Nadlewy – cel i zakres stosowania

Odpowiednie zasilanie odlewu ciekłym metalem powinno zapewnić nam wytworzenie odlewu bez wad typu skurczowego, taki jak jama skurczowa. Uniknięcie powstawania tego typu wad wymusza stosowanie kierunkowego krzepnięcia odlewu do miejsc w których wady nie wpływają na jakość końcową odlewu. Znalezienie takiego miejsca w odlewie jest trudne a w większości przypadków niemożliwe. Dlatego stosuje się dodatkowe elementy zwane nadlewami (zasilaczami), które  powinny zapobiegać powstawaniu jam skurczowych. Geometria nadlewu a w szczególności jego gabaryty zależą w dużej mierze od wielkości skurczu odlewniczego zastosowanego materiału na odlew. Dla przykładu skurcz objętościowy w stanie ciekłym przy przegrzaniu o 150 oC powyżej temperatury likwidusu dla staliwa o zawartości węgla od 0,2 do 0,8% zawiera się w granicach od 5 do 7%, żeliwo od 0,5 do 6% mosiądz od 6,5 do 7,5%, stopy aluminium  od 6 do 7%. Na rysunku 1 przedstawiono zasadę działania nadlewu bocznego dla odlewu z żeliwa.

Nadlewy - Rozkład temperatury w nadlewie

Rys. 1 Rozkład temperatury w odlewie zasilanym przez nadlew.

Na rysunku 1 przedstawiono rozkład temperatury w układzie zasilania odlewu przez nadlew uzyskany w programie komputerowym do symulowania procesu krzepnięcia odlewu, przy czym kolor żółty oznacza temperaturę najwyższą a kolorem granatowym oznaczono temperaturę najniższą. Jak widać najwyższa temperatura ciekłego metalu występuje w nadlewie, co świadczy o tym, że kierunkowość krzepnięcia jest od odlewu ku nadlewowi. Z tego wynika, że  nadlew będzie tą częścią odlewu która zakrzepnie na samym końcu. Tak więc wszystkie wady wynikające z skurczy metalu powstaną w nadlewie, co jest zjawiskiem pożądanym w celu uzyskania odlewu pozbawionego wad.

Poprawne działanie nadlewu przedstawiono na rysunku 2. W celu wizualizacji wady dokonano przekroju odlewu przez nadlew boczny.

Nadlewy boczne - wada typu jama skurczowa

Rys. 2 Poprawne działanie nadlewu.

Jak widać na rysunku skupiska nieciągłości materiału występują w nadlewie natomiast brak jest widocznych miejsc występowania podobnych skupisk w odlewie, co świadczy o prawidłowym działaniu nadlewu.
Nadlewy umieszcza się najczęściej przy węzłach cieplnych, które charakteryzuje się jako masywne części odlewu tworzące lokalne zgrubienia.  Przy mniej masywnych zgrubieniach można stosować zamiast nadlewu pogrubienia przekroju w miejscu występowania węzła lub zastosować elementy, które przyspieszą (np. otuliny) lub opóźnią (ochładzalniki) proces krzepnięcia danego węzła.
W zależności od stosowanego kryterium podziału rozróżnia się różne typy nadlewów.Podział nadlewów stosowanych w odlewach przedstawiono w tabeli poniżej.

Nadlewy – podział
Kryterium podziału Nadlewy – rodzaje
Sposób formowania Odkryte
Zakryte
Położenie Centralne
Boczne
Konstrukcja Cylindryczne pionowe
Cylindryczne poziome
Płaskie
Kształtowe
Wykorzystanie ciśnienia Zwykłe- brak dodatkowego ciśnienia
Ciśnienie gazowe
Zwiększone ciśnienie powietrzne
Rodzaj chłodzenia Zwykłe- formowane w tym samym materiale co odlew
Z izolacją cieplną
Ogrzewane (np. z otuliną egzotermiczną)
Sposób usuwania Odcinane
Odłamywane (łatwo usuwalne)
Ilość zasilanych węzłów cieplnych Indywidualne
Grupowe

Nadlewy – zakres stosowania

Zastosowanie konkretnego typu nadlewu zależy w głównej mierze od technologii wykonania odlewy jak i rodzaju stopu odlewniczego. Na przykład nadlewy odkryte należy stosować przy wytwarzaniu masywnych odlewów, dla których może zaistnieć konieczność dolewania metalu lub zasypywania powierzchni nadlewu mieszankami egzotermicznymi. Stosujemy je również w przypadku zapewnienia maksymalnego wydalenia gazów z wnęki formy.  Natomiast nadlewy boczne , które są zazwyczaj nadlewami zamkniętymi stosujemy w przypadku gdy zastosowanie nadlewu centralnego utrudnia obróbkę skrawaniem powierzchni styku odlewu z nadlewem, lub gdy zasilenie centralnym nadlewem jest niewystarczające lub niemożliwe.
Podsumowując,  nadlewy są to masywne części odlewu, w których powinna zostać skupiona jama skurczowa powstająca podczas krzepnięcia stopu, w pewnych przypadkach są traktowane jako zbiorniki w których zgromadzą się ewentualne zanieczyszczenia stopu odlewniczego lub zanieczyszczenia powstałe na skutek erozji formy. Są elementami który po zakrzepnięciu oddziela się podczas oczyszczania odlewu. Nadlewy są podstawowym elementem zapobiegającym powstawaniu wad typu skurczowego. Inne metody zapobiegające powstawaniu tego rodzaju wad jak np. pogrubienia ścianek czy stosowanie ochładzalników są metodami pozwalającymi likwidować wtórne jamy skurczowe w miejscach utrudnionego zasilania.

Literatura:

1.Perzyk M., Waszkiewicz S., Kaczorowski M., Jopkiewicz A.: Odlewnictwo. Warszawa WNT 2000

2.Mały Poradnik Odlewnika. Warszawa: WNT 1974

3.B. B. Guljaev: Teoria procesów odlewniczych. Warszawa WNT 1963

Print Friendly
Share

Może Ci się również spodoba

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *