Lijevanje je jedna od najranijih metoda oblikovanja metala koja su poznata ljudima. Općenito znači ulijevanje rastopljenog metala u vatrostalni kalup sa šupljinom oblika koji treba izraditi i omogućavanje da se stvrdne. Kada
skrućen, željeni metalni predmet izvadi se iz vatrostalnog kalupa razbijanjem kalupa ili rastavljanjem kalupa. Skrućeni predmet naziva se lijevanjem. Taj se postupak naziva i osnivanjem
1. Povijest postupka lijevanja
Proces lijevanja vjerojatno je otkriven oko 3500. pne. U Mezopotamiji. U mnogim dijelovima svijeta tijekom tog razdoblja bakarne sjekire i drugi ravni predmeti izrađivali su se u otvorenim kalupima izrađenim od kamena ili pečenih
glina. Ti su kalupi bili u osnovi u jednom komadu. Ali u kasnijim razdobljima, kada je trebalo izrađivati okrugle predmete, takvi su kalupi podijeljeni na dva ili više dijelova kako bi se olakšalo povlačenje okruglih predmeta
Brončano doba (oko 2000. pr. Kr.) Unijelo je daleko više usavršavanja u postupak lijevanja. Možda je prvi put izumljena jezgra za izradu šupljih džepova u predmetima. Te su jezgre izrađene od pečene gline.
Također, postupak trajanja cire ili izgubljenog voska opsežno se koristio za izradu ukrasa i fine radove.
Kinezi su tehnologiju lijevanja uvelike poboljšali otprilike 1500. pr. Prije toga nema dokaza o bilo kakvoj lijevačkoj djelatnosti pronađenoj u Kini. Čini se da nisu bili sjajni
upoznat s postupkom trajanja cire niti ga je intenzivno koristio, već se specijalizirao za višedijelne kalupe za izradu vrlo zamršenih poslova. Proveli su puno vremena u usavršavanju kalupa do posljednjih detalja, tako da teško
bili su potrebni bilo kakvi završni radovi na odljevku izrađenom od kalupa. Vjerojatno su izrađivali kalupe za komade koji su sadržavali pažljivo uklopljene dijelove, kojih je bilo trideset ili više. Zapravo su mnogi takvi kalupi otkriveni
uring arheoloških istraživanja u raznim dijelovima Kine.
Civilizacija doline Inda poznata je i po širokoj upotrebi lijevanja bakra i bronce za ukrase, oružje, alate i posuđe. No, tehnologija nije postigla puno poboljšanja. Iz vari
Ousnih predmeta i figurica koje su iskopane s područja doline Inda, čini se da su bile upoznate sa svim poznatim metodama lijevanja kao što su otvoreni kalup, komadni kalup i postupak trajnog užarenja
Iako se Indiji moglo pripisati izum čelika za lončiće, u Indiji nije bilo očito puno pronalaska željeza. Postoje dokazi da je osnivanje željeza započelo oko 1000. pne u Siriji i Perziji. Čini se
da se tehnologija lijevanja željeza u Indiji koristila od vremena invazije Aleksandra Velikog, oko 300. pr.
Poznati željezni stup koji se trenutno nalazi u blizini Qutb minara u Delhiju primjer je metalurških vještina drevnih Indijanaca. Dug je 7,2 m, a izrađen je od čistog kovnog željeza. Pretpostavlja se da je ovo
razdoblje Chandragupte II (375-413. n. e.) iz dinastije Gupta. Stopa hrđanja ovog stupa, koji stoji vani na otvorenom, praktički je nula, a čak i zakopani dio hrđa izuzetno sporo. Ovaj
mora biti prvo izliven, a zatim zakucan do konačnog oblika.
2. Prednosti i ograničenja
Postupak lijevanja intenzivno se koristi u proizvodnji zbog svojih brojnih prednosti. Rastopljeni materijal ulijeva se u bilo koji mali dio u šupljini kalupa i kao takav, bilo koji zamršen oblik - unutarnji
ili vanjski - može se izraditi postupkom lijevanja. Moguće je lijevati praktički bilo koji materijal bilo željezni ili obojeni. Nadalje, potrebni alati potrebni za lijevanje kalupa vrlo su jednostavni i
jeftin. Kao rezultat toga, za probnu proizvodnju ili proizvodnju male serije to je idealna metoda. U procesu lijevanja moguće je postaviti količinu materijala tamo gdje je točno potrebna. Kao rezultat
može se postići smanjenje težine u dizajnu. Odljevci se općenito hlade ravnomjerno od svih sida i stoga se očekuje da nemaju usmjerena svojstva. Postoje određeni metali i alot
koja se može obrađivati lijevanjem, a nikako drugim postupkom poput kovanja zbog metalurških razloga. Mogu se napraviti odljevci bilo koje veličine i težine, čak i do 200 tona.
Međutim, točnost dimenzija i površinska obrada postignuta normalnim postupkom lijevanja pijeska u mnogim slučajevima ne bi bili primjereni za konačnu primjenu. Da bi se ti slučajevi uzeli u obzir, neka posebna castin
razvijeni su procesi poput prešanja pod tlakom, čiji su detalji dati u kasnijim poglavljima. Također, postupak lijevanja pijeska donekle je radno zahtjevan i stoga su mu usmjerena mnoga poboljšanja,
kao što su strojno oblikovanje i mehanizacija ljevaonica. S nekim je materijalima često teško ukloniti nedostatke koji nastaju zbog vlage prisutne u odljevcima od pijeska
3. Uvjeti lijevanja
U sljedećim poglavljima vidjet će se dijelovi lijevanja pijeskom, koji predstavljaju osnovni postupak lijevanja. Prije ulaska u detalje postupka bilo bi definiranje određenog broja riječi iz rječnika
prikladno.
Tikvica - Kalup za oblikovanje je onaj koji drži pijesak u cjelini. Ovisno o položaju tikvice u strukturi kalupa, naziva se raznim nazivima poput vuče, prevlake i obraza. Sastoji se od drveta
za privremenu primjenu ili općenito od metala za dugotrajnu uporabu.
Povucite - Donja tikvica
Cope - Gornja tikvica
Obraz - Srednja tikvica za oblikovanje koja se koristi u trodijelnom oblikovanju.
Uzorak - Uzorak je replika konačnog predmeta koji se izrađuje uz neke izmjene. Šupljina kalupa izrađena je uz pomoć uzorka.
Razdvojna linija - ovo je linija razdvajanja između dviju tikvica koje čine kalup za pijesak. U podijeljenom uzorku to je ujedno i crta razdvajanja između dvije polovice uzorka
Donja ploča - To je ploča obično izrađena od drveta koja se koristi na početku izrade kalupa. Uzorak se prvo zadržava na donjoj ploči, posipa se pijeskom, a zatim se nabijanje vrši u povlačenju
Suočavanje s pijeskom - Mala količina ugljičnog materijala posutog na unutarnju površinu šupljine za oblikovanje daje bolju površinsku obradu odljevaka
Pijesak za oblikovanje - To je svježe pripremljeni vatrostalni materijal koji se koristi za izradu šupljine kalupa. Smjesa je silicijske gline i vlage u odgovarajućim omjerima kako bi se postigli željeni rezultati i okružuje
uzorak tijekom izrade kalupa.
Pijesak za podlogu - To je ono što čini većinu vatrostalnog materijala koji se nalazi u kalupu. To se sastoji od iskorištenog i izgorjelog pijeska.
Jezgra - koristi se za izradu šupljih šupljina u odljevcima.
Sliv za izlijevanje - Mala šupljina u obliku lijevka na vrhu kalupa u koju se ulije rastopljeni metal.
Spure - Prolaz kroz koji rastaljeni metal iz bazena za lijevanje dolazi do šupljine kalupa. U mnogim slučajevima kontrolira protok metala u kalup.
Trkač - prolazi u ravnini razdvajanja kroz koje se regulira protok rastopljenog metala prije nego što dođu do šupljine kalupa.
Vrata - Stvarna ulazna točka kroz koju otopljeni metal ulazi u šupljinu kalupa.
Chaplet - Chaplets se koriste za podupiranje jezgri unutar šupljine kalupa kako bi se brinulo o vlastitoj težini i prevladalo metalostatske sile.
Mrzlica - jeza su metalni predmeti koji se stavljaju u kalup kako bi se povećala brzina hlađenja odljevaka kako bi se osigurala jednolika ili željena brzina hlađenja.
Riser - To je rezervoar rastopljenog metala predviđen u odljevku tako da vrući metal može teći natrag u šupljinu kalupa kada dođe do smanjenja volumena metala uslijed skrućivanja
4. Postupak izrade kalupa za pijesak
Postupak izrade tipičnog kalupa od pijeska opisan je u sljedećim koracima
Prvo se donja ploča postavlja ili na platformu za oblikovanje ili na pod, čineći površinu ujednačenom. Posuda za oblikovanje drži se naopako na donjoj ploči zajedno s dijelom za povlačenje
uzorak u središtu tikvice na ploči. Između uzorka i stijenki tikvice trebao bi biti dovoljan razmak koji bi trebao biti reda od 50 do 100 mm. Suhi pijesak okrenut je posipanjem
ploča i uzorak kako bi se dobio ljepljivi sloj. Svježe pripremljeni kalupni pijesak potrebne kvalitete sada se ulijeva u otpor i na uzorak do debljine 30 do 50 mm. Ostatak tikvice je
potpuno napunjen rezervnim pijeskom i jednoliko nabijen da se pijesak zbije. Nabijanje pijeska treba izvesti pravilno kako se ne bi previše zbijalo, što otežava izlazak plinova,
niti previše labav, kako kalup ne bi imao dovoljno čvrstoće. Po završetku nabijanja višak pijeska u tikvici u potpunosti se struže ravnom šipkom do razine rubova tikvice.
Sada se s ventilacijskom žicom, koja je žica promjera od 1 do 2 mm s zašiljenim krajem, u otporu izrađuju rupe za odzračivanje do pune dubine tikvice, kao i do uzorka kako bi se olakšalo uklanjanje plinova tijekom lijevanja
skrućivanje. Time je završena priprema povlačenja.
Gotova tikvica za povlačenje sada se prevrće na donju ploču izlažući uzorak kao što je prikazano na fotografiji. Klizanjem se popravljaju rubovi pijeska oko uzorka i postavlja polovica uzorka
uzorak povlačenja, poravnavajući ga uz pomoć klinova. Prenosna tikvica na vrhu povlačenja smještena je poravnavajući se uz pomoć iglica. Suhi pijesak za raspršivanje posut je po cijelom otporu i na uzorku
Osovinski klin za izradu prolaza za odvod nalazi se na maloj udaljenosti od oko 50 mm od uzorka. Također, čep za uzdizanje po potrebi čuva se na odgovarajućem mjestu i svježe pripremljeni pijesak za oblikovanje sličan onome
vuče zajedno s pijeskom koji se oslanja. Pijesak se temeljito nabija, višak pijeska se struže i na njemu se stvaraju otvore za odzračivanje kao u otporu.
Osovinski klin i sigurnosni klin pažljivo se izvlače iz tikvice. Kasnije se bazen za izlijevanje reže blizu vrha smrče. Cope je odvojen od vuče i bilo kakvog slobodnog pijeska na cope and drag sučelju
vuče otpuhuje se uz pomoć mijeha. Sada se polovice uzorka i potezanja povuku povlačeći se pomoću šiljaka za izvlačenje i lupkanjem uzorka uokolo kako bi se malo povećala šupljina kalupa tako da
zidovi kalupa nisu pokvareni uzorkom povlačenja. Trkači i kapije se pažljivo režu u kalupu, a da se kvar ne pokvari. Sav višak ili rastresiti pijesak koji se nađe u trkačima i šupljini kalupa se puše
daleko koristeći mijeh. Sada se pijesak za oblaganje u obliku paste nanosi po cijeloj šupljini kalupa i klizačima, što bi gotovom odljevku dalo dobru površinsku završnu obradu.
Suha jezgra pijeska priprema se pomoću kutije za jezgre. Nakon prikladnog pečenja stavlja se u šupljinu kalupa kao što je prikazano na fotografiji. Cope se zamjenjuje na vuču vodeći računa o poravnanju njih dvoje pomoću
igle. Na poklopcu se čuva prikladna težina koja se brine za metalostatsku silu prema gore tijekom izlijevanja rastaljenog metala. Kalup je, kako je prikazano na fotografiji, spreman za lijevanje.
Vrijeme objavljivanja: 25. prosinca 2020