Lijevanje je jedna od najranijih metoda oblikovanja metala koja su poznata ljudima. Općenito znači lijevanje rastopljenog metala u vatrostalni kalup sa šupljinom oblika koji treba izraditi i omogućavanje da se stvrdne. Kada
očvrsnuo, željeni metalni predmet izvadi se iz vatrostalnog kalupa razbijanjem kalupa ili rastavljanjem kalupa. Očvrsli predmet naziva se lijevanjem. Taj se postupak naziva i osnivanjem
1. Istorija procesa lijevanja
Proces lijevanja vjerovatno je otkriven oko 3500. pne. U Mezopotamiji. U mnogim dijelovima svijeta tijekom tog razdoblja bakarne sjekire i drugi ravni predmeti izrađivali su se u otvorenim kalupima izrađenim od kamena ili pečenih
glina. Ovi kalupi su u osnovi bili u jednom komadu. Ali u kasnijim periodima, kada je trebalo izrađivati okrugle predmete, takvi kalupi bili su podijeljeni na dva ili više dijelova kako bi se olakšalo povlačenje okruglih predmeta
Bronzano doba (oko 2000 pne) donijelo je daleko više usavršavanja u proces lijevanja. Možda je prvi put izumljeno jezgro za izradu šupljih džepova na predmetima. Te jezgre su napravljene od pečene gline.
Takođe, postupak nastajanja cire ili izgubljenog voska intenzivno se koristio za izradu ukrasa i fine radove.
Kinezi su tehnologiju lijevanja znatno poboljšali otprilike 1500. pne. Prije toga, nema dokaza o bilo kakvoj akciji lijevanja pronađenoj u Kini. Čini se da nisu bili sjajni
upoznat s postupkom trajanja cire niti ga je intenzivno koristio, već se specijalizirao za višedelne kalupe za izradu vrlo zamršenih poslova. Proveli su puno vremena u usavršavanju kalupa do posljednjih detalja, tako da teško
bili su potrebni bilo kakvi završni radovi na odljevku izrađenom od kalupa. Vjerojatno su izrađivali kalupe za komade koji su sadržavali pažljivo postavljene dijelove, kojih je bilo trideset ili više. Zapravo su mnogi takvi kalupi iskopani
tokom arheoloških iskopavanja u raznim dijelovima Kine.
Civilizacija doline Inda poznata je i po širokoj upotrebi lijevanja bakra i bronze za ukrase, oružje, alate i posuđe. Ali nije bilo puno poboljšanja u tehnologiji. Od varija
o našim predmetima i figuricama koji su iskopani sa lokaliteta doline Inda, čini se da su bili upoznati sa svim poznatim metodama lijevanja, kao što su otvoreni kalup, komadni kalup i postupak trajnog užarenja
Iako se Indiji moglo pripisati izum čelika za lončiće, u Indiji nije bilo očigledno mnogo pronalaska željeza. Postoje dokazi da je osnivanje gvožđa započelo oko 1000. pne u Siriji i Perziji. Izgleda
da se tehnologija lijevanja gvožđa u Indiji koristila od vremena invazije Aleksandra Velikog, oko 300. pne.
Poznati gvozdeni stup koji se trenutno nalazi u blizini Qutb minara u Delhiju primjer je metalurških vještina drevnih Indijanaca. Duga je 7,2 m i napravljena je od čistog kovnog željeza. Pretpostavlja se da je ovo
period Chandragupte II (375-413. n. e.) iz dinastije Gupta. Stopa hrđanja ovog stuba, koji stoji vani na otvorenom, praktično je nula, pa čak i zakopani dio rđa izuzetno sporo. Ovo
mora biti prvo izliven, a zatim zakucan do konačnog oblika.
2. Prednosti i ograničenja
Postupak lijevanja intenzivno se koristi u proizvodnji zbog svojih brojnih prednosti. Rastopljeni materijal ulijeva se u bilo koji mali dio u šupljini kalupa i kao takav, bilo koji zamršen oblik - unutarnji
ili eksterno - može se napraviti postupkom lijevanja. Moguće je lijevati praktički bilo koji materijal, bilo željezni ili obojeni. Nadalje, potrebni alati potrebni za lijevanje kalupa vrlo su jednostavni i
jeftino. Kao rezultat, za probnu proizvodnju ili proizvodnju male serije to je idealna metoda. U procesu lijevanja moguće je postaviti količinu materijala tamo gdje je tačno potrebna. Kao rezultat
može se postići smanjenje težine u dizajnu. Odljevci se obično hlade ravnomjerno od svih sida i stoga se očekuje da nemaju usmjerena svojstva. Postoje određeni metali i puno
koja se može obrađivati lijevanjem, a nikako drugim postupkom poput kovanja zbog metalurških razloga. Mogu se napraviti odljevci bilo koje veličine i težine, čak i do 200 tona.
Međutim, tačnost dimenzija i površinska obrada postignuta normalnim postupkom lijevanja pijeskom u mnogim slučajevima ne bi bili primjereni za konačnu primjenu. Da uzmemo u obzir ove slučajeve, neka posebna castin
razvijeni su procesi poput prešanja pod tlakom, čiji su detalji dati u kasnijim poglavljima. Takođe, postupak lijevanja pijeska u određenoj je mjeri radno zahtjevan i stoga su mu usmjerena mnoga poboljšanja,
kao što su mašinsko oblikovanje i mehanizacija livnice. Kod nekih materijala često je teško ukloniti nedostatke koji nastaju zbog vlage prisutne u odljevcima od pijeska
3. Uslovi kastinga
U sljedećim poglavljima vidjet će se dijelovi lijevanja pijeskom, koji predstavljaju osnovni postupak lijevanja. Prije nego što uđemo u detalje postupka, bilo bi definiranje određenog broja riječi iz rječnika
prikladno.
Tikvica - Kalup za oblikovanje je onaj koji drži pijesak u cjelini. Ovisno o položaju tikvice u strukturi kalupa, naziva se raznim nazivima kao što su vuča, prevlaka i obraz. Sastoji se od drveta
za privremene primjene ili općenito od metala za dugotrajnu upotrebu.
Povlačenje - Donja tikvica
Cope - Gornja tikvica
Obraz - Srednja tikvica za oblikovanje koja se koristi u trodijelnom oblikovanju.
Uzorak - Uzorak je replika konačnog objekta koji se izrađuje uz neke izmjene. Šupljina kalupa izrađena je uz pomoć uzorka.
Razdvojna linija - ovo je linija razdvajanja između dvije tikvice za oblikovanje koja čini kalup za pijesak. U podijeljenom uzorku to je također linija razdvajanja između dvije polovice uzorka
Donja ploča - Ovo je ploča obično izrađena od drveta koja se koristi na početku izrade kalupa. Uzorak se prvo zadržava na donjoj ploči, posipa se pijeskom, a zatim se nabijanje vrši u otporu
Suočeni pijesak - Mala količina ugljeničnog materijala posipanog na unutrašnju površinu šupljine za oblikovanje daje bolju površinsku završnu obradu odljevaka
Pijesak za oblikovanje - To je svježe pripremljeni vatrostalni materijal koji se koristi za izradu šupljine kalupa. To je mješavina silicijeve gline i vlage u odgovarajućim omjerima kako bi se postigli željeni rezultati i okružuje
uzorak prilikom izrade kalupa.
Pijesak za podlogu - To je ono što čini većinu vatrostalnog materijala koji se nalazi u kalupu. Sastoji se od korištenog i izgorjelog pijeska.
Jezgra - koristi se za izradu šupljih šupljina u odljevcima.
Sliv za izlijevanje - Mala šupljina u obliku lijevka na vrhu kalupa u koju se ulije rastopljeni metal.
Spure - Prolaz kroz koji rastopljeni metal iz sliva dolazi do šupljine kalupa. U mnogim slučajevima kontrolira protok metala u kalup.
Trkač - prolazi u ravnini razdvajanja kroz koje se regulira protok rastopljenog metala prije nego što dođu do šupljine kalupa.
Kapija - Stvarna ulazna točka kroz koju otopljeni metal ulazi u šupljinu kalupa.
Chaplet - Chaplets se koriste za podupiranje jezgri unutar šupljine kalupa kako bi se brinulo o vlastitoj težini i prevladalo metalostatske sile.
Mrzlica - mrzlica su metalni predmeti koji se stavljaju u kalup kako bi se povećala brzina hlađenja odljevaka kako bi se osigurala jednolična ili željena brzina hlađenja.
Riser - To je rezervoar rastopljenog metala predviđen u odljevku tako da vrući metal može teći natrag u šupljinu kalupa kada dođe do smanjenja zapremine metala uslijed očvršćavanja
4. Postupak izrade kalupa za pijesak
Postupak izrade tipičnog kalupa od pijeska opisan je u sljedećim koracima
Prvo se donja ploča postavlja ili na platformu za oblikovanje ili na pod, čineći površinu ravnomjernom. Posuda za kalupiranje drži se naopako na donjoj ploči zajedno s dijelom za vuču
uzorak u sredini tikvice na ploči. Između uzorka i stijenki tikvice trebao bi biti dovoljan razmak koji bi trebao biti reda od 50 do 100 mm. Suv pijesak okrenut je posipanjem
ploča i uzorak kako bi se dobio ljepljivi sloj. Svježe pripremljeni pijesak za oblikovanje odgovarajuće kvalitete sada se sipa u otpor i na uzorak do debljine od 30 do 50 mm. Ostatak tikvice je
potpuno napunjen rezervnim pijeskom i ravnomjerno nabijen za kompaktiranje pijeska. Nabijanje pijeska treba izvesti pravilno kako se ne bi previše zbijalo, što otežava izlazak plinova,
niti previše labav, tako da kalup ne bi imao dovoljno čvrstoće. Po završetku nabijanja višak pijeska u tikvici potpuno se struže ravnom šipkom do nivoa rubova tikvice.
Sada se s ventilacijskom žicom, koja je žica promjera od 1 do 2 mm sa zašiljenim krajem, u otporu prave rupe za odzračivanje do pune dubine tikvice, kao i do uzorka kako bi se olakšalo uklanjanje plinova tokom lijevanja
očvršćavanje. Ovim je završena priprema vuče.
Gotova tikvica za povlačenje sada je prebačena na donju ploču izlažući uzorak kao što je prikazano na fotografiji. Klizanjem se popravljaju rubovi pijeska oko uzorka i postavlja polovica uzorka
obrazac povlačenja, poravnavajući ga pomoću klinova za klinove. Cope tikvica na vrhu potezanja smještena je poravnavajući se uz pomoć igala. Suvi pijesak za rastvaranje posut je po cijelom otporu i na uzorku
Osovinski klin za izradu prolaza za odvod nalazi se na maloj udaljenosti od oko 50 mm od uzorka. Takođe, podizač igle po potrebi čuva se na odgovarajućem mjestu i svježe pripremljeni pijesak za oblikovanje sličan onome
vuče zajedno s pijeskom koji se oslanja. Pijesak je temeljito nabijen, višak pijeska je strugan i rupe za odzračivanje su napravljene po cijelom sloju kao u otporu.
Osovinski klin i usisni klin pažljivo su izvučeni iz tikvice. Kasnije se sliv za izlijevanje seče blizu vrha smrče. Cope je odvojen od vuče i bilo kakvog slobodnog pijeska na cope and drag interfejsu
otpora otpušta se uz pomoć mijeha. Sada se polovice uzorka i poteza povlačenja povlače pomoću izvlačenja šiljaka i lupkanjem uzorka uokolo kako bi se malo povećala šupljina kalupa tako da
Zidovi kalupa se ne kvare uzorkom povlačenja. Staze i kapije se pažljivo urezuju u kalupu, a da se kvar ne pokvari. Sav višak ili rastresiti pijesak koji se nađe u trkačima i šupljini kalupa se puše
dalje koristeći meh. Sada se pijesak za oblaganje u obliku paste nanosi po cijeloj šupljini kalupa i klizačima, što bi gotovom odljevku dalo dobru površinsku završnu obradu.
Suha jezgra od pijeska priprema se pomoću kutije za jezgre. Nakon odgovarajućeg pečenja, stavlja se u šupljinu kalupa kao što je prikazano na fotografiji. Cope se zamjenjuje na vuču vodeći računa o poravnanju njih dvoje pomoću
igle. Na poklopcu se čuva prikladna težina kako bi se pobrinula metalostatska sila prema gore tokom izlijevanja rastopljenog metala. Kalup je, kako je prikazano na fotografiji, spreman za lijevanje.
Vrijeme objavljivanja: decembar 25-2020