OdlievanieOdlievanie

Úvod do technológie Úvod do technológie zlievaniazlievania

Technologické zlievarenské procesy sú výrobné procesy, v priebehu Technologické zlievarenské procesy sú výrobné procesy, v priebehu ktorých sa vplyvom účinku tepelnej energie, menia vstupné kovové ktorých sa vplyvom účinku tepelnej energie, menia vstupné kovové materiály pri spolupôsobení vhodnej formy na výrobky. materiály pri spolupôsobení vhodnej formy na výrobky.

Spôsoby odlievania kovu do formy:Spôsoby odlievania kovu do formy: Liatie pod tlakomLiatie pod tlakom Liatie lisovaním z tekutej fázyLiatie lisovaním z tekutej fázy Odstredivé liatieOdstredivé liatie Sklopné liatieSklopné liatie Výroba presných odliatkovVýroba presných odliatkov Liatie vo vákuu alebo v pretlakovej atmosféreLiatie vo vákuu alebo v pretlakovej atmosfére Kontinuálne liatieKontinuálne liatie

Rozvoj tlakového liatiaRozvoj tlakového liatia

Výroba odliatkov liatych do kovových foriem pod tlakom je dnes Výroba odliatkov liatych do kovových foriem pod tlakom je dnes rozšírená na rad technických výhod, napríklad možnosť výroby odliatkov rozšírená na rad technických výhod, napríklad možnosť výroby odliatkov zložitých tvarov, odliatkov s predliatými otvormi, s vysokou rozmerovou zložitých tvarov, odliatkov s predliatými otvormi, s vysokou rozmerovou presnosťou a hladkosťou povrchu s minimálnymi prídavkami na presnosťou a hladkosťou povrchu s minimálnymi prídavkami na obrábanie, jemnozrnnou štruktúrou a tým aj vyššími mechanickými obrábanie, jemnozrnnou štruktúrou a tým aj vyššími mechanickými vlastnosťami. Dnešné stroje pre tlakové liatie sú výsledkom takmer vlastnosťami. Dnešné stroje pre tlakové liatie sú výsledkom takmer storočného vývoja a ich kvalite a výhodnej konštrukcii prispeli aplikácie storočného vývoja a ich kvalite a výhodnej konštrukcii prispeli aplikácie riadiacich a elektronických prvkov s využitím výpočtovej techniky.riadiacich a elektronických prvkov s využitím výpočtovej techniky.

Nové metódy tlakového Nové metódy tlakového liatialiatia

Metóda Squeeze CastingMetóda Squeeze Casting - je založená na vtláčaní špeciálneho piestu do pomocného náliatku - je založená na vtláčaní špeciálneho piestu do pomocného náliatku

umiestneného nad materiálovým uzlom odliatku ešte v okamihu, ako stuhne umiestneného nad materiálovým uzlom odliatku ešte v okamihu, ako stuhne kov vo forme. Tento proces potláča vznik sťaženín, alebo sa rozptyľujú do kov vo forme. Tento proces potláča vznik sťaženín, alebo sa rozptyľujú do nepatrných veľkostí, preto je vhodný pri výrobe odliatkov s tepelnými uzlami, nepatrných veľkostí, preto je vhodný pri výrobe odliatkov s tepelnými uzlami, alebo s rozdielnou hrúbkou stien.alebo s rozdielnou hrúbkou stien.

Týmto spôsobom je vyrobený pozoruhodný tlakový odliatok bloku Týmto spôsobom je vyrobený pozoruhodný tlakový odliatok bloku spaľovacieho motora vozidla spaľovacieho motora vozidla Porsche BoxterPorsche Boxter. .

Metóda Semi-solid Metal Casting (Thixo-CastingMetóda Semi-solid Metal Casting (Thixo-Casting)) - je založená na tixotropnom stave a bola doplnená vytvorením špeciálnej - je založená na tixotropnom stave a bola doplnená vytvorením špeciálnej

zliatiny "Thixalloy" (AlSi10MgCu), ktorá je pri vlastnej výrobe polotovarov zliatiny "Thixalloy" (AlSi10MgCu), ktorá je pri vlastnej výrobe polotovarov plynulým odlievaním, navyše podrobená miešaniu v elektromagnetickom poli. plynulým odlievaním, navyše podrobená miešaniu v elektromagnetickom poli. Po stuhnutí sa vyznačuje globulárnym tvarom kryštálov. Pri odlievaní sa Po stuhnutí sa vyznačuje globulárnym tvarom kryštálov. Pri odlievaní sa polotovary ohrievajú na teplotu 578 ° C, tj. do polotekutého stavu, vkladajú sa polotovary ohrievajú na teplotu 578 ° C, tj. do polotekutého stavu, vkladajú sa do komory tlakového stroja a vtláčajú do dutiny formy. Výsledkom je do komory tlakového stroja a vtláčajú do dutiny formy. Výsledkom je neporézny, veľmi kompaktný odliatok s nepatrnými otrepmi. neporézny, veľmi kompaktný odliatok s nepatrnými otrepmi.

Súčasné TrendySúčasné Trendy V súčasnej dobe sa výrobcovia tlakových strojov zameriavajú na ponuky V súčasnej dobe sa výrobcovia tlakových strojov zameriavajú na ponuky

celých zlievarenských komplexov - tlakových zlievarenských buniek celých zlievarenských komplexov - tlakových zlievarenských buniek vrátane začlenenia robotov, manipulátorov, rôznych príslušenstiev a vrátane začlenenia robotov, manipulátorov, rôznych príslušenstiev a kontrolných prvkov.kontrolných prvkov.

K rozvoju technológie tlakového liatia prispievajú 3 aspekty: K rozvoju technológie tlakového liatia prispievajú 3 aspekty: 1.1. Rozvoj a uplatnenie vytvrditelných hliníkových zliatin, výroba tlakových Rozvoj a uplatnenie vytvrditelných hliníkových zliatin, výroba tlakových

strojov s uplatnením nových technologických prvkov zameraných na strojov s uplatnením nových technologických prvkov zameraných na znižovanie porozity odliatkov.znižovanie porozity odliatkov.

2.2. Rozvoj a aplikácie simulačných výpočtových programov tlakového liatia Rozvoj a aplikácie simulačných výpočtových programov tlakového liatia plnenia foriem s následným stuhnutím a chladnutím odliatkov. plnenia foriem s následným stuhnutím a chladnutím odliatkov.

3.3. Rozvojom je zvyšovanie kvality a životnosti foriem, ako napríklad Rozvojom je zvyšovanie kvality a životnosti foriem, ako napríklad povlakovanie foriempovlakovanie foriem..

PA CVD povlaky - nástroj na PA CVD povlaky - nástroj na zvyšovanie kvality foriem zvyšovanie kvality foriem pre tlakové liatiepre tlakové liatie

PA CVD – PA CVD – PlasmaPlasma - - AssistedAssisted ChemicalChemical VaporVapor DepositionDeposition

Plazmové asistované chemické vylučovanie z plynnej fázyPlazmové asistované chemické vylučovanie z plynnej fázy

Táto technológia spočíva v plazmovej nitridácii s následným Táto technológia spočíva v plazmovej nitridácii s následným povlakovaním nástrojov technológiou povlakovaním na báze titánu a povlakovaním nástrojov technológiou povlakovaním na báze titánu a bóru. Aplikácia tejto technológie znamená jednak elimináciu bóru. Aplikácia tejto technológie znamená jednak elimináciu nalepovaniu spracovávaného farebného kovu na povrch nástroja a nalepovaniu spracovávaného farebného kovu na povrch nástroja a jednak výrazne zvyšuje odolnosť voči opotrebeniu.jednak výrazne zvyšuje odolnosť voči opotrebeniu.

Boli vyvinuté dva typy povlakov. Boli vyvinuté dva typy povlakov. Typ určený na ošetrenie povrchu foriem, jadier, komôr a pod. pre Typ určený na ošetrenie povrchu foriem, jadier, komôr a pod. pre

tlakové liatie farebných kovov, teda pri práci za tepla.tlakové liatie farebných kovov, teda pri práci za tepla. Systém pre následné spracovanie farebného kovu za studena. Možno tak Systém pre následné spracovanie farebného kovu za studena. Možno tak

povrchovo ošetriť nástroje v celom výrobnom toku od tlakového liatia povrchovo ošetriť nástroje v celom výrobnom toku od tlakového liatia až po zhotovenie konečného výrobku.až po zhotovenie konečného výrobku.

NiekoľkoNiekoľko príkladov povlakovaných častí foriem pre tlakové liatie príkladov povlakovaných častí foriem pre tlakové liatie

povlakované nástroje pre spracovanie farebných kovov za studena

Technológia PA CVD povlakovanie garantuje rovnomerné nanesenie povlaku Technológia PA CVD povlakovanie garantuje rovnomerné nanesenie povlaku na celú plochu nástroja, vrátane priechodných aj nepriechodných otvorov od na celú plochu nástroja, vrátane priechodných aj nepriechodných otvorov od priemeru 5 mm. Vďaka nútenej cirkulácii atmosféry v peci je povlak nanášaný priemeru 5 mm. Vďaka nútenej cirkulácii atmosféry v peci je povlak nanášaný úplne rovnomerne na všetky plochy, vrátane dutín s toleranciou hrúbky úplne rovnomerne na všetky plochy, vrátane dutín s toleranciou hrúbky povlaku 10%. Toto je jedna zo základných predností – žiadna iná technológia povlaku 10%. Toto je jedna zo základných predností – žiadna iná technológia nevie homogénne napovlakovat vonkajšie plochy aj dutiny. Povlakovať touto nevie homogénne napovlakovat vonkajšie plochy aj dutiny. Povlakovať touto technológiou môžeme diely až do hmotnosti technológiou môžeme diely až do hmotnosti 1 250 kg1 250 kg a max. rozmeru a max. rozmeru priemeru priemeru 700 x 950 mm700 x 950 mm. Po opotrebovaní napovlakovaných dielov je možná . Po opotrebovaní napovlakovaných dielov je možná ich repasia spočívajúca vo vyčistení, odstránení zvyškov Al, odstránenie ich repasia spočívajúca vo vyčistení, odstránení zvyškov Al, odstránenie zvyškov starého povlaku, prípadne prebrúsenie a nové napovlakovanie. U zvyškov starého povlaku, prípadne prebrúsenie a nové napovlakovanie. U tvarovo náročných a teda aj drahých dielov sa táto repasia oplatí. tvarovo náročných a teda aj drahých dielov sa táto repasia oplatí.

Výhoda PA CVD povlakuVýhoda PA CVD povlaku •• Poškodenie v dôsledku tepelnej únavy vzniká 10x neskôr ako u dielov Poškodenie v dôsledku tepelnej únavy vzniká 10x neskôr ako u dielov ktoré boli len nitridovanéktoré boli len nitridované

• • Brúsne opotrebenie sa objavuje 5x neskôr ako u nitridovaných foriemBrúsne opotrebenie sa objavuje 5x neskôr ako u nitridovaných foriem •• Obdobných efektov sa dosahuje aj pri tlakovom liatí aj iných Obdobných efektov sa dosahuje aj pri tlakovom liatí aj iných

farebných kovov Zn, Mg, Cu farebných kovov Zn, Mg, Cu • • Povlak je pri teplotách tlakového liatia termodynamicky stabilný.Povlak je pri teplotách tlakového liatia termodynamicky stabilný.

•• Povlak možno aplikovať na dokončené formy až po spracovaní. Pri Povlak možno aplikovať na dokončené formy až po spracovaní. Pri povlakovaní nedochádza k žiadnym rozmerovým zmenám. povlakovaní nedochádza k žiadnym rozmerovým zmenám. • • Pri povlakovaní nedochádza k zmenám vlastností povlakovaných Pri povlakovaní nedochádza k zmenám vlastností povlakovaných materiálov.materiálov.

•• Nanášaný povlak je extrémne tvrdý a nedochádza k interakcii povlaku Nanášaný povlak je extrémne tvrdý a nedochádza k interakcii povlaku so spracovávaným kovom a to ani v roztopenom, ani v tuhom stave. so spracovávaným kovom a to ani v roztopenom, ani v tuhom stave. • • Povlak si svoje vlastnosti zachováva aj po tepelne cyklickom Povlak si svoje vlastnosti zachováva aj po tepelne cyklickom namáhaní.namáhaní.

•• Čistenie formy je jednoduché. Čistenie formy je jednoduché. •• Povlakovaním sa zníži spotreba separátorov. Povlakovaním sa zníži spotreba separátorov. • • Povlak na báze Ti a B zníži abrazívne opotrebeniePovlak na báze Ti a B zníži abrazívne opotrebenie

Prečo povlakované formyPrečo povlakované formy

•• Zníženie výrobných nákladov na odlievanieZníženie výrobných nákladov na odlievanie•• Zníženie nákladov na údržbu foriem Zníženie nákladov na údržbu foriem•• Zvýšenie životnosti nástrojov Zvýšenie životnosti nástrojov•• Ochrana foriem, jadier, vložiek a komôr proti Ochrana foriem, jadier, vložiek a komôr proti

opotrebeniu a odieraniuopotrebeniu a odieraniu•• Zabránenie vzniku trhlín vznikajúcich v dôsledku Zabránenie vzniku trhlín vznikajúcich v dôsledku

tepelnej únavy základného materiálu tepelnej únavy základného materiálu • • Zníženie náchylnosti ku korózii a oxidácii povrchuZníženie náchylnosti ku korózii a oxidácii povrchu

•• Významné obmedzenie nalepovania taveniny na Významné obmedzenie nalepovania taveniny na povrch foriem, jadier atď. povrch foriem, jadier atď.

vysokotlakové odlievanie

horčíková zliatina

Tvorba geometrie odliatku

Simulácia plnenia formy

vysokotlakové odlievanie

horčíková zliatina

Simulácia tuhnutia odliatku

vysokotlakové odlievanie

horčíková zliatina

Predikcia vnútorných chýb v odliatku

vysokotlakové odlievanie

horčíková zliatina

Predikcia mikroštruktúry v odliatku

vysokotlakové odlievanie

horčíková zliatina

Simulácia napätí a deformácie odliatku

vysokotlakové odlievanie

horčíková zliatina

vysokotlakové odlievanie

horčíková zliatina

Simulácia napätí a deformácie odliatku

Ďakujem za Ďakujem za pozornosť pozornosť :p :p