Sistemi di Produzione II La fusione in forma...

Sistemi di Produzione II La fusione in forma transitoria

© 2006 Politecnico di Torino 1

Le lavorazioni: la formatura

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Le lavorazioni: la formatura

Le lavorazioni industriali

Il processo di fusione

La fusione in forma transitoria

La fusione in forma permanente

La formatura dei polimeri

Esercizi sulla fusione



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Obiettivi della lezione

Spiegare le caratteristiche distintive della fusione in forma transitoria rispetto ad altri processi di fonderia

Descrivere i diversi processi industriali che applicano la fusione in forma transitoria

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Bibliografia per la lezione

“Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione”Santochi, GiustiCasa Editrice Ambrosiana, 2000

capitolo 4 paragrafo 4




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Generalità

Indurimento meccanico

Processi a indurimento chimico

Processi a indurimento termico



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Rappresenta l’evoluzione della formatura in terra

Progressi rispetto alla formatura in terraqualità dei gettieconomicità dei procedimenti

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Elementi in comune nel materiale

Silice granulareelemento refrattario

Legantegarantisce la coesione della forma

Additivicorreggono le caratteristiche del materiale da fonderia



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Caratteristiche dei materiali

Refrattarietàresistenza alle temperature della lega fusa senza fusione della forma

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Refrattarietà

Coesioneresistenza alle forze di compressione e taglio



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Refrattarietà

Coesione

Permeabilitàpossibilità di lasciarsi attraversare dai gas limitando l’insorgere di soffiature

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Refrattarietà

Coesione

Permeabilità

Scorrevolezzafacilità di riempire la forma attorno al modello



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Classificazione dei procedimenti

Processi ad indurimento meccanicocompressione manuale o meccanicaformatura in terra sintetica o in fossa

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Processi ad indurimento meccanico

Processi ad indurimento chimicoreazioni chimiche naturali o con catalizzatoriprocesso al CO2

formatura in sabbia e cementoformatura in cold – box



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Processi ad indurimento meccanico

Processi ad indurimento chimico

Processi ad indurimento termicoil calore interviene nel processo di formaturashell – moldingmicrofusione




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Generalità




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La terra di fonderia

È una miscela di sabbie refrattarie e leganti argillosi

Classificazione delle terre

grasse argilla >18%semigrasse 8% < argilla <18%magre argilla <8%



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Terre naturali e sintetiche

Naturali

Sintetichesi mescolano sabbie con componenti di diversa provenienzauso di argilla, bentonite, cemento, silicati ecc.impiego di silicato di sodio nel processo CO2

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La formatura in terra sintetica

É la formatura con staffe meccanizzata



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Legante di riferimento è la bentonite

10% se formatura a verde (senza essiccazione)4% se formatura a secco

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Legante di riferimento è la bentonite

Additivi (< 2% della terra)

amidofarina di cerealipeci polverizzate



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Caratteristiche principali

È impiegata nella fonderia di metalli ferrosi e non

La grandezza del getto è funzione della dimensione delle staffe

La precisione dimensionale e la finitura superficiale sono scarse

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Processo a indurimento meccanico



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Fase di vibro-compressione

Sistemavibrante

Pistone di compressione

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Il riferimento placca – staffa

Riferimento

placca – staffa



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Fase di sformatura

Sistema di sollevamento

staffa




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Generalità




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Procedimenti ad indurimento chimico

Processo al CO2

Processo sabbia – cemento

Processi cold – box



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Processo al CO2

Il legantesilicato di sodio (vetro solubile)

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Processo al CO2

Il legante

L’indurenteanidride carbonica gassosa



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Processo al CO2

Il legante

L’indurenteanidride carbonica gassosa

)gel(SiOCONaCOSiOONa 232222 +→+⋅ y

Carbonato di sodio

+Silice amorfa

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Processo al CO2

Il legante

L’indurente

Gli additivi

resine ureiche e fenoliche



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Il procedimento

Passaggio di una corrente di CO2 nella massa di materiale di formatura all’interno della forma o della cassa dell’anima

Il processo è impiegato per leghe ferrose e non

Precisione e finitura superficiale migliori

Operazioni automatizzabili in serie

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Processo al CO2





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Formatura in sabbia – cemento

Sistema semplice ed economico

Adatto a getti ferrosi di grosse dimensioni

Precisione e finitura superficiale scarse

Velocità di esecuzione della forma elevata

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Il legantecemento tra il 7% e il 12%acqua tra il 3% e il 10%



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Il legante

Indurimento per formazione di prodotti a idratazione cristallini

idrossido di calcio, alluminato idrato e solfo alluminato di calcio

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Il legante

Indurimento per formazione di prodotti a idratazione cristallini

Buona conducibilità termica della miscela tale da garantire una grana fine del getto



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Processo al CO2



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La formatura cold – box

Indurimento a freddo della forma per effetto della polimerizzazione del legante (resina) dovuta al passaggio di un catalizzatore gassoso



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La formatura cold – box

Indurimento a freddo della forma per effetto della polimerizzazione del legante (resina) dovuta al passaggio di un catalizzatore gassoso

Principali procedimenti in cold – box:AshlandSO2

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Procedimento Ashland

Il legante è una resina fenolica, permette l’indurimento in pochi secondi

Precisione e finitura superficiale buone

I catalizzatori sono tossici



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Il processo SO2

La polimerizzazione del legante è ottenuta attraverso la formazione nell’impasto di acido solforico

Il gas SO2 è tossico

Precisione e finitura dei getti buone




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Generalità




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Procedimenti ad indurimento termico

Processo shell – molding

Microfusione



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Lo shell

50

Lo shell molding

Coperchio



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Lo shell molding

Coperchio

Placca modello

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Preparazione della forma

Uscita

aria

Riscaldamento



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Notevole permeabilità

Limitate dimensioni e pesi dei getti (max 30 kg)

Precisione e finitura superficiale molto buone

Adatto per la produzione in grande serie

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Procedimenti ad indurimento termico

Processo shell – molding

Microfusione



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Procedimento di microfusione

Forma

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Procedimento di microfusione

Iniezione della cera



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Formazione del grappolo in cera

58

Procedimenti di microfusione

A miscela refrattaria

Ad immersione in materiale ceramico



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Indurimento della forma

Miscela refrattaria

Azione

vibratoria

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Indurimento della forma

Estrazione della cera



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Cottura in forno

Prima cotturacirca 250°C

Seconda cotturacirca 800°C

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Procedimenti di microfusione

A miscela refrattaria

Ad immersione in materiale ceramico



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Immersione in materiale ceramico

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Passaggio in un refrattario in polvere

Estrazione della cera



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Cottura in forno

Prima cotturacirca 160°C

Seconda cotturacirca 800°C

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Colate con qualunque tipo di lega

Doppio ritiro della cera e della lega

Ideale per getti piccoli (max 5 kg)

Finitura superficiale buona

Procedimento adatto per la piccola e media serie



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Sommario della lezione

Processi a indurimento meccanico



Domande di riepilogo

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