Turnarea în Forme Vidate

1.Notiuni generale

1.1.Definitii si terminologie

Turnarea, ca procedeu tehnologic, este una din cele mai vechi metode de obtinere a pieselor prin punere in forma, dezvolate de om. Tunarea intervine intotdeauna ca metoda tehnologica distincta la materialele care sunt elaborate in stare lichida sau vascoasa. Impreuna cu lucrarile prin matritare si cu cele de formare prin sinterizare, sunt utilizate in mod nemijlocit la realizarea formei pieselor, spre deosebire de alte prelucrari, unde forma rezulta prin mijlocirea unor procedee tehnologice preliminare distincte (laminare, tragere, forjare libera, aschiere si microaschiere).

Prin turnare se pot realiza forme practic nelimitate, piese cu mase diverse, de la fractiuni de gram si pana la sute de tone, care isi gasesc utilizari in toate domeniile de activitate.

Procedeele de executie a pieselor prin turnare se remarca prin urmatoarele avantaje:

-permit realizarea de piese cu configuratii diverse, in clasele de precizie 6 16, cu suprafete de rugozitate: Ra=1,6 200µm;

-creeaza posibilitatea obtinerii de adaosuri de prelucrare minime (fata de forjarea libera sau prelucrarile prin aschiere);

-creeaza posibilitatea de automatizare complexa a procesului tehnologic, fapt ce permite repetabilitatea preciziei si a caracteristicilor mecanice, la toate loturile de piese de acelasi tip;

-permit obtinerea unei structuri uniforme a materialului piesei, fapt ce ii confera acesteia o rezistenta multidirectionala. In general, compactitatea, structura si rezistenta mecanica a pieselor turnate sunt inferioare pieselor similare realizate prin deformare plastica (deoarece acestea poseda o rezistenta unidirectionala, dupa directii preferentiale).

Dintre dezavantajele procedeelor de realizare a pieselor prin turnare, se pot enumera:

-consum mare de manopera, indeosebi la turnarea in forme temporare;

-costuri ridicate pentru materialele auxiliare;

-consum mare de energie pentru elaborarea si mentinerea materialelor in stare lichida la temperatura de turnare;

-necesita masuri eficiente contra poluarii mediului si pentru imbunatatirea conditiilor de munca.

Principalele denumiri cu care se opereaza :

Amestecul de formare este materialul din care se realizeaza interiorul formei de turnare (la turnarea in forme temporare), fiind compus din doua elemente: un material granulat, care are rolul de a se modela dupa configuratia modelului si de a umple rama de formare, si un liant, care confera rezistenta si stabilitate formei de turnare, permitand ulterior dezbaterea formei pentru extragerea piesei. Amestecul de formare trebuie sa aiba o buna refractaritate, pentru a rezista la contactul cu topitura, precum si o granulatie corespunzatoare, pentru a asigura etanseitate peretilor cavitatii formei.

Cavitatea formei asigura obtinerea piesei turnate la configuratia si dimensiunile dorite. Proiectarea geometriei cavitatii are in vedere dimensiunile finale ale piesei, particularitatile procesului tehnologic de turnare, contractia metalului turnat in timpul solidificarii si racirii, adaosurile de prelucrare pentru operatii de prelucrare dimensionala ulterioara. Sinonime: amprenta.

Forma de turnare este scula specifica procedeului tehnologic de turnare, care contine cavitatea de turnare, reteaua de turnare si canalele de evacuare a gazelor. Cu ajutorul ei se realizeaza configuratia, gabaritul si calitatea suprafetei piesei. Sinonime: cochila,matrita de injectie (la turnarea in forme permanente,turnarea sub presiune).

Formarea este denumirea generica a operatiilor prin care se realizeaza forma de turnare, acest termen se refera numai la realizarea formelor temporare si semipermanente, confectionate din amestecuri de formare. Formele permanente, de tipul matritelor si a cochilelor se realizeaza prin turnare sau forjare, urmate de prelucrari mecanice, tratamente termice si de suprafata.

Extragerea piesei denumeste operatia de scoatere a piesei solidificate din forma de turnare. Sinonime: dezbaterea – desemneaza operatia de distrugere a formei temporare si a miezurilor din piesa.

Miezul este o parte distincta a formei de turnare, cu ajutorul careia se obtin golurile interioare ale pieselor turnate. Miezurile pot fi permanente (la turnarea in matrite sau cochile) sau temporare (la turnarea in cochile sau in forme temporare). Formarea miezurilor se face cu ajutorul cutiilor de miez.

Modelul de turnatorie este o macheta tridimensionala care reproduce aproape identic piesa, marita corespunzator in functie de caracteristica de contractie la solidificare a materialului piesei si serveste in operatiile de formare.

Mulajul este un model intermediar (negativul formei piesei reale); serveste la realizarea modelului de turnatorie (pozitivul formei piesei).

Reteaua de turnare este partea tehnologica a cavitatii formei de turnare, care contine palnia de turnare, totalitatea canalelor de conducere a materialului lichid spre cavitatea piesei, precum si maselotele. Pentru fomarea retelei de turnare se utilizeaza modele.

Turnarea este denumirea generica a unei grupe de procedee tehnologice de realizare a pieselor semifabricat si/sau finite, care folosesc materiale in stare lichida sau lichido-vascoasa, cu care sunt umplute cavitatile unei forme speciale; piesa se obtine in urma solidificarii materialului.

1.2.Particularitatile procesului de solidificare

In functie de natura materialelor din care se confectioneaza piesele turnate exista de particularitati specifice ale procesului de solidificare.

Metalele pure: solidificarea are loc cu formarea la exterior a unei cruste; frontul de solidificare este plan; macrostructura pieselor turnate din metale pure este columnara (fig.1).

Aliajele: solidificarea incepe cu formarea la exterior a unei zone cu cristale fine, datorite gradientului de temperatura ridicat, urmata spre interiorul piesei de o zona dendritica, si de una cu cristale mari, echiaxiale, in centrul piesei (fig.2).