Turnarea centrifugala

Nume si Prenume : Arseni Cristian Octavian

Moldovan Alexandru

Anul universitar: IV

Grupa: 3841

Disciplina: Ingineria Calitatii

CLASIFICARE:

Masinile de turnare centrifuge se caracterizeaza prin aceea ca imprima formei o miscare de rotatie. Datorita acestui fapt aliajul introdus in forma este supus actiunii fortei centrifuge, alaturi de cea a fortei gravitationale.

Practica a demonstrat ca la turatii mici aliajul nu poate fi proiectat si mentinut pe peretii formei permanente , rotitoare: in acest caz avem metoda turnarii in forma rotitoare care prezinta un fapt tehnologic important si de turnare . conventional s-a fixat asa cum a demonstratpractica tehnologica, un raport de minimum 16 intre aceleratia centrifuga si cea gravotationala.

Caracteristicile aliajului: Superior XAL-RZ1-P2B

COMPONENTE NUMAR CAS % Limita de expunere admisa

Oxid de bor 1303-86-2 25-35% 10mg/m3

Fluorur de potasiu i aluminiu 14484-69-6 30 50% 2.5mg/m3

Fluorur de sodiu aluminiu 15096-52-3 30 50% 1.5mg/m3

UTILAJE:

Masinile cu axa orizontala sunt destinate turnarii centrifuge pure. In acest caz cantitatea de aliaj lichid turnat in forma rotitoare are o foarte mare importanta. Grosimea piesei turnate este direct legata de cantitatea de aliaj introdusa in forma.

Prin intermediul masinilor de turnat centrifugale de rotatie se realizeaza diverse piese cum ar fi: Bucse( din fonta, otel) pentru cilindri utilizate in constructia de autovehicule.

Role de la instalatile de turnare continua; role de infasurare; role pentru cuptoarele de maleabilizare role pentru productia sticlei; role pentru industria celulozei si hartiei;

Diferite tuburi utilizate pentru exploatarea petrolului si gazelor; tuburi pentru industria chimica; tuburi pentru canalizare; camasi pentru cilindri hidraulici; conducte pentru transportul materialelor abrazive, piloni si coloane pentru cladiri; inele coroane (din aliaje neferoase);

Contructia unei masini cu axa orizontala si cu forma in consola destinata turnarii bucselor a fost proiectata de colectivul de la Catedra Ingineriei Mediului din cadrul Universitatii Tehnice din Cluj-Napoca.

Pentru turnarea tuburilor din fonta sau otel sunt construite masini in doua variante principale:

I - masina propriu-zisa este fixata de postament iar un dispozitiv deplaseaza jgheabul de turnare,

II masina propriu-zisa este montata pe un dispozitiv de rulare si se deplaseaza intre instalatia de turnare si cea de extragere

Reglajele specifice care se realizeaza sunt: reglarea rolelor antrenate si a rolelor libere ; reglarea dispozitivului de apasare; reglarea rolelor verticale reglarea cantitatii de amestec refractar etc.

Grupul generator este compus dintr-un motor asincron de 18.5 kw si un generator de curent continuu de asemenea de 18.5 kw , cu o turatie de 300 rot/min, legate intre ele prin intermediul unui cuplaj elastic.

CICLUL DE ROTATIE:

Pentru obtinerea unor piese de buna calitate turatia trebuie sa varieze pe parcursul unui ciclu de rotatie. In figura se prezinta o diagrama tipica de variatie a turatiei pe parcursul unui ciclu de rotatie in cazul turnarii tuburilor pe msini cu axa orizontala de roatie. Ciclul cuprinde trei perioade distincte:

I in campul turnarii forma se roteste cu o turatie suficient de mare astfel ca aliajul lichid sa copieze configuratia formei;

II perioada de timp in care aliajul lichid ajunge in partea opusa a formei, turatia;

III perioada in care turatia formei este constanta; durata rotirii la turatie constanta variaza in functie de tipul formei, aliajul care se toarna , grosimea peretelui tubului.

SCHEMA FLUXULUI TEHNOLOGIC

1 METAL

2 SARJARE

3 ELABORARE

4 MANIPULARE ALIAJ LICHID

5 TURNARE

6 DEZBATERE

7 FINISARE + CURATIRE

8 TRATAMENT TERMIC

9 CONTROLUL CALITATII

Operatii ulterioare turnarii

Dezbaterea formelor se realizeaza in urma solidificarii aliajului in forma cu scopul separarii materialului metalic de amestecul de formare. In cazul pieselor turnate in forme crude, ne uscate acest lucru se face cu usurinta prin simpla scoatere a piesei solidificate din forma, operatie ce se poate realiza manual in cazul pieselor mici sau cu ajutorul unor dispozitive de ridicat si transportat in cazul pieselor mari. In cazul pieselor turnate in forme uscate sau din amestec rapid intarite cu dioxid de carbon dezbaterea se realizeaza in instalatii speciale de dezbatere prin vibrare si scuturare.

Curatarea. Dupa dezbatere piesa trebuie curatata de urmele de material de formare ramase pe suprafetele piesei sau in intranduri si goluri. In cazul pieselor mici curatarea se realizeaza prin tobare in tobe cilindrice rotative in care se introduc piesele impreuna cu bucati de fonta, bile sau materiale abrazive. Curatarea se realizeaza prin lovirea reciproca a pieselor si a elementelor introduse in tobele rotative. In cazul pieselor mari curatirea se realizeaza prin sablare in instalatii mecanizate. Sablarea consta din improscarea pe suprafetele pieselor de curatat a unor particule abrazive din nisip cuartos alice de otel sau fonta sau alte materiale dure. In urma acestei operatii suprafetele sunt curate la culoare metalica mata. In locurile in care amestecul de formare ramane si dupa aceasta operatie se utilizeaza curatarea cu dalti actionate manual sau cu aer comprimat.

Piesele turnate rezulta corp comun cu reteaua de turnare si elementele tehnologice. Detasarea piesei de acestea se realizeaza prin taiere sau rupere. In cazul pieselor din oteluri carbon si slab aliate se aplica taierea cu oxigen si flacara de gaz, taiere care se bazeaza pe arderea in jet de oxigen a otelului adus la temperatura de ardere. Piesele din materiale casante fonte, bronzuri, aliaje de aluminiu etc. se rup prin lovire si pentru aceasta reteaua se ingusteaza in zona legaturii cu piesa pentru crearea unui concentrator de tensiuni. Se mai pot utiliza metode de taiere cu oxi-arc pentru oteluri inoxidabile si refractare, aliaje de cupru si aluminiu etc. aliaje care nu se pot taia prin procedeul oxi-gaz.

Tot o operatie de curatire este indepartarea bavurilor care pot sa apara in planul de separatie a formelor ca urmare a unei imperfectiuni la inchiderea formelor. Bavurile se curata de regula prin polizare ca de altfel si alte elemente care nu au un aspect corespunzator.

Tratamentul termic este o operatie care se aplica pieselor turnate cu scopul reducerii tensiunilor interne aparute ca urmare a contractiei la solidificare impiedicate de forma de turnare sau datorita configuratiei piesei.

Tratamentul termic aplicat este recoacerea de detensionare. In cazul in care materialul pieselor trebuie sa dispuna de proprietati de nivel ridicat se pot aplica si alte tratamente termice: recoacere de omogenizare pentru asigurarea unei omogenitati chimice si structurale, recoacere de normalizare pentru obtinerea unei structuri fine, imbunatatire pentru asigurarea unui nivel ridicat al proprietatilor etc.

Controlul calitatii:

Controlul calitatii pieselor turnate se poate face :

- vizual, cu ochiul liber pentru defectele de suprafata, si de geometrie ,

- incercarea la cadere libera pentru identificarea pieselor cu fisuri interioare,

- incercari de etansare prin umplerea pieselor cu lichide sub presiune pentru evidentierea porozitatilor,

- incercari defectoscopice pentru defectele interioare,

- incercari mecanice,

- controlul structurii, etc.

Calitatea pieselor turnate se verifica in cadrul controlului final, urmarindu-se detectarea defectelor si a cauzelor care le-au generat.Se controleaza: aspectul exterior,compactitatea, dimensiunile si masa, compozitia chimica, structura, proprietatile mecanice.

Aspectul exterior.Prin aceasta cercetare se poate constata nerespectarea formelor exterioare ale pieselor turnate, defecte superficiale si uneori chiar defecte interioare care ies la suprafata.

Compactitatea.Se constata defectele interioare printr-o serie de metode:

Incercarea la presiune ( proba hidraulica).Se aplica pieselor care in exploatare sunt solicitate la presiuni interioare sau exterioare exercitate de diverse fluide.Incercarea se face de regula asupra unei presiuni superioare celei din exploatare.Aparitia picaturilor de apa pe peretii piesei pune in evidenta neatanseitatile produse de defectele interioare.

Detectarea defectelor interioare cu ajutorul ultrasunetelor,razele X,prin defectoscopie magnetica.Se aplica pieselor deosebit de importante.

Metode indirecte masurarea greutatii specifice a piesei,determinarea proprietatilor mecanice, ciocanirea.

Controlul dimensiunii si a masei.Se face cu instrumente universale sau speciale de control.La piesele mari si complicate, verificarea dimensiunilor se face prin trasaj, pe placa de trasare.

Compozitia chimica.Se determina prin metode obijnuite de analiza chimica cantitativa sau prin metode speciale (spectroscopice, colorimetrice).Proba supusa analizei trebuie sa fie reprezentativa pentru metalul turnat.Se pot folosi probe turnate (din aceeasi sarja) idependent de piese sau probe martor, solidare cu piesa.

Controlul structural.structura metalelor turnate depinde de compozitia chimica, de conditiile de racire si de tratamentul termic aplicat piesei.Controlul se poate face prin:

Analiza macroscopica. Examinarea se face cu ochiul liber sau la marime mica (lupe) pe probe luate din piese, pe epruvete speciale, sau direct in ruptura.

Analiza microscopica. Examinarea se face cu ajutorul microscopului pe probe metalografice slefuite si atacate cu reactivi.

Controlul proprietatilor mecanice.

Caracteristicile mecanice care se verifica uzual sunt duritatea, rezistenta la rupere (la curgere) la intindere si incovoiare, alungirea, gatuirea, rezilienta. Incercarile nedistructive (duritatea) se pot executa direct asupra pieselor; pentru cele distructive sunt necesare epruvete turnate care pot fi:

Epruvete martor se toarna odata cu piesele, fiind legate de acestea prin canale de alimentare.

Epruvete turnate separat.Se toarna in aceleasi conditii ca si piesa, din aceiasi sarja si sunt supuse aceluiasi tratament termic.

Epruvete prelevate din piesa.Se sacrifica un numar de piese turnate si din ele se confectioneaza epruvete.

Detectarea defectelor la pieselor turnate este urmata de analizarea cauzelor care le-au generat,in vederea preintamplarii aparitiei lor in viitor.Acelasi tip de defect poate fi generat de mai multi factori iar acelasi factor (denumit factor de productie) poate provoca mai multe defecte.

BIBLIOGRAFIE:

C.Stefanescu, I. Cazacu Tehnologii de executare a pieselor prin turnare, Editura tehnica

Eugen Dragos, Emil Nagy Elaborarea si Turnarea Aliajelor Feroase, Institutul Politehnic Cluj-Napoca, 1991

V. ZUBAC Utilaje Pentru Turnatorie , Editura didactica si pedagogica , Bucuresti - 1982