Odprava plinske poroznosti pri gravitacijskem litju

V redni tehnološki proizvodnji vplivajo na proces litja in kakovost ulitkov številni dejavniki, kot so npr. priprava taline, priprava orodja in jeder, temperatura orodja, temperatura in tlak litja ipd. Za zagotavljanje kakovosti ulitkov glede na zahteve naročnikov je kljub visoki stopnji avtomatizacije proizvodnje pomembno dobro poznavanje procesa in strokovna usklajenost vseh sodelujočih. Ugotovili smo, da že majhna odstopanja od predpisane tehnološke dokumentacije pomenijo veliko tveganje in povečanje nekakovosti v procesu in posledično negativne ekonomske pokazatelje za podjetje.

V diplomski nalogi je predstavljeno celovito tehnološko zaporedje postopka gravitacijskega litja aluminijeve zlitine AlSi7Mg na primeru ulitka ohišja turbokompresorja, z vidika zagotavljanja kakovosti glede na zahteve naročnika. Izpostavljena je problematika plinske poroznosti v ulitkih, ki je najbolj prepoznana po obliki. Na osnovi predhodne rentgenske in mikroskopske analize ter mehanske obdelave ulitkov smo potrdili prisotnost plinske poroznosti. V nadaljevanju je ugotovljeno, da napaka izhaja iz nekakovostno izdelanih jeder, zaradi prenizke temperature ogrevanja jedrovnika. Rezultati serije preizkusnih ulitkov so našo domnevo potrdili, zato so bili podani ukrepi za nadaljnjo preprečevanje plinske poroznosti, in sicer:

• ustrezna sanacija plinskih gorilnikov za ogrevanje jedrovnika, da bo zagotovljena temperatura obeh delov jedrovnika med 220–260 °C, kar zagotavlja minimalno sproščanje plinov iz jedra pri kontaktu s talino;
• preventivno čiščenje zračnih kanalov za odvod sproščenih plinov iz livne votline kokile ob samem litju. Za ta ukrep smo se odločili z namenom dodatno zagotoviti ustrezen odvod plinov v predpostavki, če bi slučajno prišlo do manjših odstopanj pri samem procesu izdelave jeder.

Obravnavani primer ponovno potrjuje, da je livarski proces kompleksno področje, ki zahteva veliko teoretičnega in praktičnega znanja, saj vsak ulitek s prisotno problematiko predstavlja poglavje zase, kljub temu da sloni na enakih teoretičnih osnovah.

Še tako dobro poznavanje metalurgije in vseh metalurških procesov ni dovolj za reševanje vseh problemov, ki se pojavijo pri osvajanju ulitka ali ob pojavljanju kakšne napake na njem. Mišljenja nepoznavalcev nam govorijo, da je za delo v livarni dovolj le specialist s področja metalurgije, vendar z natančnejšim pregledom livarne, dela, strojev in funkcij v njej kaj hitro ugotovimo, da brez strojnih inženirjev, elektro inženirjev in inženirjev hidravlike tukaj ne gre.

Inženirji strojništva morajo zagotoviti zelo zahtevne detajle. S konstrukcijo orodja zagotovijo minimalne gabarite, s tem posledično prihranijo ogromne količine energije, ki se porabi za gretje na ustrezno temperaturo, kasneje za hlajenje in vzdrževanje optimalne temperature. Z zmanjševanjem teže orodja se zmanjšuje sila zapiranja in odpiranja orodja, obenem pa morajo zagotavljati dovolj veliko togost, da orodja prenesejo vse sile, ki delujejo. Z načinom vpenjanja orodja inženirji zagotavljajo livarju nemoten proces litja zlitine v orodje, obenem orodju omogočajo možnost dilatacije pri temperaturnih spremembah gretja in hlajenja. S pravilno silo zapiranja mora orodje tesniti 100 %, v nasprotnem primeru se pojavijo srhi. S pravilno lego izmetal se določi optimalno dviganje ulitka iz orodja, v nasprotnem primeru pride do deformacije ulitka. Z določitvijo načina ločevanja odlitka od livnega sistema.

Elektro inženirji dodajo svoj del pri izdelavi orodja, natančneje pri gretju orodja. Z natančno določitvijo mest za grelce in močjo slednjih se pri litju porabi manj energije. Naloga elektro inženirjev je tudi določitev moči grelcev in njihovo razporeditev po pečeh za talino, ki mora imeti konstantno temperaturo skozi ves čas odvzemanja.

Doprinos inženirjev hidravlike se opazi pri hlajenju orodja z vodo, saj morajo določiti pretoke ter tlake hladilne tekočine. Njihova naloga obsega tudi postopek določitve hitrosti gibanja orodja iz lege za ročno nalivanje v lego litja.

Iz vsega navedenega vidimo, da dobra livarna potrebuje veliko strokovnjakov z različnih področij, da lahko nemoteno lije najzahtevnejše izdelke, ki jih v sedanjem času potrebuje avtomobilska industrija.