ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΕΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ κ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΥΛΙΚΩΝ, ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ κ’ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Παραουσίαση μαθήματος με διαφάνειες στο Powerpoint Ξάνθη 2008 medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

ΜΕΡΟΣ Α ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 - χυτευση 2.1 χυτευση 2.2 τυποι καλουπιων 2.3 ειδικες μεθοδοι χυτευσης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 – θερμες κατεργασιες 3.1 θερμες καρεργασιες 3.2 σφυρηλατηση 3.3 εξωθηση – εξελαση 3.4 ελαση medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 - χυτευση 2.1 ΧΥΤΕΥΣΗ. Χύτευση καλείται η έκχυση λειωμένου μετάλλου σε τύπους (καλούπια) καταλλήλου σχήματος. Η χύτευση, αν και εμφανίστηκε στους προϊστορικούς χρόνους, αποτελεί και σήμερα μια από τις σπουδαιότερες μεθόδους κατασκευής μεταλλικών αντικειμένων. Με τον όρο χύτευση εννοούμε την κατασκευή του καλουπιού, την παρασκευή του λειωμένου μετάλλου ή κράματος και την έκχυσή του στο καλούπι. Στη χύτευση χρησιμοποιούμε δύο τύπους καλουπιών: α. Προσωρινά καλούπια μιας χρήσης. β. Μόνιμα καλούπια. medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

2.2 τυποι καλουπιων α. Προσωρινά καλούπια. Σαν υλικό κατασκευής του καλουπιού χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι άμμου. Η άμμος του χυτηρίου πρέπει να έχει τις έξης κυρίως ιδιότητες: Να είναι συμπαγής ώστε να αντέχει τις πιέσεις που δημιουργούνται κατά την έκχυση του μετάλλου. Να είναι άτικτος στις θερμοκρασίες χύτευσης. Να είναι διαπερατή από αέρια που δημιουργούνται κατά τη χύτευση. medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

Υπολογισμοί Χύτευσης medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

Η χύτευση στην άμμο γενικά παρουσιάζει μια σειρά προβλημάτων: α. Πάχος τοιχωμάτων. β. Ελαττώματα καλουπιού. γ. Φυσαλίδες. δ. Σπηλαιώσεις ψύξεως. Καλός σχεδιασμός του προτύπου, ιδίως στα σημεία που υπάρχουν συνδέσεις διατομών διαφορετικού πάχους. Καλή τοποθέτηση των στομίων εισροής και εκροής του μετάλλου. Καλή ρύθμιση της ταχύτητας παροχής του μετάλλου. Χρησιμοποίηση καρδιών στα σημεία σύνδεσης διατομών διαφορετικού πάχους για τον περιορισμό των διαφορών αυτών. Χρησιμοποίηση ψύξης στα σημεία σύνδεσης διατομών διαφορετικού πάχους ή θερμικής μόνωσης στις διατομές μικρών διαστάσεων ε. Ελαττώματα επιφανείας. medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

2.2 τυποι καλουπιων β. Μόνιμα καλούπια –Χυτοπρεσσαριστά αντικείμενα. Τα βασικά πλεονεκτήματα της μεθόδου χύτευσης κάτω από πίεση, εκτός της μεγάλης παραγωγικότητας, είναι η πολύ καλή εξωτερική επιφάνεια του χυτού, η σχεδόν πλήρης εξάλειψη των συνηθισμένων ελαττωμάτων χύτευσης, σπηλαιώσεις, φυσαλίδες κλπ., η καλύτερη κρυσταλλική δομή του χυτού και η μεγαλύτερη ακρίβεια διαστάσεων. (Πηγή:Materials selection in Mechanical Design, M.Ashby,ISBN 0750661682) medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

2.3 ΕΙΔΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΥΤΕΥΣΗΣ α. Χύτευση σε γύψινα καλούπια. Βασικά πλεονεκτήματα της χύτευσης σε γύψινα καλούπια είναι η εξαιρετική ποιότητα της επιφάνειας των χυτών, η μεγάλη ακρίβεια διαστάσεων και η αποφυγή των εσωτερικών τάσεων και σπηλαιώσεων στα σημεία αλλαγών του πάχους του μετάλλου. Η ιδιότητα αυτή των χυτών οφείλεται στη θερμομονωτική ικανότητα του γύψου που επιτρέπει την αργή απόψυξη του υγρού μετάλλου στο καλούπι. Η μέθοδος επίσης παρουσιάζει καλή παραγωγικότητα και προσαρμόζεται εύκολα τόσο σε μικρούς αριθμούς όσο και σε μεγάλους, της τάξης των χιλιάδων ημερησίως. β. Χύτευση σε επενδεδυμένα καλούπια Βασικό πρόβλημα για την βιομηχανική εφαρμογή της μεθόδου αυτής υπήρξε η δυσκολία παραγωγής κέρινων προτύπων σε μεγάλους αριθμούς. medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 – θερμες κατεργασιες 3.1 ΘΕΡΜΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ Οι κατεργασίες των μετάλλων σε θερμή κατάσταση είναι οι αρχαιότερες κατεργασίες που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος για να κατασκευάσει τα πρώτα εργαλεία και όπλα του. Χαρακτηριστικό των κατεργασιών αυτών είναι η υψηλή θερμοκρασία του μετάλλου, που επιτρέπει την εύκολη διαμόρφωσή του στα επιθυμητά σχήματα. Επιπλέον, το μέταλλο κατά την ψύξη του αποκτά καλύτερη κρυσταλλική δομή και βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες. medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

θερμες κατεργασιες (συνέχεια) medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

θερμες κατεργασιες (συνέχεια) Θερμοκρασίες πλαστικοποίησης μετάλλων-κραμάτων Ονομασία Θερμοκρασία (οC) Χάλυβες άνθρακα 1150-1320 " μαγγανίου 1230 " νικελίου-χρωμίου 1230 " μολυβδενίου 1200-1230 " χρωμίου-μολυβδενίου 1200-1230 " νικελίου-χρωμίου-μολυβδενίου 1230-1260 " χρωμίου 1200-1230 Χάλυβες χρωμίου-βαναδίου 1065-1230 medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

θερμες κατεργασιες (συνέχεια) 3.2. ΣΦΥΡΗΛΑΤΗΣΗ Οι μήτρες διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες: 1. Ανοικτές, όπου το μέταλλο με διαδοχικές σφυρηλατήσεις επάνω σε προεξοχές ή εσοχές παίρνει την κατά προσέγγιση μορφή του. 2. Κλειστές, όπου το μέταλλο σφυρηλατείται μεταξύ δύο κοιλοτήτων που έχουν το ακριβές σχήμα του αντικειμένου. Για τη δημιουργία των μεγάλων δυνάμεων που απαιτούνται κατά τη σφυρηλάτηση χρησιμοποιούνται βασικά δύο τύποι μηχανών, οι σφύρες και οι πρέσες. medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

θερμες κατεργασιες (συνέχεια) 3.2. ΣΦΥΡΗΛΑΤΗΣΗ-Σφύρα βαρύτητας medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

θερμες κατεργασιες (συνέχεια) 3.3. ΕΞΩΘΗΣΗ - ΕΞΕΛΑΣΗ medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

θερμες κατεργασιες (συνέχεια) 3.3. ΕΞΩΘΗΣΗ - ΕΞΕΛΑΣΗ Για την εξώθηση μετάλλων απαιτούνται σημαντικά υψηλές δυνάμεις που δημιουργούνται από υδραυλικά συστήματα. Οι δυνάμεις αυτές, για συνήθεις διατομές φθάνουν τους 5000 t, αλλά για μεγάλες διατομές υπερβαίνουν τους 20.000 t. Στις περιπτώσεις αυτές η διατομή μπορεί να έχει διάμετρο 1000 mm! Βασική προϋπόθεση για μία ικανοποιητική εξώθηση μετάλλου είναι το σωστό κράμα, στην, κατάλληλη θερμοκρασία και ο προσεκτικός σχεδιασμός της διατομής. Η διατομή γενικά πρέπει να, μην έχει ιδιαίτερα λεπτά τοιχώματα και συγκεντρωμένες ποσότητες μετάλλου σε σημείο μακριά από, το κέντρο της διατομής. Επίσης πρέπει να αποφεύγονται ιδιαίτερα ασύμμετρες διατομές. medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

θερμες κατεργασιες (συνέχεια) 3.4. ΕΛΑΣΗ Η έλαση αποτελεί ίσως τη βασικότερη εφαρμογή θερμής κατεργασίας μετάλλων και χρησιμοποιείται για την παραγωγή φύλλων (λαμαρίνες) διαφόρων διαστάσεων, ράβδων και δοκών διαφόρων διατομών από χάλυβα, αλουμίνιο, χαλκό κ.α. Οι μηχανές στις όποιες πραγματοποιείται η έλαση ονομάζονται έλαστρα. medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης

θερμες κατεργασιες (συνέχεια) 3.4. ΕΛΑΣΗ-Παραγωγή σωλήνων medilab.pme.duth.gr Δρ. Π. Ν. Μπότσαρης