saab ühesuguse struktuuri ja omadustega valandi.

Valandi lõpplik kristalliseerumine toimub väljaspool vormi mis tagab protsessi kõrge tootlikuse.
Pidevavalu eelisteks on:

Hea metalli kasutamine (puuduvad valukanalid)

Valandi täpsus,

Pooritus

Valuvormi pikkaajalisus

Väikesed kulud
Sõltuvalt vormitavusest liigitatakse metallisulamid vedelvormitavateks ehk valusulamiteks ja plastselt vormitavateks ehk deformeeritavateks sulamiteks:
Deformeeritavad sulamid valmistatakse valuplokkidena (ingot). Valusulamid väljastatakse metallurgiatehasest metallikangidena (pig). Enne vormi valamist sulatatakse need valutsehhis uuesti.

MALM

Malm ( cast iron ) on terasega võrreldes suurema süsiniku sisaldusega (üle 2.14%). Malmi ja terase erinevus seisab selles, et malmi pole võimalik toatemperatuuril plastselt deformeerida , kuna malm puruneb. Malm on heade valuomadustega ja odavam kui teras. Mistõttu on masiante kered ja korpused valatud malmist. Malmil on omadus ka summutada lööke.
Lähtuvalt süsiniku olekust ja sellest tulenevalt värvusest liigitatakse malmid:

Valgemalm (white cast iron, white iron) – Kogu süsinik on raudkarbiidi Fe3C (tsementiidi) kujul, ehk seotud. Tsementiit on raua ja süsiniku ühend raudkarbiit, süsiniku sisaldus on 6,6%. Kõva kuid habras .
Hallmalmis on kogu süsinik vabas olekus ehk grafiidina.

Hallmalmid jagunevad:

Liblelise grafiidiga malm (flake graphite iron, FG-iron) on tuntud kui ka hallmalm (gray cast iron). Kõige enam kasutatav hallmalm. Tema tõmbetugevus on u. 5x väiksem kui terasel, samuti plastsus, sitkus, elastsusmoodul on väikesemad. Kasutatakse valandite tootmiseks millel puuduvad märkimisväärsed dünaamilised koormused.

Keraja grafiidiga malm (spheroidal graphite iron, SG-iron, nodular iron) tuntakse ka kui kõrgtugeva või plates malmina (ductil cast iron, high- duty iron). Grafiit avaldab väikest mõju metalli omadustele, peamine mõjutaja on metalli faasi struktuur ja sulami omadused. Plastset malmi kasutatakse peamiselt dünaamilise koormusega töötavatel detailidel. Heade mehaaniliste omaduste tõttu kasutatakse neid sageli teraste asemel.

Kompaktliblelise grafiidiga malm (vermicular cast iron, vermicular iron, compact graphite iron, CG-iron) on tuntud kui ka verikulaarmalm on heade valuomadusteg ja suhteliselt suure plastsusega. Kasutataske suhteliselt suurte ja keerukate valandite toomiseks.

Pesaja grafiidiga malm (malleable cast iron, malleable iron) on tuntud kui termpermalm mis tuleneb sõnast tempertama ehk sitkemaks muutma. Tekib valgemalmi termotöötluse, lõõmutuse abil.
Vaba grafiiti sisaldavaid malme liigitatakse metalse maatriksi struktuurist olenevalt:

Feriitseteks

Feriitperliitseteks

Perliitseteks
Malmi omadused sõltuvad metallsest faasi struktuurist ja grafiidi osakeste sisaldusest ja kujust . Võrreldes metallse maatriksiga on grafiidi tugevus tühine, seega võib vaadelda vaba grafiitiga malmi kui poorset terast. Halvimad omadused on liblelise grafiidiga mailmil.
Grafiidiosakeste kuju mõjutab malmi plastsust, vähemal määral tõmbetugevust. Samal ajal kõvadus ja survetugevus ei muutu.
Malmi saab ka karastada, normaliseerida jne. Termotöötlusel grafiidiosakeste kuju ei muutu.
Vaba grafiidiga malmil on terasega võrreldes järgmised eelised:

Hea lõiketöödeldavus (murdelaast)

Head antifriktsioon omadused (grafiit vähendab hõõrdetegurit)

Head vibratsiooni summutavad omadused

Väike tundlikus pindpragudele

Head valuomadused

Valgemalm (white cast iron) on habras kuid suure kõvaduse ja kulumiskindlusega, mistõttu seda ksutatakse sageli jahvatusseadmete labade jt detailide valmistamiseks. Läbinisti valget malmi saab kasutata kui ei ole löökkoormust. Suurte mehaaniliste koormustega töötavad seadmed kaetakse valgendatud pinnaga malmist (chilled cast iron). Pinnakihil valge malm ja südamikul aga hallmalm.

Tempermalm (mallable cast iron) on vaba grafiidiga malm, mis tekib valge malmi termotöötluse, grafiidistava lõõmutuse teel. Sellist malmi ei nimetata grafiid osakeste kujujärgi vaid omaduste ja omaduste saavutamise järgi termpermalmideks.
Termpermalmides on grafiit pesakujuga ja sellest tulenevalt plastne ja tugev. Pesa grafiit tekib kui valget malmi pikka aega kuumutada.
Tempermalmi (2,2-3,2% C) iseärasused:

Väikese seinapaksuse ja massiga valandite tootmiseks, põhjuseks kiire jahtumine mille tingib valge malmi struktuur.

Suhteliselt halb vedelvoolavus mis tingib kõrge valutemperatuuri (1500-1550°C). Seega läheb vaja tulekindlamaid ja parema gaasi läbilaskvusega valuvorme .

Suur kahanemine (1,5-2%) põhjustab kahanemistühikuid e. poore. Kasutada tuleb alati kompensaatoreid.

Valandit lõõmutatakse, et saada ferriit või perliittempermalm. Lõõmutamisel toimub grafiidistumine e. grafiidipesade moodustamine kui tsementiit laguneb.
Tempermalmi liigid:

Feriittempermalm e. tumeda murdega tempermalmi (ferritic malleable iron, blackheart malleable iron) lõõmutusreziim koosneb 2 järgust:

Grafiidistamine 950-1000°C lagundab valges malmis tsementiidi austerniidiks ja grafiidiks.

700-720°C juures austerniit kristaliseerub perliidiks ja perliidis olev tsementiit laguneb samuti grafiidiks ja feriidiks. Lõõmutustsükel kestab 20-50h. Lõpp struktuur on ferriit ja grafiit.

Perliittempermalm e. heleda murde pinanga tempermalmi (perlitic malleable iron, witheheart malleable iron) saamine on ühe järguline:

Grafiitimise käigus tekib grafiit ja austerniit, jahtumisel kristaliseerub austeniit perliidiks millele järgneb kiire jahutus, ning seega säilib perliit struktuur.

MALMIDE TÄHISTUS

EN- GJSA -400-18 S-RT-W
EN – standart
GJ – Malm (G-valu, J-raud)
S - Grafiidi struktuuri tähis (L-liblelinegrafiit, S- keragrafiit, M- Pesagrafiit, V- Vermikulaargrafiit, N- Vanagrafiit, Y- erikuju )
A - Metallse maatriksi mikrostruktuur või karastus (A- Austeniit, F- Ferriit, P- Perliit, M- Maternsiit, L- Ledeburiit , Q- Karastatud, T- Parandatud, B- Musta südamikuga, W- Valge südamikuga)
400 – Tõmbetugevus (Rm, N/mm2)
18 – Katkevenivus (A, %)
S – Proovikeha saamisviis (S- Eraldatud valatud kehast, U- valatud proovikeha, C- valandis väljalõigatud teimik )
RT - Teimi temperatuur (RT- toatemperatuur, LT- madal temperatuur)
W – Muud lisanõuded (D- valatud olekus, H- termotöödeldud valand, W- keevitatav , Z - muud nõuded)
EN-GJS HB155
HB155 – Markeerimine kõvaduse järgi (HB – Birelli kõvadus, HV- Vickeris kõvadus, HR- Rockwelli kõvadus)
EN-GJ-XNiMn13-7
X - Malmide keemilise koostise tähis
XiMn13-7 – keemiline koostis ja nende vahekord (%)
Vene tähistus :
CU30 – hallmalm, Rm=300MPa (1/10)
BU80 – kõrgtugev malm, 300MPa
KU700 -2 – Tempermalm, 700MPa, A=2%
AUC-2 – Laagrimalm, C-hallmalm B-kõrgtugev, 2- järiekorra nr
UNi11Mn7W – U-eriomadustega legeermalm, Ni11Mn7 keemiline tähis ja sisaldus, W keragrafiit.

TERAS

Teras (

.DOCX Laadi alla originaalfail 18 lk · .docx · 62 allalaadimist

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #1

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #2

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #3

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #4

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #5

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #6

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #7

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #8

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #9

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #10

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #11

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #12

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #13

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #14

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #15

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #16

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #17

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal #18

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 18 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2015-12-13 Kuupäev, millal dokument üles laeti

62 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

vaimps Õppematerjali autor

Tallinna Tehnikakõrgkooli metallide vautehnoloogia kursuse konspekt.

tktk valutehnoloogia kursuse materjal konspekt valand malm metal metall casting iron valukanal sulametall vormisegu

Sarnased õppematerjalid

docx

Metallide tehnoloogia 2. Esimese kontrolltöö vastused.

välismõõtmetega üle 50...60 mm) tooteid, pulbermaterjalide madalamad mehaanilised omadused, pulbrite suhteliselt kõrge hind, piirangud toodete kujule ja pressvormide kõrge maksumus. 14) 1) metallipulbrite saamine, 2) segude valmistamine, 3) toodete pressimine ja paagutamine. 15) - 16) Paagutus on pulbrite vormimisele järgnev konsolideerimise ja tugevuse tõstmise eesmärgil teostatav termiline töötlus. valutehnoloogia 17) Valutehnoloogia olemus seisneb valandite tootmises sulametalli valamise teel valuvormi. Kordkasutusvormvalu ja korduvkasutusvormvalu. 18) Kordkasutusvormvalu ehk valu ainukasutusega vormidesse, aga korduvkasutusvormvalu ehk valu korduvkasutusega e. püsivormidesse 19) Liivvormvalu, koorikvalu, kokillvalu, survevalu, tsentrifugaalvalu 20) Vedelvoolavus on sulami omadus täita vedelas olekus valuvorm. Vedelvoolavust määratakse tehnoloogiliste teimidega.

Materjaliõpetus

docx

Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia

Tartu Kutsehariduskeskus Autode ja masinate remondi osakond Martin Raba Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia Iseseisevtöö Helmo Hainsoo TARTU 2012 Martin Raba Sissejuhatus Metallurgia on metallide ja metallisulamite ning nendest pooltoodete tootmise tööstusharu. Eristatakse: · rauametallurigat e. ferrometallurgiat, mis hõlmab raua ja rauasulamite (teras, malm) tootmist; · mitterauametallurgiat e. värvilismetallide metallurgiat, mis hõlmab mitterauametallide (Cu, Al, Mg, Ti jt.) toomist. Enamik metalle on maakoores keemiliste ühenditena, valdavalt oksiididena, millest tuleb metall mitmesuguseid metallurgilisi protsesse rakendades eraldada. Põhilised metallurgilised protsessid on:

Luksepp

doc

Valutehnoloogia e-test

Question 1 Correct Mark 1.00 out of 1.00 Flag question Question text Silumiinid on sulamid Select one: a. Si-Cu b. Al-Cu c. Al-Mg d. Al-Si Question 2 Correct Mark 1.00 out of 1.00 Flag question Question text Oht kahanemistühikute tekkeks terasvalandeis võrreldes malmvalanditega on Select one: a. sama b. praktiliselt puudub c. väiksem d. suurem Question 3 Correct Mark 1.00 out of 1.00 Flag question Question text Suurim tugevus on malmil Select one: a. pesalise grafiidiga b. plaatja ning liblelise grafiidiga c. keraja grafiidiga d. vermikulaargrafiidiga Question 4 Correct Mark 1.00 out of 1.00 Flag question Question text Pressvormide ja kokillide purunemise põhjuseks on Select one: a. ülessulamine b. survepinged c. väsimuspragude tekkimine d. tõmbepinged Question 5 Correct Mark 1.00 out of 1.00 Flag q

Konstruktsioonimaterjalide tehnoloogia

pdf

Valutehnoloogia

Töölaud Minu kursused Tallinna Tehnikaülikool Teaduskonnad Inseneriteaduskond Mehaanika ja tööstustehnika instituut MTX0010 T6. Valutehnoloogia Alustatud esmaspäev, 26. november 2018, 15.22 Olek Lõpetatud Lõpetatud esmaspäev, 26. november 2018, 16.13 Aega kulus 50 min 46 sekundit Hinne 34, maksimaalne 40 (85%) Küsimus 1 Valmis Hindepunkte 0/1 Milliseid valudefekte võib põhjustada valumetalli suur kahanemine? Valige üks: a. mõõtmehälbed b. külmpraod c. kahanemistühikud

Insenerimehaanika

doc

Valutehnoloogia

Tallinna Tehnikaülikool Materjalitehnika instituut Töö nimetus: Valutehnoloogia(vedelvormimine) Töö nr. 1 Üliõpilane: Rühm. MAHB31 Töö esitatud: Arvestatud: LIIVVORMVALU Valandi saamine algab mudeli valmistamisega. Mudel jätab vormi jäljendi. Mudelid valmistatakse puidust, metallist või plastist. Konstruktsiooni järgi võivad mudelid olla terviklikud või koostatavad, enamasti poolitatavad. Mudel on varustatud kärnmärkidega, mis kujundavad vormis kärnile toetuspinna. Mudeli valmistamisel lisatakse detaili töödeldavatele pindadele töötlus varu vastavalt nõuetele. Järgmine protsess valandi saamisel on mudeli paigutamine vormikasti ning vormikasti täitmine vormiseguga. Vormisegu on vormimaterjalide segu liivvormide valmistamiseks. Vormkast on jäik metallist raam, mis ümbritseb vormisegu valuvormi valmistamise, teisaldamise ja sulametalliga t

Materjaliõpetus

docx

Konstruktsioonimaterjalid Test 2. - Valutehnoloogia

Vali üks: a. valukanalite süsteemi ristlõigete vähendamine, tõusukanalite ja valupeade kasutamine b. valukanalite süsteemi minimaalne pikkus ja valupeade (kompensaatorite) kasutamine c. jahutajate kasutamine ja toitekanalite ristlõike vähendamine d. räbupüüdja ristlõike suurendamine, tõusukanalite kasutamine Küsimus 21 Õige Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Loetlege täppisvalu puudused Vali üks: a. tehnoloogia keerukus ja kõrge maksumus b. valandi kõrge omahind ja poorsus c. kahanemis- ja gaasitühikud valandites d. ei saa kasutada suursaritootmises Küsimus 22 Õige Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Nimetage pidev- ja poolpidevvalu iseärasused Vali üks: a. toimub valandi suunatud tardumine, mistõttu saadakse valandi ebaühtne struktuur b. temperatuurigradient (muutus) valandi ristlõikes on väike c

Konstruktsioonimaterjalide tehnoloogia

docx

Konstruktsioonimaterjalid e tehnoloogia Test 3

MTT0010 Konstruktsioonimaterjalide tehnoloogia Test 3 Aega kulus 54 minutit 3 sekundit Hinne 36, maksimaalne: 40 (90%) Küsimus 1 Õige Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Kuidas on võimalik vältida valandis gaasi ja kahanemispoorsuse teket survevalu puhul? Vali üks: a. legeerida valumetalle b. pikendada valandi jahtumise aega c. vakumeerida pressvorm enne täitumist d. tõsta pressvormi täitmise kiirust Küsimus 2 Õige Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Millistest materjalidest valmistatakse kärne? Vali üks: a. naturaalsest vaigust b. sideaineta vormliivast c. liiva ja savi segust d. ülipuhast vormisavist Küsimus 3 Õige Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Kokilli püsivuse tõstmiseks kaetatakse tööpinnad pinnaga (vooderdatud kokill) mille materjaliks ja paksuseks on Vali üks: a. kvar

Masinaelemendid

docx

Metallide Tehnoloogia II Eksami Spikker

1) Valamine Valutehnoloogia olemus seisneb valandite tootmises sulametalli valamise teel valuvormi. Vormi materjali ja konstruktsiooni järgi liigitatakse valumeetodid: 1. Ainuskasutusega vormidesse: Liivvormvalu; Koorikvalu; Täppisvalu 2. Püsivormidesse: Kokillvalu; Survevalu; 1) Metallurgia Tsentrifugaalvalu On metallide ja metallisulamite ning nendest 2) Liivvormvalu poltoode tootmise tööstusharu. Liivvormvalu puhul valand vormitakse liivvormis, mille siseõõnsus kopeerib valandi kuju. Eristatakse: Liivvormide ja kärnide valmistamisel kasutatakse 1. Rauametallurgia (ferrometallurgia), mis hõlmab vormimaterjale- vormiliiva ja sideained raua ja raua sulamite tootmist (teras, malm)

Metalliõpetus

Rohkem sarnaseid