Hedhja e metaleve: procesi, metodat, metodat

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Metali është baza e gjithë qytetërimit modern. Brenda një viti, njerëzimi modern nxjerr dhe përpunon vetëm një sasi të tillë hekuri, saqë para gjithë botës do ta merrte atë për të paktën disa shekuj. Dhe kjo nevojë është plotësisht e justifikuar, pasi vetëm ndërtimi merr një sasi të pabesueshme çeliku. Nuk është për t'u habitur që derdhja e metaleve në kushte të tilla po përmirësohet vazhdimisht.

Pak histori

Karakteristika më e rëndësishme e hekurit për t'u ngurtësuar, ngurtësimi i formës së "propozuar" ndaj tij, një person e vuri re në kohët e lashta. Sot, pothuajse të gjithë shkencëtarët supozojnë se njohja fillestare e njeriut me metalin u bë falë meteoritëve. Hekuri meteoritik ishte i shkrirë dhe i lehtë për t'u përpunuar, kështu që bazat e derdhjes u studiuan nga disa qytetërime të sapolindura shumë kohë më parë.

Në vendin tonë derdhja e metaleve ka qenë një punë e respektuar dhe e nderuar prej shekujsh, njerëzit e kanë trajtuar gjithmonë me shumë respekt këtë zanat. Janë të njohura "Topi i Carit" dhe "Kambana e Carit", të cilat janë kryevepra të aftësisë së kastit të mjeshtrave rusë, edhe nëse njëri prej tyre nuk ka rënë kurrë, dhe i dyti nuk ka qëlluar. Makinat e Uralit në mbretërimin e Pjetrit të Madhfitoi famë të veçantë si furnizues i armëve të besueshme për ushtrinë. Megjithatë, me shumë të drejtë e mbajnë këtë titull edhe tani. Para se të shohim llojet kryesore të derdhjes së metaleve, është e nevojshme të themi disa fjalë për karakteristikat e kërkuara të lëndëve të para.

Cili duhet të jetë metali për derdhje

Vetia më e rëndësishme e metalit që përdoret për derdhje është rrjedhshmëria e tij. Lidhja në formë të shkrirë duhet të rrjedhë sa më lehtë që të jetë e mundur nga një enë në tjetrën, duke mbushur gropat e saj më të vogla. Sa më i lartë të jetë rrjedhshmëria, aq më të holla mund të bëhen muret në produktin e përfunduar. Me metalin që përhapet dobët, është shumë më e vështirë. Në kushte normale, ai arrin të rrëmbejë shumë më herët sesa të plotësojë të gjitha boshllëqet e formularit. Kjo është vështirësia që hasin industrialistët kur derdhin lidhjet metalike.

Nuk është çudi që gize është bërë materiali i preferuar i shkritores. Kjo për shkak se kjo aliazh ka rrjedhshmëri të shkëlqyer, duke e bërë relativisht të lehtë punën me të. Çeliku është larg nga të qenit kaq i lëngshëm, dhe për këtë arsye, për të mbushur plotësisht kallëpin (në mënyrë që të mos ketë zgavra dhe zbrazëtira), duhet të përdoret një sërë mashtrimesh.

Në rastin më të thjeshtë, kur kërkohet derdhja e metaleve në shtëpi, lëndët e para shkrihen dhe derdhen në ujë në pjesë të vogla: kështu, në veçanti, mund të bëni lavamanë për peshkim. Por kjo metodë përdoret relativisht gjerësisht edhe në industrinë e armëve! Nga maja e një kulle të veçantë, që ngjan me një kullë ftohëse në skicë, e shkrirëmetalike. Lartësia e strukturës është e tillë që një pikëz e formuar në mënyrë perfekte, tashmë e ftohur, arrin në tokë. Kështu prodhohet shkrepja në shkallë industriale.

Metoda e derdhjes së tokës

Metoda më e thjeshtë dhe e lashtë është hedhja e metalit në tokë. Por "thjeshtësia" e tij është një koncept relativisht i kushtëzuar, pasi kjo punë kërkon përgatitje jashtëzakonisht të mundimshme. çfarë do të thotë?

Së pari, një model me madhësi të plotë dhe më të detajuar të casting-ut të ardhshëm është bërë në dyqanin e modeleve. Për më tepër, madhësia e tij duhet të jetë disi më e madhe se produkti që duhet të merret, pasi metali do të vendoset kur të ftohet. Si rregull, modeli bëhet i shkëputshëm, nga dy gjysma.

Pasi të bëhet kjo, përgatitet rëra speciale e formimit. Nëse produkti i ardhshëm duhet të ketë zgavra dhe zbrazëtira të brendshme, atëherë do të jetë e nevojshme gjithashtu përgatitja e shufrave, si dhe një përbërje shtesë e derdhur. Ata duhet të mbushin përkohësisht ato zona që janë "bosh" në pjesën e përfunduar. Nëse jeni të interesuar të derdhni metale në shtëpi, sigurohuni që ta mbani parasysh këtë fakt, sepse përndryshe një balonë tashmë e mbushur thjesht mund të copëtohet nga presioni dhe pasojat e kësaj mund të jenë më të trishtueshmet.

Nga përbëhen rërat e derdhura?

Baza është e llojeve të ndryshme të rërës dhe argjilës, si dhe lidhësit. Roli i tyre mund të luhet nga vajrat natyralë dhe sintetikë, vaji tharës, rrëshira, kolofon, madje edhe katrani.

Tjetër vjen koha e kallepëve, detyra e të cilëve është të bëjnë kallëpe. Nëse shpjegonimë lehtë, bëhet kështu: merret një kuti druri, vendoset gjysma e kallëpit (ai është gjithashtu i shkëputshëm) dhe boshllëqet midis mureve të modelit dhe kallëpit janë të bllokuara me një përbërje formimi.

E njëjta gjë bëhet edhe me gjysmën e dytë dhe fiksoni të dyja pjesët me kunja. Është e rëndësishme të theksohet se dy kone të veçanta futen në atë pjesë të formës që do të jetë në krye kur derdhet. Njëra prej tyre përdoret për derdhjen e metalit të shkrirë, e dyta - për të dalë nga gazrat në zgjerim.

Fundi i fazës përgatitore

Dhe tani është koha për ndoshta pjesën më të rëndësishme të operacionit. Shishet janë të ndara me shumë kujdes, duke u përpjekur të parandalojnë shkeljen e integritetit të rërës. Pas kësaj, dy gjurmë të qarta dhe të detajuara të pjesës së ardhshme mbeten në tokë. Pas kësaj, ato mbulohen me një bojë të veçantë. Kjo bëhet në mënyrë që metali i shkrirë të mos vijë në kontakt të drejtpërdrejtë me tokën e rërës. Teknologjia e derdhjes së metaleve nuk duhet ta lejojë këtë, përndryshe cilësia e produktit të përfunduar mund të përkeqësohet ndjeshëm.

Nëse kjo është e nevojshme, në të njëjtën kohë pritet një kalim shtesë i hyrjes, i cili është i nevojshëm për derdhjen e shkrirjes. Shiritat përsëri palosen dhe lidhen sa më fort që të jetë e mundur. Pasi rëra të jetë tharë pak, mund të filloni të derdhni.

Filloni transmetimin

Së pari, në kupola, domethënë furra speciale, shkrihen boshllëqet prej gize. Nëse kërkohet derdhja e çelikut, atëherë lëndët e para shkrihen në furra shpërthimi, vatra të hapura, inverter dhe furra të tjera. Për të sjellëgjendja e shkrirjes së metaleve me ngjyra, përdorni pajisje të specializuara shkrirjeje.

Gjithçka, mund të filloni të transmetoni. Nëse ka vetëm një formë, atëherë shkrirja derdhet në të me një lugë, individualisht. Në raste të tjera, si rregull, organizohet një transportues: ose një rrip me boshllëqe shkon nën lugë, ose luga lëviz mbi rreshtat e balonave. E gjitha varet vetëm nga organizimi i prodhimit. Kur vjen koha dhe metali ftohet, ai hiqet nga kallëpi. Në parim, kjo metodë është ideale në rastet kur kërkohet derdhja e metalit në shtëpi (për shembull, për një farkë). Asgjë më e përsosur në kushte të tilla nuk do të arrihet gjithsesi.

Makinat e rërës ose bluarjes heqin shkallën dhe ngjitjen e rërës së derdhur nga produkti i përfunduar. Nga rruga, kjo metodë u përdor në mënyrë aktive në prodhimin e tankeve gjatë Luftës së Madhe Patriotike. Kështu u prodhuan kullat e derdhura, dhe thjeshtësia dhe fabrikueshmëria e këtij procesi bëri të mundur prodhimin e një numri të madh automjetesh ushtarake që i nevojitej aq shumë frontit. Çfarë lloje të tjera të derdhjes metalike ekzistojnë?

Die casting

Por tani ata përdorin metoda shumë më të avancuara dhe më të avancuara teknologjikisht për prodhimin e produkteve të derdhura. Për shembull, derdhja e metalit në një kallëp të ftohtë. Në parim, kjo metodë në shumë aspekte i ngjan asaj të përshkruar më sipër, pasi në këtë rast përdoren edhe kallëpe të derdhjes. Vetëm në të njëjtën kohë ato janë metal, gjë që thjeshton shumë procesin e prodhimit në shkallë të gjerë.

Pra, konet dhe shufrat futen në dy gjysma (për derdhjen e metalit dhe formimin e zbrazëtirave), dhepastaj lidhini fort me njëri-tjetrin. Gjithçka, mund të shkoni në punë. E veçanta e kësaj metode është se këtu metali i shkrirë ngurtësohet jashtëzakonisht shpejt, ekziston mundësia e ftohjes së detyruar të kallëpeve, dhe për këtë arsye procesi i lëshimit është shumë më i shpejtë. Me vetëm një kallëp, ju mund të merrni qindra, nëse jo mijëra, derdhje, duke mos shpenzuar shumë kohë për përgatitjen individuale të kallëpeve dhe rërës.

Disa disavantazhe të metodës

Disavantazhi i kësaj metode të derdhjes është fakti se vetëm ato lloje metalesh që karakterizohen nga rritja e rrjedhshmërisë në formë të shkrirë janë të përshtatshme për të. Për shembull, vetëm derdhja me presion është e përshtatshme për çelikun (rreth tij më poshtë), pasi ky material nuk ka fare rrjedhshmëri të mirë. Nën veprimin e ajrit të kompresuar, edhe klasat më "duktile" të çelikut marrin formën e kërkuar shumë më mirë. E keqja është se një myk i zakonshëm i ftohtë thjesht nuk mund t'i rezistojë kushteve të tilla ekstreme të prodhimit dhe do të shpërbëhet. Prandaj, duhet të përdorni një metodë të veçantë prodhimi, të cilën do ta diskutojmë më poshtë.

Formimi me injeksion

Si kryhet derdhja - nën presion - e metaleve? Ne kemi shqyrtuar tashmë disa aspekte më lart, por është ende e nevojshme që kjo çështje të zbulohet më në detaje. Gjithçka është mjaft e thjeshtë. Së pari, nevojitet një kallëp derdhjeje i bërë nga klasa çeliku cilësore, i cili mund të jetë një formë e brendshme me shumë faza dhe komplekse. Së dyti, ne kemi nevojë për pajisje pompimi të afta për të ofruar nga shtatëqind deri në shtatëqind MP.

Përparësia kryesorekjo metodë e shkrirjes është një produktivitet i lartë. Çfarë tjetër siguron formimin me injeksion? Në këtë rast, përdoret shumë më pak metal, dhe cilësia e sipërfaqes së produktit të përfunduar është shumë e mirë. Rrethana e fundit nënkupton refuzimin e një procedure komplekse dhe mjaft të zymtë pastrimi dhe bluarjeje. Cilat materiale janë materialet më të mira për këtë metodë prodhimi për të prodhuar produkte dhe pjesë të gatshme?

Lidhjet më të përdorura bazohen në alumin, zink, bakër dhe kallaj-plumb (derdhja e metaleve me ngjyra). Temperatura e shkrirjes së tyre është relativisht e ulët, dhe për këtë arsye arrihet një prodhimtari shumë e lartë e të gjithë procesit. Përveç kësaj, kjo lëndë e parë ka një sediment relativisht të vogël pas ftohjes. Kjo do të thotë se është e mundur të prodhohen pjesë me toleranca shumë të vogla, gjë që është jashtëzakonisht e rëndësishme në prodhimin e teknologjisë moderne.

Kompleksiteti i kësaj metode është se kur produktet e gatshme ndahen nga kallëpet, ato mund të dëmtohen. Për më tepër, kjo metodë është e përshtatshme vetëm për prodhimin e pjesëve me një trashësi muri relativisht të vogël. Fakti është se një shtresë e trashë metali do të ngurtësohet jashtëzakonisht në mënyrë të pabarabartë, gjë që do të paracaktojë formimin e predhave dhe zgavrave.

Llojet e instalimeve për derdhje nën presion

Të gjitha makinat që përdoren në këtë metodë të derdhjes së produkteve metalike ndahen në dy grupe të mëdha: me një dhomë derdhjeje të nxehtë dhe të ftohtë. Shumëllojshmëria "e nxehtë" mund të përdoret më shpesh vetëm për lidhjet me bazë zinku. Në këtë rast, vetë dhoma e derdhjes është e zhytur në metal të nxehtë. Nen presionajri ose një pistoni i veçantë, ai derdhet në zgavrën e derdhjes.

Si rregull, nuk kërkohet një forcë e fortë injektimi, presioni deri në 35-70 MPa është i mjaftueshëm. Pra, në këtë rast, kallëpet për derdhje metalike mund të jenë shumë më të thjeshta dhe më të lira, gjë që ka efektin më të favorshëm në koston përfundimtare të produktit. Në kallëpet e derdhjes së ftohtë, metali i shkrirë duhet "të futet" thellë në dhomën e derdhjes nën presion veçanërisht të lartë. Në të njëjtën kohë, mund të arrijë 700 MPa.

Ku përdoren pjesët e derdhura me injeksion?

Ata janë kudo. Në telefona, kompjuterë, kamera dhe lavatriçe, kudo ka detaje të marra duke përdorur këtë metodë të veçantë. Përdoret veçanërisht gjerësisht nga inxhinieria mekanike, duke përfshirë ato që lidhen drejtpërdrejt me industrinë e aviacionit dhe madje edhe të hapësirës. Masa e pjesëve të derdhura mund të ndryshojë nga disa gram në 50 kilogramë (dhe edhe më e lartë). A mund të përdoret ndonjë “përpunim” tjetër i metaleve me derdhje? Po, dhe ka shumë mënyra të tjera.

Dylli i humbur

Si në rastin e parë që shqyrtuam, që nga kohërat e lashta njerëzimi ka ditur për metodën e derdhjes së metalit të shkrirë në një model të parapërgatitur të bërë nga parafina ose dylli. Thjesht vendoset në balonë dhe boshllëqet mbushen me rërë të derdhur. Shkrirja shpërndan dyllin dhe në mënyrë ideale mbush të gjithë vëllimin e pjesës kryesore të punës. Kjo metodë është e mirë sepse modeli nuk ka nevojë të nxirret nga balona. Përveç kësaj, është e mundur të merren pjesë me cilësi thjesht të përsosur, ky proces i derdhjesmetalet janë relativisht të lehta për t'u automatizuar.

Shell casting

Nëse derdhja është relativisht e thjeshtë dhe nuk kërkohet forca "hapësire" nga produkti i përfunduar, mund të përdoret metoda e derdhjes në kallëpe të guaskës. Ato janë bërë që nga kohra të lashta, dhe rëra e imët kuarci dhe rrëshira janë përdorur si bazë. Sot, natyrisht, si këto të fundit përdoren përbërje të ndryshme sintetike.

Më pas, merren modele metalike të palosshme, të përbëra nga dy gjysma, dhe vendosen në një sipërfaqe të ngrohur afërsisht në 300 gradë Celsius. Pastaj përzierja e formimit (nga rëra dhe rrëshira e thatë) derdhet në të njëjtin vend në mënyrë që të mbulojë plotësisht sipërfaqen e modeleve metalike. Nën ndikimin e nxehtësisë, rrëshira shkrihet dhe në trashësinë e rërës shfaqet një "balonë" mjaft e fortë.

Sapo të ftohet pak, mund të hiqen shufrat metalike dhe rëra mund të dërgohet në furrë për "pjekje". Pas kësaj, fitohen forma mjaft të forta: duke lidhur dy gjysmat e tyre, metali i shkrirë mund të derdhet në to. Cilat metoda të tjera të derdhjes së metaleve ekzistojnë?

Hirje centrifugale

Në këtë rast, shkrirja derdhet në një formë të veçantë, e cila rrotullohet me shpejtësi shumë të madhe në një projeksion horizontal ose vertikal. Si rezultat i veprimit të forcave të fuqishme centrifugale të aplikuara në mënyrë të barabartë, metali rrjedh në mënyrë të barabartë në të gjitha boshllëqet e kallëpit, duke arritur kështu një cilësi të lartë të produktit të përfunduar. Kjo metodë e derdhjes është ideale për prodhimin e llojeve të ndryshme të tubave. Kjo ju lejon të formoni një trashësi shumë më uniformemure, gjë që është jashtëzakonisht e vështirë për t'u arritur duke përdorur metoda "statike".

Hedhja e elektroskorjeve

A ka ndonjë mënyrë të derdhjes së metaleve që me të drejtë mund të quhen moderne? Derdhja e elektroslagut. Në këtë rast, metali i lëngshëm fitohet fillimisht duke vepruar në lëndën e parë të përgatitur më parë me shkarkime të fuqishme të harkut elektrik. Metoda pa hark mund të përdoret edhe kur hekuri shkrihet nga nxehtësia e grumbulluar nga skorja. Por kjo e fundit ndikohet nga shkarkime të fuqishme.

Më pas, metali i lëngshëm, i cili nuk ka rënë kurrë në kontakt me ajrin gjatë gjithë procesit, futet në dhomën e kristalizimit, e cila "në kombinim" është gjithashtu një kallëp derdhjeje. Kjo metodë përdoret për derdhje relativisht të thjeshta dhe masive, për prodhimin e të cilave nuk ka nevojë të respektohen shumë kushte.

Mbushje me vakum

Zbatohet vetëm për materialet "e nivelit të lartë" si ari, titani, çelik inox. Në këtë rast, metali shkrihet në kushte vakum, dhe më pas shpejt (në të njëjtat kushte) shpërndahet në kallëpe. Metoda është e mirë në atë që kur përdoret, praktikisht përjashtohet formimi i zgavrave të ajrit dhe zgavrave në produkt, pasi sasia e gazrave të pranishëm atje është minimale. Është e rëndësishme të mbani mend se pesha e derdhjeve në këtë rast nuk mund të kalojë njëqind ose dy kilogramë.

A është e mundur të merrni pjesë më të mëdha?

Po, një teknologji e tillë ekziston. Por mund të përdoret vetëm në rastet kur njëqind ton çelik përpunohen në të njëjtën kohë.dhe me shume. Fillimisht, metali shkrihet në kushte vakumi dhe më pas derdhet jo në kallëpe, por në kallëpe speciale, të cilat gjithashtu mbrohen nga ajri që hyn në zgavrën e tyre.

Pas kësaj, shkrirja e përfunduar mund të shpërndahet në kallëpe, nga të cilat ajri gjithashtu pompohej më parë me një pompë. Çeliku i marrë si rezultat i një procesi të tillë teknologjik është mjaft i shtrenjtë. Përdoret për falsifikim, si dhe për disa lloje të derdhjes së njëjtë, kur kërkohet të merren boshllëqe dhe pjesë të cilësisë më të lartë.

Hedhja në modele të gazifikuara (të djegura)

Për sa i përket cilësisë së derdhjes dhe thjeshtësisë, kjo metodë është një nga më fitimprurësit dhe për këtë arsye përdoret gjithnjë e më gjerësisht në industrinë moderne. Një derdhje e tillë metalike, prodhimi i të cilave po rritet nga viti në vit, është veçanërisht e popullarizuar në PRC dhe SHBA, pasi bazat industriale të këtyre dy vendeve dallohen nga nevoja më e madhe për çelik me cilësi të lartë. Avantazhi i kësaj metode është se lejon prodhimin e kallëpeve pa asnjë kufizim në peshë dhe madhësi.

Në shumë mënyra, kjo metodë është e ngjashme me ato të përshkruara më sipër: për shembull, në këtë rast, modeli parësor nuk përdoret nga dylli ose plastelina, por nga shkuma tashmë e përhapur. Meqenëse ky material ka specifikat e veta, përzierja e rërës lidhëse paketohet në balonë nën një presion prej rreth 50 kPa. Më shpesh, kjo metodë praktikohet në rastet kur është e nevojshme të bëhen pjesë me peshë nga 100 gram deri në dy tonë.

Megjithatë, ne kemi thënë tashmë se disa kufizime strikte nëdetajet e madhësisë nr. Pra, duke përdorur këtë metodë të derdhjes, mund të prodhohen edhe komponentë për motorët e anijeve, të cilët nuk kanë qenë kurrë në përmasa "modeste". Për çdo ton lëndë të parë metalike, konsumohet sasia e mëposhtme e materialeve shtesë:

• Kuarci i imët me rërë - 50 kg.
• Veshje speciale jo ngjitëse - 25 kg.
• Shkumë polistiren e grimcuar - 6 kg.
• Film i dendur polietileni - 10 sq. m.

E gjithë rëra e derdhur është rërë e pastër kuarci pa asnjë aditiv dhe aditiv shtesë. Mund të jetë rreth 95-97% i ripërdorshëm, gjë që përmirëson shumë ekonominë dhe ul koston e procesit.

Kështu, derdhja e metaleve (fizika e procesit u konsiderua pjesërisht nga ne) është një fenomen "i shumëanshëm", pasi sot ka shumë metoda të reja. Në të njëjtën kohë, industria moderne po aplikon metoda që janë përdorur për disa mijëra vjet më parë, duke i përshtatur disi ato me realitetet aktuale.