Uvod Oblikovanje metalnih materijala Osnovni principi ... materijal/Ljevarstvo...Termička obrada...

1

LJEVARSTVO

4 - 6 čas

Željezni livovi

Željezni livovi sa grafitom

Željezni livovi bez prisustva grafita

Livovi prema izgledu preloma

Sivi željezni livovi

Bijeli željezni livovi

2

Željezni livovi

Željezni livovi sa grafitom

Liv sa lamelarnim grafitom

Liv sa nodularnim grafitom

Liv sa vermikularnim grafitom

Liv sa temper grafitom

Sadržaj C 3-3,5%, Si 1,8-2,5%

Cijepljenje liva

Uticaj legirajućih elemenata

Grafitizatori Si, Ni, Cu

Karidotvorci Cr, V, Mn

Uticaj brzine hlađenja, pojava odbjela

3

Željezni livovi

Hemijski sastav

C 3,0-3,5%, Si 1,8-2,5%, Mn 0,4-0,8%, S do 0,15%, P

do 0,2%

Sadržaj Mn=1,7x%S + 0,3

4

Željezni livovi-liv sa lamelarnim

grafitom

Slika 11. Mikrostruktura liva sa lamelarnim grafitom

a) prije i b) poslije nagrizanja

a) b)

Željezni liv sa lamelarnim grafitom

Liv koji je najstariji materijal iz skupine

željeznih livova

Najveća proizvodnja u svijetu

Svojstva

Niska vrijednost zatezne čvrstoće i duktilnosti

Dobra mašinska obradivost

Dobra sposobnost prigušenja vibracija

Dobra toplotna provodivost

Dobra livkost

Niski troškovi proizvodnje 5

Željezni livovi-liv sa lamelarnim

grafitom

Željezni liv sa nodularnim grafitom

Nizak sadržaj S < 0,015 i P<0,1, Mn<0,3

Nodulacija, Mg 0,03-0,06%

Svojstva

Superiorniji u odnosu na liv sa lamelarnim

grafitom u pogledu mehaničkih i duktilnih

svojstava (Rm od 350 do 1500N/mm2)

Zamjena za čelični liv u mnogim aplikacijama

Dobra livkost, obradivost i prigušenje vibracija

6

Željezni livovi-liv sa nodularnim

grafitom

Mikrostruktura – feritni, perlitni, feritno perlitni,

ausferitni ADI liv

7

Slika 10. Izgledm mikrostrukture liva sa nodularnim grafitom

a) feritni, b) feritno perlitni, c) ausferitni ADI liv

a) b) c)

Željezni livovi-liv sa nodularnim

grafitom

8

Slika 11, primjeri odlivaka

od nodularnog liva

Proizvodi

Željezni liv sa vermikularnim grafitom

Prema svojstvima smješta se izmedju livova

sa lamelarnim i nodularnim grafitom

Modifikacija predlegurama

Predlegure na bazi Mg i antinodularizator (Ti)

Poteškoće u proizvodnji

(0,008%<Mg<0,012%)

9

Željezni livovi-liv sa

vermikularnim grafitom

10

Slika 12. Mikrostruktura vermikularnog liv

a) Prije b) poslije nagrizanja

a) b)

Željezni livovi-liv sa

vermikularnim grafitom

11

Slika 13. Odlivci od vermikularnog liva

a) Kućište motora b) glava motora

a) b)

Željezni livovi-liv sa

vermikularnim grafitom

Željezni liv sa temper grafitom

Polazna bijela struktura

Dugotrajan proces termičke obrade

Polazna mikrostruktura eutektički karbidi i

perlit

Finalna mikrostruktura

Nakupine grafita-temper grafit i metalni matriks

8feritni, perlitni, martenzitni

12

Željezni livovi-liv sa temper

grafitom

13

Slika 14. mikrostruktura

temper liva

a) Polazno stanje

b) feritni

c) perlitni

d) martentitni

a) b)

c) d)

Željezni livovi-liv sa temper

grafitom

Podjela temper liva

Bijeli temper liv

Crni temper liv

Svojstva sliča svojstvima liva sa nodularnim

grafitom

Dobra livkost za tankostjene odlivke, dobra

duktilnost pri sniženim temperaturama, dobra

otpornost na trošenje...

14

Željezni livovi-liv sa temper

grafitom

Proces proizvodnje odlivaka

Složen proces

Tehnologija proizvodnje podijeljena u više faza

Dobra organizacija posla i sistem kontrole kvaliteta

Priprema rada-tehnološka priprema

Nacrti

Rokovi

Potrebne sirovine

Cijena

Uslovi isporuke

15

16

Proces proizvodnje odlivaka

Slika 1. Dijagram toka operacija

pri proizvodnji odlivaka na

bazi željeza u jednokratne kalupe

Tehnološka analiza i razrada crteža

Crtež dostavljen od strane kupca

Analiza konstrukcije odlivka

Mogući postupci livenja

Konstrukcija i proračun ulivnog sistema

Materijal za potrebe izrade modela, jezgra i

kalupa

Skupljanje odlivka

Mašinska obrada

17

Proces proizvodnje odlivaka

Izrada modela odlivka

Materijal za izradu

Izrada jezgrenika

Izrada kalupa i jezgri

Livenje u jednokratne kalupe

Livenje u trajne kalupe

Materijal za izradu kalupa

Pijesak

Vezivo

voda

Kalupovanje-formiranje kalupne šupljine

18

Proces proizvodnje odlivaka

Sklapanje kalupa

Priprema taline

Priprema materijala za topljenje

Agregati za topljenje

Kupolne peći

Indukcione peći

Plamen peći

Šahtne peći

Lončaste peći

Kontrola procesa topljenja 19

Proces proizvodnje odlivaka

Obrada taline

Korekcija hemijskog sastava

Cijepljenje

Nodulacija

Transport i livenje taline u pripremljene

kalupe

Zaštita taline

Brzina livenja taline

Turbulencija, prskanje, iskorištenje taline

Peći za držanje i dogrijavanje taline

20

Proces proizvodnje odlivaka

Istresanje i vadjenje odlivka

Ručno

Automatski

Regeneracija kaluparskog materijala

Odvajanje dijelova ulivnog sistema

Rezanje (autogeno)

Odbijanje

21

Proces proizvodnje odlivaka

Čišćenje odlivka

Sačmanje

Popravke (reparacijsko zavarivanje)

Termička obrada

Za odlivke gdje je to predviđeno

Mašinska obrada

Prema dogovoru

Mašinska obrada odgovarajućih pozicija

22

Proces proizvodnje odlivaka

Kontrola kvaliteta (prema dogovoru s kupcem i

odgovarajućim standardima za pojedine klase

materijala)

Završna dimenziona kontrola

Izrada epruveta za ispitivanje

Kontrola mehaničkih svojstava

Kontrola metalografskih svojstava

Kontrole bez razaranja

Pakovanje i transport

23

Proces proizvodnje odlivaka

Agregati za topljenje

Agregati za topljenje čelika i željeznih livova

Kupolna peć

Indukciona peć

Elektrolučna peć

Agregati za topljenje livova na bazi obojenih

metala

Plamena peć

Šahtna peć

Lončasta peć

24

Izrada taline

25

Priprema uloška za topljene livova na bazi

željeza

Sivo sirovo željezo

Čelični otpad

Povratni materijal

Sredstva za naugljeničavanje

Silicij karbid

Gorivo-koks

Ferolegure i ostali dodaci

Izrada taline

26

Sivo sirovo željezo Smanjenje ukupnog sadržaja Mn

Pospješuje nukleacijsku sposobnost taline

Smanjenje koncentracije štetnih elemenata

Razrijeđenje taline

Udio u ulošku od nekoliko procenata pa i do 90%

Čelični otpad Preduslov nizak sadržaj rezidualnih elemenata

Za sniženje ukupnog ugljika i silicija u talini

Sa porastom udjela čeličnog otpada raste potrošnja energije i produljuje

se vrijeme procesa topljenja

Niži metalurški kvalitet taline i povećan udio troske

Veća potrošnja sredstava za naugljeničenje i cijepljenje

Problem za odlivke koji zahtijevaju niži sadržaj perlita (ako ČO sadrži

rezidualne elemente koji promoviraju nastanak perlita)

Potreba za termičkom obradom

Izrada taline

27

Izrada taline

Povratni materijal Ulivni sistemi, hranitelji, škartni odlivci

Udio ovisi o količini povratnog materijala kojim livnica raspolaže u datom

trenutku

Materijal potrebno razvrstati po klasama i prisutnosti legirajućih elemenata

Sredstva za naugljeničavanje Podešavanje sadržaja ugljika u talini: grafit, dijelovi elektroda, petrol koks,

sintetički grafit, idr

Vrijeme i način dodavanja ovise o vrsti agregata za topljenje (mrežne,

srednjefrekventne indukcione peći)

Potrebna količina (veća količina-dodati sredstvo veće čistoće, za manje

količine dodavanje se može vršiti i u mlaz pri livenju u lonac)

Si smanjuje topivost ugljika u talini (u slučaju potrebe za dodavanjem i Si prije

dodati sredstvo za naugljeničenje pa onda sredstvo koje je nosioc Si)

28

Silicij-karbid Najčešće 30%C i 70%Si

Pogodan i za naugljeničavanje i za povišenje sadržaja Si u talini

Iskorištenje vrlo visoko

Poboljšava metalurške karakteristike taline

Potiče nukleacijski potencijal taline

Dodaje se u količini do 1% u uložak u ranijim fazama procesa

topljenja, nikada u lonac

Koks Energent za topljenje

Naugljeničenje taline

Sadržaj sumpora i pepela u koksu

Izrada taline

29

Ferolegure i ostali dodaci

Za legiranje taline

Dodaju se u peć ili lonac

Za korekciju sadržaja Si dodaje se FeSi koji nije namijenjen za

cijepljenje taline

Izrada taline