Dizajn lijevanja

- Feb 18, 2020-

Postoji nekoliko zahtjeva koji moraju biti ispunjeni prije nego što se dizajn lijevanja može smatrati potpuno zadovoljavajućim. U nekim je aspektima oblikovanje odljeva za sivo željezo nešto jednostavnije nego za bilo koji drugi livarski metal, pri čemu je skupljanje skrućivanja minimalno, a kod mekših vrsta izostaje. Uz nekoliko izuzetaka, treba malo paziti na problem dovoda metala u teže dijelove. Smanjenje veličine uzorka je takođe nisko. Karakteristike niskog skupljanja doprinose oslobađanju od vrućih suza koje se susreću s nekim drugim metalima. Ovi faktori pružaju inženjeru veću slobodu dizajna.

Iako lijevanje mora biti dizajnirano tako da izdrži opterećenja koja mu se nameću, postoje mnogi slučajevi gdje je odstupanje pod opterećenjem prvenstveno važno kako bi se osiguralo pravilno poravnavanje komponenata pod opterećenjem. Postoji nekoliko priručnika koji sadrže informacije koje su korisne inženjeru dizajna [17-19]. Izgled mnogih odljevaka ipak sugerira da su na dizajnera neupitno utjecale karakteristike ravnih ploča i drugih kovanih oblika. Čini se da nije u stanju ili ne može koristiti koničaste dijelove, filete dugog radijusa i odjeljke promjenjive debljine koji se lako dobivaju pri lijevanju. Umjesto čistog dizajna, lijevanje je skup ploča, rebara, šahtova i malih radijusa. Zbog niske vrijednosti izduživanja za sivo željezo, jedina zadovoljavajuća metoda određivanja nivoa napona u odljevu pod opterećenjem je upotreba SR-4 mjerača naprezanja. Bez odgovarajuće analize stresa, prva tendencija je „poboljšati“ deo u kojem je došlo do kvara. Grotto [20] je pokazao da takav pristup ne rezultira najboljim dizajnom i često pogoršava stanje.

Prije donošenja konačnog dizajna lijevanja mora se odlučiti o načinu lijevanja. Ako livenje ima unutrašnje jezgre, oni moraju imati određena sredstva za podršku i to moraju biti predviđena u dizajnu. Korištenjem metoda lijevanja sposobnih za veću kontrolu nad dimenzijskom tačnošću, često je moguće smanjiti debljinu presjeka. Kako se debljina presjeka smanjuje i brzina hlađenja u skladu s tim ubrzava, snaga po jedinici površine poprečnog presjeka se povećava. Općenito, smanjenje postotka odljevaka za 50 posto rezultira sa nešto manje od 40 posto smanjenja čvrstoće presjeka. Ako odljevci imaju složene jezgrene sklopove, kao što su oni koji se nalaze u glavama cilindra s dizelskim motorom, mora se predvidjeti uklanjanje pijeska iz probijenih prolaza i omogućavanje pregleda.

S rastućim trendom prema većim brzinama obrade i brzini uklanjanja metala, potrebno je razmotriti način održavanja livenja tijekom procesa obrade, tako da visoki pritisci pri pričvršćivanju ne izobličuju dio. Nadalje, dizajn treba sadržavati lako održavane lokacije. Ingate se ne smiju postavljati na mjesto lociranja, jer se mljevenjem veze u završnoj operaciji može očekivati određena odstupanja količine uklonjenog metala.

Mehanička svojstva sivog gvožđa ovise o brzini hlađenja. Potrebno je malo paziti na izbjegavanje ekstremnih raspona debljine presjeka, ili će se na krajevima tankih presjeka naći čvrsti rubovi i preniska tvrdoća u teškim sekcijama. Možda je poželjno povećati debljinu najsvjetlijih presjeka kako biste izbjegli ovo stanje. Ponekad perla uz vanjske ivice prirubnice može biti od pomoći. Ako će se livenje koristiti u aplikaciji u kojoj su vibracije problem, potrebno je uzeti u obzir sposobnost prigušivanja livenja. Iako sivo željezo ima prilično veliku sposobnost prigušivanja, također treba razmotriti dizajn lijevanja kako bi se izbjegla rezonanca. Male priloge na odljevima treba izbjegavati ili ojačati kako bi se izbjeglo nepotrebno probijanje u postupcima rukovanja, završne obrade i miniranja. Iako je predmet dizajna lijevanja privukao mnogo pažnje tokom posljednjih 10 godina, treba učiniti mnogo više na polju dizajna lijevanja iz sivog gvožđa.