PTW

Co to jest ceramika?

materiały nieorganiczne o jonowych/kowalencyjnych wiązaniach wytworzonych w procesach wysokotemperaturowych

Z czego jest zbudowana ceramika?

Metal + P, C, N, O, S

Jak się dzieli ceramikę?

Inżynierska, cermetale, porowata

Zastosowanie elastomerów

dętki, podkładki, pianki izolujące, opony samochodowe, uszczelki

zalety odlewania

wiele rodzajów odlewania pozwala na dobranie tej najbardziej optymalnej, pozwala na produkcję wieloseryjną i masową, pozwala na wytworzenie elementów z ogromną precyzją

etapy wytapiania modeli

krok 1) wykonanie modelu krok 2) tworzenie zestawu modelowego krok 3) wytworzenie formy krok 4) wytopienie modeli i układu wlewowego krok 5) zalewanie formy ciekłym metalem krok 6) otrzymanie gotowego odlewu

zalety odlewania do form trwałych

duża dokładność, stałość wymiarowa, mała chropowatość, eliminacja czyszczenia odlewu, cienkie ściany, oszczędność metalu, wysoka wydajność i dokładność procesu

wady odlewania do form trwałych

wysoki koszt kokili (znacznie wyższy od formy piaskowej), odlewanie metali o T<1000 stopni)

Wielki piec do wytapiania

piec szybowy do wytwarzania surówki ze wsadu składającego się z rudy żelaza z dodatkiem koksu i topników

Temperatura w garze do wytapiania

<1600 stopni

cel obróbki plastycznej (2)

trwała zmiana kształtu i wymiarów oraz zmiana struktury powodująca zmianę właściwości mechanicznych

Na czym polega obróbka plastyczna na zimno?

Przeprowadza się ją w temperaturze otoczenia/nieco wyższej - ponieżej temperatury rekrystalizacji

Na czym polega obróbka plastyczna na ciepło?

Przeprowadza się ją w temperaturze wyższej od temperatury rekrystalizacji

Jaka obróbka międzyoperacyjna jest stosowana podczas walcowania blach na zimno oraz w jakim celu?

Walcowanie na zimno stosuje się do wyrobu cienkich blach, taśm i folii oraz rur wszędzie tam, gdzie liczy się dokładne odzwierciedlenie określonych parametrów w postaci wymiarów oraz doskonałej jakości powierzchni.

Jak wytwarza się szyny kolejowe?

Szyny produkowane są w technologii walcowania ze wsadu wytwarzanego metodą ciągłego odlewania stali, w stanie po walcowaniu (surowe) lub z dodatkową obróbką cieplną materiału główki szyny.

Alotropia

zjawisko występowania w tym samym stanie skupienia różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego, różniących się właściwościami fizycznymi i chemicznymi

Anizotropia

zależność właściwości fizycznych ciała od kierunku, w którym się je bada; występuje głównie w kryształach i dotyczy m.in. przewodnictwa elektrycznego i cieplnego, łupliwości, właściwości optycznych

ANGSTREM

jednostka długości stosowana do wyrażania bardzo małych długości, np. długości fal świetlnych, rozmiarów atomów i cząsteczek

Czym jest chłodzony krystalizator w COS?

otwarta z obu stron wlewnica, chłodzona wodą membranową

Czym jest COS?

ciągłe odlewanie stali

Z jakich materiałów może być wykorzystane oczko ciągadła?

Z materiałów diamentowych oraz węglików spiekanych. Są stosowane do obróbki plastycznej metali twardych i trudno obrabianych takich jak wolfram i molibden.

Jaki układ walców wykorzystywany jest przy cienkich blachach?

walcarki kwarto w układzie ciągłym

Jaką metodą uzyskuje się cienkie blachy?

walcowanie na zimno

Czym jest materiał?

ciało stałe o właściwościach umożliwiających jego stosowanie przez człowieka dla wytwarzania produktów.

Podział materiałów o znaczeniu technicznym

naturalne i inżynierskie

Jakie są rodzaje materiałów inżynierskich?

metale, ceramika, polimery i kompozyty

Czym są materiały kompozytowe?

Są tworzone przez połączenie dowolnych dwóch materiałów inżynierskich w monolityczną całość.

Z czego jest grafit?

ceramika + polimery

Z czego są szkła metaliczne?

metale + polimery

Z czego są półprzewodniki?

metale + ceramika

Procesy metalurgiczne

1. redukcja 2. rafinacja

Czym jest redukcja?

jest to ekstracja metalu z rudy

Czym jest rafinacja?

usunięcie pozostałych zanieczyszczeń

Czym jest proces konwertorowy?

proces otrzymywania stali z ciekłej surówki (zwykle z dodatkiem złomu stalowego i topników.

Przykłady składników ceramiki

MgO, SiC, CW, TiC, HfC

Do czego służy elektryczny piec łukowy?

Piec łukowy służy do wytopu stali ze złomu stalowego.

Klasyfikacja materiałów ceramicznych

ceramika inżynierska, cermetale, ceramika porowata, szkła

Struktura szkła

przewaga struktury amorficznej nad krystaliczną, stan struktury – pomiędzy ciekłym a stałym, powstaje w wyniku szybkiego chłodzenia w zakresie temp. krzepnięcia

Jakiemu procesowi podlegają szkła?

dewitryfikacji/odszkleniu

Z czego składa się szkło?

SiO2, B2O3, P2O5, tlenki S, Se, As, Ge, PbF

Czym jest szkło antisol?

est to szkło płaskie barwione w masie; nazywane również szkłem antisol – przeciwsłonecznym. Antisol redukuje promieniowanie słoneczne poprzez pochłanianie promieniowania świetlnego i cieplnego.

Cechy ceramiki szklanej (strukturalne)

struktura drobnoziarnista, brak porowatość, mały udział fazy szklistej <2%

Typy fazy krystalicznej

beta-spodumenowa, beta-kwarcowa, kordierytowa, mikowa, z krzemkiem litu

Właściwości ceramiki szklanej (chemiczne)

wysokie własności mechaniczne, odporność na udary cieplne

Czym są polimery?

makrocząsteczkami i powstają w wyniku połączenia wiązaniami kowalencyjnymi w łańcuchy wielu grup atomów zwanych monomerami jednego lub kilku rodzajów.

Z czego się składają polimery?

Składają się z atomów węgla, wodoru i innych pierwiastków niemetalicznych połączonych ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi.

Podział polimerów ze względu na budowę

liniowe, usieciowione i rozgałęzione

Właściwości polimerów

małą gęstość, łatwość formowania, izolacyjne własności cieplne i elektryczne, przeźroczyste, elastyczne, kruche w temperaturze 0 stopni, ciągliwe w 20 stopniach

Podział polimerów

plastomery i elastomery

Czym się charakteryzują plastomery?

polimery, które wykazują bardzo małe odkształcenia pod wpływem naprężeń

Jakie wyróżnia się rodzaje plastomerów?

duroplasty i termoplasty

Jak się dzieli duroplasty?

termoutwardzalne, chemoutwardzalne

Przykłady elastomerów

kauczuk naturalny, syntetyczny, poliizobutylen

Właściwości elastomerów

zdolność do dużych odkształceń sprężystych, modyfikowane w procesie wulkanizacji, słabo rozciąganiu

Otrzymywanie polimerów

polimeryzacja, kopolimeryzacja, polikondensacja, poliaddycja

Dodatki do polimerów

napełniacze, zmiękczacze, stabilizatory, środki smarujące, środki zmniejszające palność, środki barwiące

odlew

wyrób metalowy wykonany drogą zalewania form odlewniczych ciekłym metalem

forma odlewnicza

zespół elementów, które po złożeniu tworzą wnękę o kształtach odpowiadających kształtowi odlewu i układu wleowego

model

przyrząd do odwzorowania w formie odlewniczej kształtów zewnętrznych odlewu

rdzenie

elementy formy odtwarzające kształty wewnętrzne odlewu

rdzennica

przyrząd służący do wykonania rdzenia

masa formierska i rdzeniowa

mieszanina podstawowych i pomocniczych materiałów formierskich służąca do wykonania form jednorazowych i rdzeni

etapy procesów odlewnicznych

1. wlanie roztopionego metalu do przygotowanej formy, 2. zakrzepnięcie i częściowe ostudzenie wlanego metalu, 3. usunięcie odlewu z formy i jego wykończenie

metody odlewania

Odlewanie w formach piaskowych, odlewanie kokilowe, odlewanie pod niskim ciśnieniem do form trwałych, odlewanie ciśnieniowe, odlewanie odśrodkowe, odlewanie ciągłe

zalety odlewania w formach piaskowych

uniwersalność procesu, prostota, jest tanio

wady odlewania w formach piaskowych

mała dokładność wymiarowa, duża chropowatość, mała wydajność, czasochłonny

Na czym polega odlewanie pod niskim ciśnieniem?

polega na zapełnianiu formy metalowej ciekłym stopem pod działaniem sprężonego gazu o nadciśnieniu 0,01 - 0,07 MPa Istotą procesu jest możliwość zasilania odlewu ciekłym stopem bezpośrednio z tygla przez rurę wlewową.

Zalety odlewania pod niskim ciśnieniem

dobre wypełnienie formy, dobre odwzorowanie kształtu odlewu, ograniczenie układu wlewowego, dobre własności mechaniczne, łatwość mechanizacji procesu, zmniejszenie kosztów odlewów,

Wady odlewania pod niskim ciśnieniem

konieczność instalowania dużej liczby pieców

Podział stopów metali nieżelaznych

łatwotopliwe (Pb, Sn, Zn), trudnotopliwe, lekkie (Al, Mg), trudnotopliwe, ciężkie (Cu)

Na czym polega odlewanie ciśnieniowe?

Przy odlewaniu ciśnieniowym stop w stanie ciekłym wtłaczany jest do stalowej formy pod ciśnieniem 2 – 100 MPa

Zalety odlewania ciśnieniowego

duża wydajność produkcji, duża dokładność wymiarowa, duża gładkość powierzchni, identyczność odlewów, ograniczenie obróbki mechanicznej, lepsze własności mechaniczne, zmniejszenie ciężaru odlewu

Wady odlewania ciśnieniowego

duży koszt wykonania formy, dość długi okres przygotowanie produkcji, ograniczona wielkość i ciężar odlewu ciśnieniowego

Na czym polega odlewanie w formach wirujących?

Polega na wykorzystaniu siły odśrodkowej w procesie kształtowania odlewu. Ciekły metal pod działaniem siły odśrodkowej odtwarza kształty odlewu i ulega procesowi krzepnięcia.

Zastosowanie odlewania w w formach wirujących

odlewy rur, tulei, pierścieni, wałów

Rodzaje odlewania w formach wirujących

odlewanie odśrodkowe właściwe, odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym

W jakiej formie jest materiał do przeróbki plastycznej?

Ma postać tzw. wlewków, czyli dużych odlewów o przekrojach kwadratowych, prostokątnych lub okrągłych

Jakie są metody otrzymywania wlewków?

grawitacyjna, syfonowa, ciągłego odlewania stali

Na czym poleca metoda grawitacyjna?

Polega na wlewaniu ciekłego metalu do wlewnicy (duża forma odlewnicza)

Na czym polega metoda syfonowa?

Polega na wlewaniu ciekłego metalu do wlewnicy (duża forma odlewnicza)

Na czym polega ciągłe odlewanie stali?

Polega na odlewaniu ciągłym ciekłego metalu do krystalizatora

Jaki efekt daje COS?

większa szybkość chłodzenia (niż przy odlewaniu do wlewnicy) -> struktura drobnoziarnista + mniejsza segregacja zanieczyszczeń; brak jamy skurczowej -> mniejsze straty materiału

Zalety odlewania grawitacyjnego

duża prostota procesu, uzysk ciekłego metalu jest większy, niższa temperatura metalu przed odlaniem

Wady odlewania grawitacyjnego

skorupy i łuski powierzchniowe, metal podczas zalewania ma kontakt z atmosferą, co powoduje jego utlenianie i mieszanie z gazami zawartymy w powietrzu

Zalety odlewania syfonowego

równocześnie można odlewać wiele wlewków, metal podnosi się we wlewnicy spokojnie i utrzymuje dobrą powierzchnię wlewków, możliwość regulacji szybkości odlewania

Wady odlewania syfonowego

zanieczyszczenia stali wtrąceniami niemetalicznymi powstającymi w wyniku wymywania wyprawy lejowej i kanałowej, wyższa T metalu, zestaw odlewniczy - kosztowny i pracochłonny, długi czas wystygania wlewka