Vysvětlení procesu odlévání kovů

Co je to odlévání kovů?

Odlévání kovů je moderní proces s dávnými kořeny. Při procesu odlévání kovů se kovové tvary vytvářejí vléváním roztaveného kovu do dutiny formy, kde se ochladí a později se z formy vyjme. Odlévání kovů je pravděpodobně nejstarší a nejvlivnější průmyslový proces v historii. Vyrábí se z něj mnoho kovových předmětů, které používáme v každodenním životě: automobilové součástky, kola vlaků, sloupky lamp, pedály školních autobusů a mnoho dalšího. Navíc se slévárny při odlévání kovů spoléhají na recyklaci kovů jako na nákladově efektivní zdroj surovin, což výrazně snižuje množství zbytečného kovového odpadu, který by mohl skončit na skládkách.

Historie odlévání kovů

Nejstarším známým kovovým odlitkem je odlitek měděné žáby, který byl pravděpodobně vyroben v roce 3200 př. n. l. v Mezopotámii, kdy byla měď oblíbeným používaným materiálem. Později, kolem roku 2000 př. n. l., bylo objeveno železo. Ale teprve kolem roku 700 př. n. l. byla v Číně vyvinuta první výroba litiny. Zajímavé je, že v roce 645 př. n. l. byl v Číně vynalezen také proces lití kovů do písku.

Tyglový proces, technika používaná k výrobě jemné nebo nástrojové oceli, se objevoval a mizel na různých místech po celém světě od počátku 1. tisíciletí n. l.. Tato technika se nejprve objevila v Indii a střední Asii, až se kolem roku 800 n. l. objevila v severní Evropě, kde se používala k výrobě vikingských mečů. Tato technika se znovu objevila až v roce 1750, kdy ji v Anglii znovuobjevil Benjamin Huntsman. Huntsman zahříval malé kousky uhlíkové oceli v uzavřeném kelímku, což je keramická nádoba se žáruvzdornými vlastnostmi, která vydrží vysoký stupeň tepla. Huntsman poprvé dosáhl dostatečně vysoké teploty k roztavení oceli.

V průběhu uplynulých tisíců let se odlévání kovů do použitelných předmětů vyvíjelo, aby se stalo přesnějším a automatizovanějším, ale proces v jeho jádru zůstal v podstatě stejný. Inovace v oblasti automatizace slévárenských procesů, jako je například zařízení VIBRA-DRUM® Sand Casting Conditioner společnosti General Kinematics, usnadnily zpracování velkého množství odlitků a také zlepšily jejich kvalitu. Tento stroj je revoluční ve velkoobjemové manipulaci s formou a pískem pro slévárenské aplikace.

Proces odlévání kovů

  1. Vzorkovnice – Vzorkovnice je replika vnějšího povrchu odlitku. Vzory se obvykle vyrábějí ze dřeva, kovu, plastu nebo sádry. Výroba vzorů je nesmírně důležitá pro průmyslovou výrobu dílů, kde jsou nutné přesné výpočty, aby díly do sebe zapadaly a fungovaly.
  2. Výroba jádra – Pokud je odlitek dutý, další kus písku nebo kovu (nazývaný jádro) vytvaruje vnitřní formu tak, aby byl dutý. Jádra jsou obvykle pevná a zároveň skládací, takže je lze z hotového odlitku snadno vyjmout.
  3. Formování – Chcete-li si představit dosavadní proces odlévání kovů, představte si, že jdete po pláži směrem k oceánu. Podívejte se na stopu, kterou za sebou zanecháváte v mokrém písku. Vaše noha by byla jádrem a otisk zanechaný v písku je odlitek vaší nohy. Formování je několikastupňový proces, při kterém se pomocí formovacího písku vytvoří odlitek kolem vzoru. Při odlévání je forma umístěna v rámu zvaném baňka. Zelený písek neboli formovací písek se nacpe do baňky kolem vzoru. Tento postup se nazývá lití do kovového písku. Jakmile je písek pevně zabalen, lze vzor vyjmout a odlitek zůstane zachován. Alternativně lze vytvořit dvoudílnou nezničitelnou kovovou formu, takže formu lze opakovaně používat k odlévání stejných dílů pro průmyslové aplikace.
  4. Tavení a lití roztaveného kovu – Po roztavení se kov nalije do dutiny formy a nechá se ztuhnout. Po ztuhnutí začíná proces vytřepávání: formy se podrobí vibracím, aby se z odlitku odstranil písek. V průmyslových aplikacích udržuje zařízení, jako je naše dvouhmotové vytřásadlo, díky svému efektivnímu a plynulému výkonu vysoký výrobní výkon. Odstraněný písek se obvykle shromažďuje, chladí a regeneruje, aby mohl být znovu použit v budoucích odlitcích. Zařízení VIBRA-DRUM® Sand Casting Conditioner zlepšuje tento proces oddělování písku od odlitků tím, že odstraňuje a ochlazuje písek a odlitky a odpařuje vlhkost, přičemž zmírňuje poškození odlitků, které je v této fázi procesu běžné. Konečným výsledkem je čistý odlitek a písek připravený pro proces regenerace.
  5. Čištění – V tomto závěrečném kroku se odlitý kovový předmět vyjme z formy a poté se vyfrézuje. Během okujování se předmět očistí od veškerého formovacího materiálu a odstraní se hrubé hrany.

Současné odlitky

Téměř všechna mechanická zařízení, která používáme, od automobilů po pračky, jsou dnes vyráběna z kovových dílů, které byly vytvořeny procesem odlévání. Rozdíl mezi dnešními litými kovovými výrobky a těmi, které se vyráběly ještě před 100 lety, spočívá v přesnosti a tolerancích, kterých lze dosáhnout díky automatizovanému počítačovému procesu navrhování a moderním metodám výroby detailních jader a forem. Moderní odlévání kovů představuje inovaci v praxi.

V průběhu staletí byly vyvinuty různé kombinace surovin pro výrobu různých druhů kovů. Některé lité výrobky se používají v motorech, které vyžadují vysokou odolnost vůči teplu a chladu. Litinové trubky musí odolávat korozi a vysokým tlakům. Jiné litinové díly musí být lehké, ale odolné. V mnoha aplikacích jsou díly navrženy tak, aby umožňovaly přesnou toleranci mezi roztažností a smršťováním.

Dalšími postupy odlévání jsou sádrové odlitky, tlakové odlitky a investiční odlévání. Sádrové lití jednoduše nahrazuje písek sádrovou formou.

Tlakové lití vyžaduje dva velké, pohyblivé díly z neželezných kovů, které se pod vysokým tlakem sevřou. Do formy se vstřikuje roztavený kov a po ztuhnutí se kovové části oddělí.

Proces investičního lití začíná naplněním formy voskem. Jakmile vosk ztvrdne, je několikrát potažen keramickým materiálem. Ten se zahřívá, dokud se vosk neroztaví a nezůstane keramická forma. Forma se naplní roztaveným kovem, ochladí se a poté se keramický materiál odlomí.

Hrdý na to, že slouží slévárenskému průmyslu

General Kinematics je hrdý na to, že je předním výrobcem automatizovaných vibračních zařízení, který inovuje spolu se slévárenským průmyslem již téměř 60 let. Chcete-li získat více informací o všech slévárenských zařízeních General Kinematics, kontaktujte nás ještě dnes!

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.