Summary
Samenvatting werktuigkunde: boek + slides
- Course
- Institution
- Book
Samenvatting van het vak werktuigkunde Alle leerstof die gekend moet zijn voor het academiejaar staat er in. Ik heb zowel het boek als de slides erin gezet
[Show more]
Connected book
Book Title:
Author(s):
- Edition:
- ISBN:
- Edition:
Seller
Follow
Dory123
Content preview
Samenvatting WerktuigkundeDeel 2: Productietechniek
Gieten
- Vormgevende productie
- 3000 jaar oud
- Gietijzer, gietstaal: Fe, C
- Non-ferro: Al, Cu, Zn, Mg
Puur metaal
- Stolling vanaf de wand naar het midden bij constante
temperatuur
- Temperatuursverloop
o Daalt in vloeibare en vaste toestand
o Blijft constant bij stolling en geeft latente warmte
af (via de wand)
Kristalvorming bij pure metalen
- Aan de wand
o Eerst stolling door kiemvorming (onderkoeling)
o Fijne gelijkvormige korrel
- Naar het midden
o Warmteafgifte via de reeds gevormde korrels
o Warmteafgifte verloopt trager
o Korrels groeien in richting van warmteafvoer
o Kolomvormige korrelstructuur
Het gietproces
Gieten van metalen = bepaalde hoeveelheid gesmolten metaal in een holte (de gietvorm) te gieten en daarin te
laten stollen, met behoud van de vorm in deze holte.
Belangrijkste aspecten:
- Stroming van het gesmolten metaal in de gietvorm
- Warmtestroom tijdens het stollen
- Vermindering van het volume vóór, tijdens en na het stollen
Proces:
1) Gesmolten metaal uit een gietpan in de gietvorm gegoten: via trechtervormige
gietloop komt het gesmolten metaal in de gietvorm terecht
- De vorm van de gietloop: verzekeren dat stroom zo weinig mogelijk
turbulent is, anders:
o Beschadiging wand gietvorm
o Lucht meegezogen → holtes in het gietstuk
- In de gietpan drijft boven op het gesmolten metaal een “slak”:
= mengsel van onzuiverheden, oxiden en toevoegingen ter bescherming van het
gesmolten metaal
1: Gietvorm
- Volledige vulling van de vorm: viscositeit van het gesmolten metaal
belangrijk (niet alleen de vormholte moet gevuld worden, maar ook de
opkomers, die latere slink moeten compenseren)
2) Stollen
- Op de plaatsen waar het metaal het snelste zijn warmte verliest = aan de wanden en de dunne delen
1
, - Afkoelsnelheid afhankelijk van:
o Verhouding oppervlakte tot volume
➔ Lager voor grote, zware stukken dan kleine stukken
Zware stukken: kan hierdoor grove kristalstructuur ontstaan met nadelige
mechanische eigenschappen (lage breukrek, lage taaiheid)
• Middelen om deze grove structuur tegen te gaan:
→ gieten net boven de stollingstemperatuur
→ gebruik van korrelgroeiremmers
o Warmtegeleidbaarheid van het materiaal waaruit de gietvorm gemaakt is (metaal > zand)
- Stollen van een legering:
o verschillen in samenstelling tussen de kristallen die eerst gevormd worden en deze die later gevormd
worden:
o stolling gebeurt bij verschillende temperaturen en leidt to variaties in samenstelling van
legeringselementen (= segregatie)
o Zeer snel aan de wand: fijne gelijkvormige korrel
o Vervolgens warmteafgifte via de reeds gevormde korrels, dus trager
▪ Korrelstructuur groeit bij voorkeur in richting van warmteafvoer en er ontstaat een
kolomvormige korrelstructuur
o Door inhomogeniteit in de samenstelling ontstaan finaal vele stollingskernen (nuclei) en een
gelijkmatige korrelstructuur
o Nota: bij snelle afkoeling aan matrijswanden ontstaat een takvormige structuur = dendrieten
o Nota: toevoegen van inoculanten leidt tot homogene korrelstructuur (bv nodulair gietijzer)
o Nota: Hoger percentage aan legeringselementen= homogener korrelstructuur door ontstaan van vele
kiemen
- Slink = volumevermindering van vloeibaar metaal + volumeverandering door faseverandering
o Opkomers moeten dit compenseren: moeten geplaatst worden nabij het deel van het gietstuk
dat het laatste afkoelt (meestal dikste deel)
- Stolling begint aan de wand, maar hoe dit verder verloopt hangt af van de vorm van het gietstuk: dunne
delen en delen die verder van het midden zijn verwijderd, koelen sneller af
- Holtes
o Indien geen gesmolten metaal uit de opkomers naar de plaatsen die het laatst stollen kan worden
toegevoerd
2
, o Negatieve invloed op kwaliteit van het gietstuk
- Vrijkomen van gassen die opgelost waren in de smelt → als zij niet
kunnen wijken: ontstaan gasbellen
(porositeiten) in het gietstuk
3) Vaste fase: verdere afkoeling
- Krimp = volumevermindering van vast metaal
→ krimpscheuren (zie figuur)
4) Na stolling en na voldoende afkoeling: verwijderen
gietstuk uit de vorm + verwijderen van gietloop,
opkomers en bramen
Materialen
- Gietijzer
→ koolstofgehalte: 2,5 – 4%
→ TS ≈ 1150°C (lager dan het smeltpunt van zuiver ijzer (= 1540°C)) → lagere temperatuur gaat samen met
korter stollingsinterval
o lamellair (grijs): grafietlamellen, spanningsconcentraties, bros
o nodulair: sferisch grafiet, taai
o speciale soorten: compromis tussen sterkte, taaiheid slijtage
- Gietstaal
→ koolstofgehalte < 0,5%
→ TS ≈ 1500°C → groter stollingsinterval
→ gietstaal kan in tegenstelling tot gietijzer wel gelast worden!
→ zeer goede mechanische eigenschappen:
o Treksterkte
o Vloeigrens
o Hardheid
o Taaiheid
- Naast gietijzer, legeringen van
o Aluminium: licht en goed bewerkbaar
o Koper: brons = legering van koper en tin, messing = een legering van koper en zink
o Zink: laag smeltpunt, lage viscositeit
o Magnesium: zeer licht
Ijzer – koolstofdiagram (ppt Louisa!): hoeveel % C die je kan oplossen in een ijzermatrix
Verschil tussen:
- Staal: C-gehalte < 2% voor lijn
- Gietijzer: C-gehalte > 2% voorbij lijn
• → C zal voorkomen in matrix als eilanden van vrije C. Vorm
eilanden hangt af van verschillende legeringstoestanden die
we gaan toevoegen
Bij gietijzer is smeltT lager en dus is temperatuursinterval van stolling
lager. Bij groter interval worden metaalkorrels groter
→ materiaal met grote korrels is minder sterk dus voordeel voor
gietijzer op sterkte gevormde metaal
3
, Gietmethodes
Gieten met eenmalige vorm
Zandgieten (tekeningen p 35 in handboek erbij nemen + ppt slide 27!!)
• Werktuigkundige tekening van het te gieten stuk (stap 1)
• Kern wordt vooraf vervaardigd (stap 2 en 3)
• Op een vormplaat wordt een half model geplaatst dat de buitenomtrek van de bovenste helft van het te
vervaardigen stuk weergeeft + kernprent = ruimte waarin later de uiteinden van de kern zullen passen (stap 4)
• Hetzelfde voor de onderste helft (stap 5)
• Bovenste helft van de gietvorm wordt opgebouwd in een kast (stap 6)
→ bodem werd gevormd door de plaat van stap 4
• Bovenkast wordt gevuld met zand en aangedamd (stap 7)
→ met spatel: aansnijding die gietloop moet verbinden met holte
→ houten modellen worden verwijderd
• Onderste helft van de gietvorm wordt gemaakt door een kast plaatsten op de plaat van stap 5 (stap 8)
→ wordt gevuld met zand en aangedamd
• Deze kast wordt ondersteboven gedraad en het model wordt verwijderd (stap 9)
• Kern wordt aangebracht in de onderkast (stap 10)
→ past in kernprenten
• De twee kasten worden op elkaar geplaatst (stap 11): nu kan het gesmolten metaal gegoten worden
• Na stolling: zand rondom het stuk en van de kern wordt verwijderd (stap 12)
• Bramen, gietlopen en opkomers worden verwijderd (stap 12)
Toepassingen: postbus, verwarming, klok, bel → er bestaan veel varianten van dit proces!
De bewerkingen kunnen in hoge mate gemechaniseerd worden voor de vervaardiging van grote reeksen
Verloren was- procedé: modellen worden vervaardigd door was te gieten in een herbruikbare vorm in hout of
metaal
• Wasmodel gieten en uit de matrijs halen
• Samenstellen van de wasboom
• Onderdompelen in keramische ‘slurry’
• Bestrooien met zand
• Wasboom zo nodig ondersteunen
• Uitsmelten van de was
• Gieten in warme gietvorm
• schaal wegbreken en gietstukken afsnijden
- Men maakt een gietvorm die maar enkele millimeter
dik hoeft te zijn: bevordert warmteafvoer
- Meerdere kleine modellen kunnen samen op de
wasboom zitten
- Nauwkeurige maten
- Beter oppervlak dan gieten in zandvormen: weinig nabewerking nodig
Eigenschappen van verloren was-procedé:
- model uit was (paraffine)
- gietvorm is keramische slurry
- vormgeving matrijs
→ ondersnijding mogelijk
→ verschillende modeldelen in was worden aan elkaar gezet
- kenmerken: zeer goede oppervlaktekwaliteit, hoge maatnauwkeurigheid, geen nabewerking vereist
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller Dory123. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.10. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
53022 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now