Na czym właściwie polega odlewnictwo?

W odlewnictwie chodzi o to, aby przygotowaną uprzednio formę wypełnić roztopionym metalem. W zależności od stosowanej technologii jakość odlewu oraz jego parametry techniczne mogą być nieco inne. Wykonywanie odlewów z brązu cieszy się ogromną popularnością w wielu gałęziach przemysłu, ponieważ jest to metal wytrzymały na obciążenia mechaniczne, szkodliwe warunki środowiskowe, a jednocześnie pozwalający się łatwo obrabiać. Takie elementy, jak np. tuleje z brązu wykorzystuje się w maszynach ciężkich, w łożyskach ślizgowych, jako prowadnice wzdłużne, ale też elementy łącznikowe w budownictwie.

Poszczególne odlewnie mogą posiadać określone specjalizacje, np. w zakresie żeliwa sferoidalnego i żeliwa szarego albo metali szlachetnych.

Odlewanie metodą traconego wosku

Odlewanie na wosk tracony było znane już w starożytnej Grecji i stopniowo je udoskonalano. Metoda okazała się jednak na tyle dobra, że jest używana po dziś dzień. Polega ona na wykonaniu formy z wosku, która następnie jest otaczany materiałem ceramicznym, np. gipsem, a niekiedy także specjalistycznym silikonem. Kiedy ten jest już twardy, wosk wytapia się z wnętrza, a do środka wlewa płynny brąz, korzystając z kanałów wlewowych. Dzięki tej metodzie odlewy z brązu są bardzo szczegółowe, ale rdzeń woskowy ulega całkowitemu zniszczeniu podobnie jak forma ceramiczna, która jest rozbijana. Niestety cały proces jest czasochłonny, kosztowny i wymaga przygotowania formy każdorazowo od nowa.

Odlewanie w formach piaskowych

Inną metodą jest formowanie piaskowe. W tym przypadku wykonuje się formę lub model z masy piaskowej, ewentualnie również rdzeń odlewniczy. Kolejny krok to zalewanie formy ciekłym metalem, po jego zastygnięciu zaś dalsza obróbka mechaniczna. Zaletami odlewania piaskowego są:

  • niskie koszty wytworzenia;
  • możliwość uzyskania elementu o zróżnicowanej wadze i kształcie;
  • szybka i seryjna technika pozwala na otrzymywanie dużej liczby odlewów.

Z drugiej strony modele form trzeba przygotowywać każdorazowo od nowa. Wykorzystanie piasku jako materiału formy powoduje też, że powierzchnia odlewu jest szorstka. Niska prędkość chłodzenia sprawia zaś, że gotowy wyrób ma gorsze właściwości mechaniczne niż przy technice kokilowej.

Odlewanie kokilowe

Odlewanie z wykorzystaniem kokili jest wykorzystywane chętnie tam, gdzie potrzebne są wyroby o dużej odporności na obciążenie mechaniczne, np. motoryzacji. Polega na zalaniu metalowych, trwałych form płynnym metalem, ale w przeciwieństwie do odlewania piaskowego produkty końcowe wyróżniają się gładszą powierzchnią, wysoką jednorodnością materiału oraz większą dokładnością wymiarową. Metodę stosuje się do wolumenu odlewów do 20 tysięcy sztuk.

Odlewanie ciśnieniowe

Odlewanie ciśnieniowe jest stosowane masowo dopiero od końca lat 40. XIX wieku. Polega na wymuszonym ruchu metalu, który jest wtłaczany do formy pod ciśnieniem. Pozwala na uzyskanie dobrych właściwości mechanicznych, fizycznych i chemicznych metalu, a także jego drobnoziarnistej struktury. Wykorzystuje się je m.in. w przemyśle samochodowym, np. formowania bloków silnika lub turbin. Nadaje się do formowania metali nieżelaznych, np. aluminium i cynku.

Pomimo znacznej popularności nie jest to metoda idealna. Przede wszystkim w odlewach często dochodzi do powstania tzw. okluzji, czyli zamknięcia ziaren piasku lub bąbli gazowych w strukturze metalu. Aby taki odlew mógł powstać, niezbędna jest też kosztowna i droga w utrzymaniu infrastruktura.

Odlewanie odśrodkowe

Odlewanie precyzyjne z wykorzystaniem siły odśrodkowej polega na tym, że płynny metal wlewany jest do wirującej formy, a następnie dociskany do powierzchni formujących. Istnieje kilka sposobów odlewania odśrodkowego. W najprostszym ujęciu forma wiruje wokół własnej osi bez żadnego wsadu. Metal może być także rozprowadzany na wewnętrznym rdzeniu. Możliwe jest też wirowanie formy dookoła układu wlewowego. Pierwsze dwie metody pozwalają uzyskać takie elementy, jak tuleja z brązu, pręty i wałki, rury, koła zębate. Druga służy do pozyskiwania bardziej precyzyjnych elementów.

Odlewanie z brązu metodą odśrodkową wyróżnia się szeregiem zalet, które mają ogromne znaczenie z punktu widzenia przemysłu:

  • uzyskiwanie najwyższej jakości odlewów o jednolitej strukturze i niskiej ziarnistości;
  • doskonałe właściwości mechaniczne;
  • precyzja wyrobu końcowego;
  • możliwość tworzenia odlewów wielowarstwowych (np. tuleja z brązu z warstwą wewnętrzną z innego metalu).

Jednocześnie odlewanie odśrodkowe pozwala na utrzymanie wysokiej wydajności produkcji i pozyskiwanie odlewów bez elementów niemetalicznych, jak żużel czy pęcherze gazowe. Co ciekawe wykorzystanie metody odśrodkowej pozwala też na formowanie tworzywa sztucznego. To metoda pożądana przez przedsiębiorców, ale niestety niezbyt popularna, ponieważ wymaga zastosowania kosztownych wirówek o wysokiej prędkości.

Którą metodę odlewania wybrać?

O wyborze metody odlewu powinna decydować wielkość wyrobu, jego oczekiwane właściwości fizykochemiczne oraz wolumen zamówienia. W praktyce ogromną popularnością cieszy się metoda odśrodkowa. Odlewane z jej wykorzystaniem wyroby mają lepsze właściwości niż np. metoda piaskowa czy grawitacyjna. W procesie produkcyjnym eliminuje się też układy wlewowe, więc uzysk metalu jest większy.

Odlewy odśrodkowe wysokiej jakości oferują zakłady odlewnicze ALWRO. Sprawdź ofertę producenta i wybierz rozwiązanie, które sprawdzi się w Twoim przypadku.