CUPRINS. Cap. 1. NOŢIUNI GENERALE PRIVIND PROCESUL DE PRODUCŢIE... 1

Transcrição

1 CUPRINS Cap. 1. NOŢIUNI GENERALE PRIVIND PROCESUL DE PRODUCŢIE Structura procesului de producţie Procesele tehnologice Tipuri de producţie Cap. 2. REALIZAREA PIESELOR METALICE PRIN TURNARE Generalităţi Turnarea în forme temporare Turnarea în forme durabile Defectele pieselor turnate Cap. 3. FABRICAREA PIESELOR PRIN METALURGIA PULBERILOR Principiul metodei Tehnologia fabricării pieselor prin agregare de pulberi Produse obţinute prin agregare de pulberi Cap. 4. PRELUCRAREA PRIN DEFORMARE PLASTICĂ A MATERIALELOR METALICE Generalităţi Fenomene care însoţesc prelucrarea prin deformare plastică Încălzirea materialelor metalice în scopul deformării plastice Principiile prelucrării prin deformare plastică Clasificarea procedeelor de deformare plastică Laminarea Extrudarea Tragerea Forjarea Prelucrarea prin deformare plastică a tablelor Defectele pieselor realizate prin deformare pastică Cap. 5. SUDAREA MATERIALELOR METALICE Generalităţi Sudarea prin topire Sudarea prin presiune... 43

2 Cap. 6. PROCEDEE CONEXE SUDĂRII Tăierea termică Asamblarea prin lipire Încărcarea prin sudare şi metalizare Cap. 7. MATERIALE NEMETALICE Materiale lemnoase Produse finite din industria celulozei şi hârtiei Mase plastice Sticla Materiale ceramice... 63

3 1. NO IUNI GENERALE PRIVIND PROCESUL DE PRODUC IE 1.1. Structura procesului de produc\ie Crearea oric[rui produs este rezultatul unui proces de produc\ie definit ca un proces tehnicoeconomic complex care cuprinde ]ntreaga activitate desf[=urat[ ]ntr-o societate comercial[ sau loc de munc[. Componenta de baz[ a unui proces de produc\ie o constituie procesele de baz[ (fig. 1.1), care contribuie direct la transformarea materiilor prime ]n produse finite, ca de exemplu: ob\inerea de semifabricate turnate, forjate sau sudate, prelucrarea prin a=chiere a semifabricatelor pentru ob\inerea de piese finite, tratamente termice sau termochimice, asamblarea pieselor ]n subansambluri =i apoi ]n ansambluri, rezult`nd produsul finit. Proces de produc\ie Proces de conducere Procese de baz[ Procese auxiliare Procese de preg[tire a proceselor de baz[ =i auxiliare Procese de desfacere =i livrare Fig Componentele pocesului de produc\ie. Procesele auxiliare ajut[ la buna desf[=urare a proceselor de baz[, cuprinz`nd: fabricarea de scule, dispozitive, verificatoare (S.V.D.-uri); ]ntre\inerea =i repararea ma=inilor-unelte =i a utilajelor ]n cadrul proceselor de baz[; transportul pieselor, semifabricatelor =i materialelor etc. Pentru buna desf[=urare a procesului de produc\ie sunt necesare =i alte activit[\i ca de exemplu, cele de preg[tire a proceselor de baz[ =i auxiliare, activit[\i de conducere (manageriale) =i activit[\i de desfacere =i livrare. Practic un proces de produc\ie nu se consider[ ]ncheiat p`n[ c`nd produsele realizate nu au fost desf[cute pe pia\[. Pentru buna desf[=urare a procesului de produc\ie, societatea constructoare de ma=ini, ca de altfel orice societate a unei ramuri economice, trebuie s[ dispun[ de o organizare corespunz[toare scopului propus. Produsele =i procesele de produc\ie sunt concepute, proiectate, organizate =i conduse din punct de vedere tehnico-economic, de speciali=ti cu calificare corespunz[toare. Elementul de baz[ ]n organizarea unei societ[\i comerciale ]l constituie sec\ia. }n func\ie de profilul lor sec\iile pot fi : - de preg[tire a fabrica\iei - ]n care se ]ntocme=te toat[ documenta\ia necesar[ procesului de produc\ie; - de baz[ - ]n care se desf[=oar[ o parte a procesului de produc\ie, ]n scopul ob\inerii unei p[r\i din produs sau a ]ntregului produs ; - auxiliare - ]n care se desf[=oar[ procesele auxiliare ; - de deservire - ]n care se desf[=oar[ procesele de deservire a sec\iilor de baz[ sau auxiliare Procesele tehnologice a. Structura procesului tehnologic Procesul tehnologic este o component[ a procesului de produc\ie ]n decursul c[ruia se efectueaz[ logic =i treptat, modific[rile =i transform[rile materialelor necesare ob\inerii produsului. 1

4 }n cadrul procesului tehnologic, materia prim[ cu propriet[\i neadecvate utiliz[rii directe este supus[ unui =ir de transform[ri ]n vederea ob\inerii unui produs cu func\ii =i propriet[\i bine stabilite. }n func\ie de scopul urm[rit, procesele tehnologice utilizate ]n construc\ia de ma=ini =i aparate permit : - modificarea propriet[\ilor fizico-mecanice ale materialului f[ra a urm[ri dar nu =i f[r[ a modifica forma =i dimensiunile; - modificarea formei dimensiunilor, pozi\iei reciproce =i calit[\ii suprafe\elor semifabricatelor =i pieselor f[r[ a urm[ri dar nu =i f[r[ a modifica propriet[\ile. Se pot deosebi astfel, urm[toarele categorii de procese tehnologice: - de prelucrare, prin care materiile prime se modific[ treptat, transform`ndu-se ]n semifabricate =i apoi ]n piese finite; - de asamblare, prin care piesele sunt grupate ordonat ]n subansambluri =i apoi ]n ansambluri, reprezent`nd produse finite; - de reparare =i recondi\ionare prin care pieselor sau subansamblelor care sau degradat ]n timp ca urmare a func\ion[rii li se restabilesc caracteristicile ini\iale. Elementul de baz[ al oric[rui proces tehnologic ]l reprezint[ opera\ia tehnologic[, definit[ ca fiind acea parte a procesului tehnologic efectuat[ de c[tre un muncitor sau o echip[ de muncitori f[r[ ]ntrerupere, la un singur loc de munc[, cu uneltele =i utilajele necesare, ]n scopul modific[rii propriet[\ilor fizico-mecanice, formei =i dimensiunilor, netezirii =i aspectului suprafe\elor materiilor prime sau semifabricatelor supuse prelucr[rii. Opera\iile la r`ndul lor se subdivid ]n a=ez[ri, faze (p[r\i ale opera\iei care se realizeaz[ ]ntr-o singur[ a=ezare =i pozi\ie a piesei de prelucrat, cu acelea=i unelte de lucru =i cu acela=i regim de lucru). }n timpul fazelor de lucru se execut[ m`nuiri, reprezent`nd totalitatea mi=c[rilor efectuate de c[tre muncitori ]n timpul lucrului. b. Semifabricate =i piese finite Pentru a ob\ine o pies[ finit[ este necesar s[ se parcurg[ mai multe etape de prelucrare a unui semifabricat. Semifabricatul poate fi definit ca o bucat[ de material mai mult sau mai pu\in apropiat[ ca form[ de piesa ce urmeaz[ a fi ob\inut[, care a suferit o serie de prelucr[ri ]nainte de a se ajunge la piesa finit[. De regul[ ultimele opera\ii aplicate semifabricatului au ca scop ]ndep[rtarea unui surplus de material, prin a=chiere. Masa semifabricatului este mai mare dec`t masa piesei : Msf M p (1.1) Ideal este ca un semifabricat s[ se apropie c`t mai mult ca form[ =i dimensiuni de piesa finit[ (scad consumul de material =i manopera). Piesa finit[ poate fi considerat[ ca fiind unitatea de baz[ a unui produs iar ob\inerea pieselor scopul urmarit al majorit[\ii proceselor tehnologice aplicate ]n construc\ia de ma=ini =i aparate. Orice pies[ poate fi caracterizat[ prin : - compozi\ia materialului ; - structura (conferit[ de obicei prin metode de ob\inere a semifabricatului =i prin tratamente termice) ; - forma piesei (configura\ia, ]ntinderea suprafe\elor, precizia =i calitatea suprafe\elor). c. Eficien\a unui proces tehnologic Orice proces tehnologic trebuie s[ fie eficient. Dintre numero=ii indicatori de efien\[ mai importan\i sunt: costul, calitatea =i siguran\a ]n func\ionare a produselor, productivitatea, consumul de material etc. 2

5 Costul produselor sau al pieselor se poate exprima ]n lei/produs sau lei/lot de piese. Costul unui lot de produse (piese) identice Cs este dat de rela\ia: C s, (1.2) F V n ]n care F reprezint[ cheltuieli fixe; V cheltuieli variabile; n num[rul de piese din lot. Cheltuielile fixe se determin[ prin procedee de calcul conven\ionale =i cuprind cheltuieli efectuate cu utilajul tehnologic (amortizare, func\ionare, ]ntre\inere) =i cheltuieli generale ale sec\iei =i ]ntreprinderii (]ntre\inere cl[diri, retribu\ie pentru muncitori auxiliari =i TESA). Cheltuielile variabile se determin[ direct pe unitatea de produs =i cuprind cheltuielile cu materiale consumate, cheltuieli cu manopera (celor care lucreaz[ nemijlocit pentru realizarea produsului) la care se adaug[ cheltuielile cu regia (ex.: producerea aerului comprimat, procurarea energiei electrice etc.) Costul unui produs Cp se poate determina din rela\ia : C p Cs n F V n }n figurile 1.3 =i 1.4 sunt reprezentate grafic rela\iile 1.2 =i (1.3) Fig Varia\ia costului unui lot de produse func\ie de num[rul de piese din lot. Fig Varia\ia costului unui produs func\ie de num[rul de piese din lot. Consumul de material coeficient de utilizare al materialului : M m M p 100(%). (1.4) M sf }n construc\ia de ma=ini acest coeficient are valori cuprinse ]ntre 40% =i 90%. Calitatea este o no\iune mai larg[, incluz`nd totalitatea ]nsu=irilor fizico-tehnice =i estetice ale piesei sau produsului finit. O importan\[ deosebit[ (din punct de vedere al prelucr[rilor mecanice) revine preciziei dimensionale a pieselor, cu referire la precizia dimensiunilor, formei suprafe\elor, pozi\iei reciproce a suprafe\elor =i calit[\ii acestora. Siguran\a ]n func\ionare fiabilitatea unui produs depinde direct de calitatea sa. d. Proiectarea proceselor tehnologice La stabilirea unui proces tehnologic se pleac[ de la ideea c[ el este un proces multidimensional cu foarte mul\i parametri rezulta\i din interac\iunea concret[ a unor materiale reale cu mijloacele de transformare a acestora ]n reperele componente ale produsului. 3

6 Stabilirea procesului tehnologic necesit[ o serie de informa\ii legate at`t de piesa sau produsul ce trebuie realizate, c`t =i de cadrul organizatoric ]n care se va realiza procesul de produc\ie (tipul de produc\ie, organizarea =i dotarea societ[\ii comerciale), a=a cum reiese din schema prezentat[. Fig Alegerea variantei optime de proces tehnologic pe baza indicatorilor de eficien\[. Procesul tehnologic trebuie s[ aib[ eficien\[ maxim[. Aceasta presupune stabilirea mai multor variante optime pe baza indicatorilor de eficien\[. Proiectarea unui produs cuprinde: - proiectarea func\ional[ - conceperea produsului astfel ]nc`t s[ corespund[ cerin\elor func\ionale impuse; - proiectarea tehnologic[ - conceperea produsului astfel ]nc`t el s[ poat[ fi realizat printr-o tehnologie c`t mai convenabil[. Apare astfel o determinare reciproc[ a proiect[rii produsului =i proiect[rii tehnologiei de fabrica\ie adic[: nu numai cerin\ele calitative ale produsului impun stabilirea procesului tehnologic, ci =i tehnologia impune definitivarea construc\iei optime a produsului. Se introduce no\iunea de tehnologicitate a produsului (piesei). Un produs sau o pies[ sunt construite tehnologic dac[ permit ob\inerea lor cu pre\ de cost minim asigur`ndu-se prelucrarea, controlul =i asamblarea prin cele mai simple mijloace Tipuri de produc\ie Modul ]n care este organizat[ activitatea de produc\ie ]ntr-o societate comercial[ cu profil de construc\ii ma=ini depinde de volumul produc\iei, de m[rimea (masa) produselor =i de complexitatea lor. Se deosebesc : - produc\ie de unicate sau individual[; - produc\ie de serie caracterizat[ prin executarea produselor ]n loturi sau serii care se repet[ regulat, la anumite intervale de timp, utilajul folosit are caracter universal sau specializat, productivitatea muncii este mai mare iar costul produselor este mai mic dec`t la produc\ia de unicat. Se deosebesc (]n func\ie de m[rimea lotului) trei tipuri de serii: serie mic[, serie mijlocie =i serie mare. - produc\ie de mas[. Acest tip de produc\ie se caracterizeaz[ prin: func\ionarea ne`ntrerupt[ o perioad[ mai mare de timp a acelora=i utilaje; utilizarea unor linii de fabrica\ie; utilaje de mare productivitate; calificare sc[zut[ a muncitorilor. 4

7 2. REALIZAREA PIESELOR METALICE PRIN TURNARE 2.1. Generalit[\i Turnarea este o metod[ tehnologic[ de fabricare a pieselor prin solidificarea materialului metalic topit introdus ]n cavit[\ile de lucru ale unor forme cu configura\ie =i dimensiuni corespunz[toare numite forme de turnare. Turnarea este utilizat[ ca procedeu pentru fabricarea: pieselor cu configura\ie complex[ (carcase de pompe sau turbine, corpuri de robinete); pieselor cu gabarite =i mase mari (batiuri pentru ma=ini unelte, corpuri de ma=ini); pieselor din materiale metalice neprelucrabile prin alte metode tehnologice (fonte, siluminiuri). }n construc\ia de ma=ini ponderea pieselor turnate este de 20 90% din greutatea ma=inilor. Prin turnare se pot ob\ine piese cu greutatea de la c`teva grame p`n[ la sute de tone. Avantajele turn[rii sunt: complexitatea pieselor ob\inute; dimensiunile pieselor sunt apropiate de cele ale pieselor finite (prelucr[rile mecanice sunt simplificate); echipamentul tehnologic de turnare este relativ simplu =i ieftin; posibilitatea folosirii unor linii de fabrica\ie mecanizate sau automatizate; uniformitate relativ crescut[ a structurii. Dezavantajele turn[rii sunt: caracteristici de rezisten\[ mai sc[zute dec`t ]n cazul pieselor deformate plastic; timp de fabricare mai lung etc. Clasificarea procedeelor de turnare este prezentat[ ]n figura 2.1. Fig Clasificarea procedeelor de turnare. Formele temporare sunt alc[tuite din amestec de formare =i sunt utilizate la o singur[ turnare. Formele semipermanente sunt confec\ionate din amestec de formare =i semifabricate metalice sau ceramice fiind utilizate la sute de turn[ri (cu remedieri dup[ fiecare turnare). Formele permanente (cochiliile) sunt confec\ionate din materiale metalice =i sunt utilizate la nenum[rate turn[ri. Etapele fabric[rii unei piese turnate sunt prezentate ]n figura

8 Fig.2.2. Etapele fabric[rii pieselor turnate Turnarea ]n forme temporare Structura formelor temporare de turnare Turnarea ]n forme temporare este indicat[ ]n cazul turn[rii pieselor unicat sau de serie mic[. a. Planele de separa\ie se prev[d pentru extragerea u=oar[ a modelului din form[ si trebuie s[ fie ]n num[r c`t mai mic (]n scopul folosirii unui num[r minim de miezuri =i p[r\i demontabile ale modelelor). Partea principal[ din pies[ cu precizia cea mai ridicat[ trebuie s[ se afle ]n zona inferioar[ a formei. b. Semiramele de turnare sunt dispozitive metalice folosite pentru sus\inerea amestecului de formare, turnare =i constituire a pieselor turnate. Se asambleaz[ =i centreaz[ cu ajutorul elementelor de fixare 11. Pentru piesele cu ]n[l\ime mare formarea se face ]n mai multe rame (suprapuse). c. Placa de turnare este elementul util pentru sus\inerea =i dirijarea corect[ a formei temporare. d. R[sufl[torii sunt orificii realizate ]n vederea cre=terii permeabilit[\ii la gaze a amestecurilor de formare. e. Canalul de aerisire se execut[ pentru a permite evacuarea gazelor din cavitatea formei. f. Cavitatea formei reprezint[ spa\iul determinat ]n interiorul formei ]n vederea realiz[rii piesei turnate. Cavitatea formei se realizeaz[ cu ajutorul modelelor sau =abloanelor (confec\ionate din lemn, material u=or fuzibil sau metal). Pentru realizarea unor piese turnate de calitate superioar[ se au ]n vedere: - propriet[\ile de turnare ale metalelor =i aliajelor: - fuzibilitatea - proprietatea unui material metalic de a trece ]n stare topit[ la o temperatur[ caracteristic[ numit[ temperatur[ de topire; - fluiditatea - proprietatea materialelor metalice topite de a curge =i a umple toate detaliile cavit[\ii formei; - contrac\ia - proprietatea materialelor metalice de a-=i mic=ora dimensiunile ]n timpul r[cirii =i solidific[rii. 6

9 - tendin\a de generare a tensiunilor interne (termice, de contrac\ie, structurale); - tendin\a materialelor metalice de a interac\iona cu gazele (se prev[d canale de aerisire); - posibilitatea umplerii totale a cavit[\ii (se prev[d maselote, r[citori, se are ]n vedere tipul de solidificare etc.). g. Miezurile (interioare sau exterioare, orizontale sau verticale) se utilizeaz[ ]n cazul ]n care piesele turnate trebuie s[ prezinte goluri. Miezurile sunt executate, prin opera\ia de miezuire, ]n cutiile de miez =i sunt fixate ]n cavitatea formei prin intermediul m[rcilor. Miezurile pot fi confec\ionate din materiale u=or fuzibile, amestecuri de formare sau din metal. h. Maselotele sunt rezervoare de metal lichid care asigur[ umplerea continu[ =i total[ a cavit[\ii formei. Volumul lor trebuie s[ fie calculat astfel ]nc`t timpul de contrac\ie ]n maselot[ s[ fie mai mare dec`t timpul de contrac\ie ]n cavitatea formei (dimensionarea corect[ a maselotei). Dup[ forma pe care o au, maselotele sunt orizontale sau verticale; dup[ modul de deta=are fa\[ de pies[ sunt deta=abile prin =trangulare sau prin forfecare; ]n func\ie de presiunea de lucru sunt maselote f[r[ presiune sau cu presiune; func\ie de temperatura de lucru pot fi: protejate termic, neprotejate termic sau ]nc[lzite; ]n func\ie de tipul leg[turii cu cavitatea formei sunt directe sau indirecte etc. i. Re\eaua de turnare reprezint[ ansamblul elementelor care servesc la introducerea metalului topit ]n cavitatea formei. Proiectarea corespunz[toare a re\elei de turnare presupune realizarea unui debit constant de curgere a aliajului lichid, pe toat[ ]n[l\imea piciorului p`lniei. Re\elele de turnare se clasific[ ]n: re\ele de turnare directe, re\ele de turnare ]n sifon =i re\ele de turnare cu atac lateral Formarea manual[, folosind amestecuri de formare obi=nuite Etapele fabric[rii pieselor turnate sunt conforme cu cele din figura Prepararea amestecului de formare Amestecul de formare este compus din nisip, lian\i =i materiale de adaos. Nisipul (de cuar\, de zirconiu, de cromit) se clasific[ ]n func\ie de: cantitatea componentelor levigabile, forma granulelor, granula\ia medie etc. Lian\ii au rol de a lega nisipul =i de a conferi plasticitate amestecului. Lian\ii pot fi organici =i anorganici (naturali, artificiali). Argila este un liant anorganic natural =i cristalizeaz[ sub form[ de lamele (men\in ]ntre ele o cantitate relativ mare de ap[). Lian\ii anorganici artificiali sunt: - cimentul - un amestec de oxizi (CO2; SiO2; Al2O3) care ]n prezen\a apei cap[t[ plasticitate =i o dat[ cu eliminarea ei se durific[; - gipsul un silicat de sodiu care are plasticitate ]n prezen\a apei =i se durific[ la pierderea ei. Aceste componente nu mai pot deveni plastice dup[ durificare. Lian\ii organici sunt uleiurile de in sau floarea soarelui =i r[=inile (realizeaz[ ]nt[rirea prin polimerizare). Materiale de adaos confer[ specificitate amestecului de formare =i ]mbun[t[\esc propriet[\ile acestuia (pleava =i rumegu=ul, prin ardere, duc la formarea golurilor de aer care determin[ cre=terea permeabilit[\ii; vopsele aplicate pe suprafa\a cavit[\ii formei determin[ cre=terea refractarit[\ii etc.). Prepararea amestecului de formare se face ]n sec\ii speciale, dup[ o prealabil[ sortare a elementelor, dup[ re\ete corespunz[toare metodelor de turnare. Amestecurile pot fi folosite pentru formarea modelelor =i a miezurilor. 2. Executarea cavit[\ilor formelor =i a miezurilor Pentru executarea cavit[\ilor formelor se folosesc modelele, care au aceea=i configura\ie cu a pieselor ce urmeaz[ s[ fie turnate, sau =abloanele, care elimin[ amestecul de formare prin intermediul gener[rii suprafe\elor prin transla\ie =i rota\ie. Formele se realizeaz[ manual sau mecanizat, ]n rame de formare sau ]n solul turn[toriei. Criteriile de executare a cavit[\ii formei au ca elemente de baz[ desenul de proiectare =i implicit: 7

10 a) adaosul de prelucrare (stratul de material, m[surat perpendicular pe suprafa\a de prelucrat, ce urmeaz[ s[ fie ]ndep[rtat prin prelucr[ri succesive). Adaosurile de prelucrare ofer[ posibilitatea rigidiz[rii piesei; b) adaosul tehnologic (stratul de material, care nu se poate ]ndep[rta prin tehnologia de fabrica\ie =i care urmeaz[ s[ fie eliminat prin prelucr[ri ulterioare); c) adaosul de contrac\ie (diferen\a dimensional[ dintre model =i piesa turnat[). }n general, la proiectare, se are ]n vedere existen\a posibilit[\ii de extragere c`t mai u=oar[ a pieselor din cavitatea formei, prin realizarea ]nclin[rilor corespunz[toare. Suprafe\ele interioare trebuie s[ permit[ o u=oar[ cur[\ire. Se are ]n vedere solidificarea uniform[ sau dirijat[. Solidificarea uniform[ o ]nt`lnim ]n cazul suprafe\elor mari. Solidificarea dirijat[ presupune utilizarea maselotelor cu rolul de a completa volumul retasurii =i de a men\ine temperatura ]nalt[ de turnare. Cu toate acestea, ]n cadrul solidific[rii pot apare nodurile termice (concentr[ri de volum care se solidific[ mai greu =i mai t`rziu) =i deci posibilitatea ruperii ]n acea zon[ prin apari\ia fisurilor. Pentru evitarea nodurilor termice se folosesc r[citori sau se racordeaz[ piesa pentru uniformizarea sec\iunii. Uneori se folosesc miezuri de fier sau se folose=te metoda sferelor minime (o sfer[ ]nscris[ ]n orice punct al unei sec\iuni s[ poat[ fi dirijat[ spre exterior. La proiectare, se calculeaz[ grosimea optim[ a pere\ilor pieselor ]n func\ie de rolul peretelui piesei, de gabaritul piesei =i de metoda de turnare. Miezurile sunt executate prin opera\ia de miezuire. 3. Uscarea formelor Uscarea formelor se realizeaz[ prin procedee fizice sau chimice. Procedeele fizice sunt: a) uscarea cu gaze fierbin\i; b) uscarea cu infraro=ii (folosind arz[toare naturale); c) uscarea folosind curen\i de ]nalt[ frecven\[. Uscarea pe cale chimic[ determin[ distrugerea formelor. 4. Asamblarea formelor Ansamblarea formelor are ]n vedere asamblarea ramelor de formare, asamblarea miezurilor =i fixarea contragreut[\ilor la partea superioar[, pentru eliminarea posibilit[\ii de dezasamblare a elementelor. 5. Turnarea Turnarea se realizeaz[ pe la partea inferioar[ a oalei de turnare, pentru o\el (datorit[ zgurei lichide de la suprafa\[) =i pe la partea superioar[ a oalei de turnare, ]n cazul fontelor. Firul de turnare este continuu =i nu trebuie s[ aib[ o ]n[l\ime mare. 6. Solidificarea Solidificarea se face, ]n func\ie de materialul turnat, mai repede la o\el datorit[ apari\iilor contrac\iilor =i tensiunilor interne =i mai ]ncet la fonte. Cu c`t un metal are contrac\ia mai mare, cu at`t dezbaterea se face mai repede. 7. Dezbaterea Dezbaterea este opera\ia de extragere a pieselor =i miezurilor folosind traverse sau site vibratoare, care prin vibra\ii determin[ desprinderea ramelor de turnare, a miezurilor =i pieselor. Amestecul de formare se recupereaz[ =i este folosit (dac[ corespunde din punct de vedere al cerin\elor tehnice), dup[ eventuale ]mbun[t[\iri, la executarea formelor =i a miezurilor. 8. Cur[\irea pieselor Cur[\irea se refer[ ]n general la ]ndep[rtarea maselotelor, a re\elelor de turnare =i a amestecului de formare de pe suprafe\ele pieselor.cur[\irea se poate face prin procedee mecanice, termice sau chimice. Procedeele mecanice se refer[ la spargerea formei, t[ierea cu fier[straie, circulare etc. a maselotelor =i re\elelor de turnare precum =i la ]ndep[rtarea amestecului de formare prin sablare sau folosirea tobelor rotative. Procedeele termice se refer[ la ]ndep[rtarea prin oxidare cu flac[r[ oxiacetilenic[, topire cu arcul electric sau pulverizare =i topire cu arc electric sau jet de plasm[. 8

11 Procedeele termice, datorit[ temperaturilor ridicate, produc modific[ri locale din punct de vedere a structurii materialului pieselor =i pot duce la apari\ia fisurilor prin dilatare. Procedeele chimice presupun utilizarea carbona\ilor. 9. Aplicarea tratamentelor termice Tratamentele termice se aplic[, ]n general, pieselor turnate pentru modificarea structurii =i eliminarea tensiunilor interne. Tipurile de tratamente termice frecvent aplicate sunt recoacerea de detensionare, recoacerea complet[, recoacerea incomplet[ =i recoacerea de omogenizare. 10. Controlul tehnic aplicat pieselor turnate }n general, piesele turnate sunt supuse analizelor defectoscopice (cu lichide penetrante, cu radia\ii penetrante, cu ultrasunete =i cu pulberi magnetice), controlului dimensional, gabaritic, de calitate etc. Rebuturile recuperabile sunt recondi\ionate, iar cele irecuperabile sunt topite =i folosite pentru elaborarea noilor aliaje Formarea mecanizat[, folosind amestecuri de formare obi=nuite Avantajele mecaniz[rii sunt cre=terea productivit[\ii, preciziei =i gradului de compactizare a amestecului de formare. Dezavantaje procedeelor de acest tip constau ]n folosirea miezurilor metalice (tensiuni interne suplimentare) =i faptul c[ formele sunt crude (rezisten\[ sc[zut[). Formarea mecanizat[ se poate face: prin presiune, folosind ma=ini pneumatice sau hidraulice; prin presare cu membran[ de cauciuc; prin aruncare; prin insuflare; prin scuturare etc Turnarea ]n forme cu pere\i sub\iri, folosind amestecuri de formare speciale Formele cu pere\i sub\iri (forme coji) sunt forme temporare ob\inute ]n general din nisip cuar\os =i lian\i speciali. Formele coji se pot ob\ine prin formarea cu modele calde sau cu modele u=or fuzibile. a. Executarea formelor coji folosind modele calde }n aceast[ situa\ie cavitatea formei rezult[ prin asamblarea a dou[ coji sub\iri confec\ionate dintr-un amestec de formare refractar =i ]nt[rit pe cale termo-chimic[. Amestecul de formare este alc[tuit din nisip cuar\os de granula\ie fin[ =i o r[=in[ sintetic[ ca liant (novolacul, bachelita). Modelele sunt confec\onate din font[ cenu=ie, aliaj de aluminiu sau o\el. Pentru executarea miezurilor se folosesc cutii de miez metalice, ]nc[lzite la C ]n care se afl[ amestec de formare termoreactiv. Semiformele coji se ]mpacheteaz[ ]n nisip sau alice de font[ cu scopul de a le m[ri rezisten\a ]n timpul procesului de turnare. Dup[ ]mpachetare, urmeaz[ turnarea aliajului, dezbaterea prin spargerea formei =i cur[\irea. b. Executarea formelor coji cu modele u=or fuzibile Cojile se ob\in prin scufundarea repetat[ a unor modele u=or fuzibile (stearin[ =i parafin[) ]n vopsele refractare (se ]nt[resc pe cale chimic[). Modelele u=or fuzibile se ob\in prin injectarea ]n matri\[ a compozi\iei de stearin[ =i parafin[, se prind sub form[ de ciorchine =i se introduc ]n barbotina refractar[. Modelele se ]nt[resc prin bombardare cu nisip =i calcinare la 910 C. Metalul se toarn[ ]n forma coaj[, anterior fixat[ ]n rame metalice umplute cu amestec de formare. Metoda se utilizeaz[ pentru ob\inerea pieselor mici de mare precizie (din font[ sau o\el) =i a unor piese din aliaje dure care nu mai sufer[ modific[ri Turnarea ]n forme durabile 9

12 Formele durabile sunt confec\ionate din aliaje metalice =i rezist[, teoretic, la un num[r infinit de turn[ri. Procedeele de turnare ]n forme durabile asigur[ ob\inerea unor avantaje majore, cum ar fi: - cre=terea calit[\ii pieselor turnate (caracteristicile mecanice, precizia dimensional[, calitatea suprafe\elor); - ]mbun[t[\irea indicatorilor tehnico-economici ai produc\iei (cre=terea productivit[\ii, reducerea consumului de materii prime =i materiale, eliminarea opera\iilor de formare ); - asigurarea unor condi\ii mai bune de munc[. Datorit[ costului ridicat al formelor metalice =i al utilajelor de turnare, acest procedeu se justific[ numai ]n cazul produc\iei de serie. Problemele tehnologice care apar ]n aceste situa\ii sunt: - asigurarea evacu[rii gazelor din form[ (se prev[d r[sufl[tori =i canale de aerisire, dimensionate corespunz[tor); - vitezele mari de r[cire a aliajelor (alegerea corect[ a materialelor metalice din care sunt confec\ionate formele =i pre`nc[lzirea acestora) care pot duce la ob\inerea unor structuri necorespunz[-toare ale pieselor turnate prin pierderea rapid[ a fluidit[\ii (font[ alb[ ]n stratul superficial al fontei cenu=ii, acest lucru cre`nd dificult[\i la prelucrarile mecanice) =i la umplerea incomplet[ a formei. Turnarea ]n forme durabile poate fi: gravita\ional[, sub presiune sau centrifugal[ Turnarea ]n cochile (turnarea gravita\ional[) Cochiliile sunt forme de turnare permanente ]n care se introduce metalul topit numai sub ac\iunea for\elor gravita\ionale. Cochiliile pot fi monolit (lingotiera) sau din dou[ buc[\i (cu plan de separa\ie vertical sau orizontal). Turnarea ]n cochil[ presupune urm[toarele etape tehnologice: 1) Confec\ionarea cochiliilor =i a miezurilor: cochiliile sunt metalice (font[, o\el, aluminiu); miezurile sunt metalice sau din amestec de formare. 2) Preg[tirea cochiliei pentru turnare: a) acoperirea suprafe\elor interioare ale cochiliei cu un material refractar (grafit, argil[ refractar[ etc.) =i cu o vopsea de protec\ie (pe baz[ de petrol); b) pre]nc[lzirea =i asamblarea cochiliei. 3) Turnarea metalului topit, care se poate face prin una din metodele: direct[ (pentru cazul cochiliilor monolit); ]n sifon (pentru cochiliile din dou[ buc[\i); cu atac lateral: prin re\elele de turnare prelucrate ]n corpul cochiliei sau prin re\elele de turnare ata=ate cochiliei. 4) Dezbaterea din form[, care se poate face prin ]mpingerea sau extragerea piesei cu elementele de lucru existente ]n corpul cochiliei, sau prin dezmembrarea cochiliei. 5) }ndep[rtarea re\elelor de turnare, maselotelor =i a bavurilor (prin t[iere sau prin lovire). Produsele ob\inute prin acest procedeu de turnare sunt: pistoane pentru motoare, buc=e, segmen\i pentru pistoane, ro\i din\ate, cilindrii de laminor. Folosind miezurile se pot ob\ine piese cu goluri interioare. Miezurile pot fi confec\ionate din metal sau din amestec de formare. Miezurile metalice trebuie extrase imediat dup[ turnare pentru a nu ]mpiedica contrac\ia Turnarea sub presiune Turnarea sub presiune este un procedeu de turnare la care introducerea materialului metalic topit ]n cavitatea formei se face sub ac\iunea unei presiuni exterioare. Prin acest procedeu se toarn[ ]n special piese din aliaje neferoase (pe baz[ de zinc, aluminiu, cupru etc.), put`ndu-se ob\ine =i piese bimetalice. 10

13 }n acest scop se utilizeaz[ ma=inile de turnare (camera de presare plus matri\[), care se clasific[: a - dup[ tipul ma=inii folosite: ma=ini cu camer[ rece cu piston (orizontal sau vertical); ma=ini cu camer[ cald[ (cu piston sau cu gaz); b - ]n func\ie de presiunea realizat[: de joas[ presiune (p < 200 bar); de ]nalt[ presiune (p > 200 bar; ma=ini cu camer[ rece). Spre deosebire de procedeul anterior, datorit[ frec[rii dintre materialul metalic topit =i pere\ii formei, cre=te temperatura de lucru =i odat[ cu aceasta fluiditatea (umplerea total[ a cavit[\ii formei). Procedeul se aplic[ de obicei pieselor mici cu configura\ii complexe =i pere\i sub\iri. Matri\ele se confec\ioneaz[ din o\eluri ]nalt aliate (=i miezurile fixe sau mobile), pentru a rezista la =ocuri termice, sunt tratate termochimic (nitrate, cromate etc) ]n scopul cre=terii durabilit[\ii =i apoi sunt acoperite cu vopsele de protec\ie. Etapele turn[rii sub presiune cu camer[ rece, cu piston vertical sunt: - turnarea metalului lichid ]n cilindrul de lucru; - comprimarea metalului, ]n camera de presare, cu ajutorul pistonului superior; - dezbaterea piesei din semicochila mobil[, cu ajutorul extractoarelor ac\ionate de arcuri =i ]ndep[rtarea de=eului la sf`r=itul cursei de ridicare a celor dou[ pistoane. }n cazul turn[rii sub presiune cu camer[ cald[ precizia de lucru este foarte ridicat[, rezult`nd piese turnate ale c[ror suprafe\e care nu se mai supun prelucr[rii mecanice ulterioare Turnarea centrifugal[ Turnarea centrifugal[ se define=te ca fiind procedeul de turnare ]n forme metalice aflate ]n mi=care de rota\ie; metalul topit fiind proiectat centrifugal pe peretele formei. Turnarea centrifugal[ se poate realiza folosind ma=ini cu ax (pentru confec\ionarea pieselor scurte cu diametru mare) =i cu ax orizontal (pentru confec\ionarea pieselor lungi cu diametru sc[zut). Avantajele turn[rii centrifugale sunt: ob\inerea pieselor tubulare f[r[ utilizarea miezurilor; grad ]nalt de utilizare a materialului (lipsesc maselotele =i re\elele de turnare); productivitate ridicat[; structur[ granular[ fin[ a piesei turnate (vitez[ ridicat[ de r[cire); configura\ie exterioar[ precis[ a piesei (datorat[ for\ei centrifuge); caracteristici mecanice bune (compactitatea peretelui piesei, separarea incluziunilor nemetalice spre suprafa\a interioar[ a piesei etc.). Dezavantajele turn[rii centrifugale sunt: grosimea neuniform[ a pere\ilor piesei; configura\ie geometric[ interioar[ imprecis[; segregarea componen\ilor dup[ greutatea specific[ (la turnarea aliajelor pe baz[ de plumb, fazele mai grele de plumb segreg[ ]n zonele exterioare ale pieselor). Parametrii principali a procedeului de turnare centrifugal[ sunt: cantitatea de material turnat, tura\ia formei =i for\a centrifug[. Procedeul de turnare centrifugal[ se utilizeaz[ pentru confec\ionarea: conductelor, buc=elor metalice sau bimetalice, tuburilor, \evilor placate cu aliaje anticorozive etc Defectele pieselor turnate Putem defini defectele de turnare ca fiind abateri ale pieselor reale de la prescrip\iile tehnice impuse (de form[, mas[, structur[, aspect exterior,compozi\ie chimic[, propriet[\i fizico-mecanice). Defectele pieselor turnate se pot ]mp[r\i ]n trei grupe: 1) defecte admisibile f[r[ remanieri; 11

14 2) defecte admisibile cu remanieri; 3) defecte neadmisibile (determin[ rebutarea pieselor). Defectele pieselor turnate se simbolizeaz[ printr-o liter[ urmat[ de trei cifre (tab.2.1). Simbolizarea defectelor pieselor turnate Tabelul 2.1. Litera Categoria de baz[ a defectului (A,B,C,D,E,F,G,H.) + cele trei cifre Grupa Subgrupa Tipul specific de defect Principalele tipuri de defecte sunt: 1. Golurile care pot fi: sulfuri, microsulfuri, retasuri, microretasuri. Cauzele sunt gazele din metalul topit (insuficienta dezoxidare =i degazare) sau din amestecul de formare (inexisten\a r[sufl[torilor =i a canalelor de aerisire), sau dimensionarea incorect[ a re\elei de turnare. 2. Incluziunile care la r`ndul lor pot fi metalice, nemetalice, incluziuni de zgur[ sau nisip.cauzele care conduc la producerea acestor defecte sunt elaborarea ne]ngrijit[, cur[\area insuficient[ de zgur[ =i de nisip, re\ele de turnare necorespunz[toare. 3. Fisurile care se produc datorit[ existen\ei tensiunilor de contrac\ie termice =i structurale (vitez[ de r[cire foarte mare) sau din cauza aplic[rii necorespunz[toare a tratamentelor termice. 4. Defectele de suprafa\[ (crust[, umfl[tur[, asperit[\i) se produc datorit[ refractarit[\ii sc[zute a amestecului de formare, ]ndes[rii insuficiente =i a permeabilit[\ii sc[zute. 5. Defectele geometrice =i de greutate (bavura, deformarea, dimensiuni =i greutate necorespunz[toare) se produc datorit[ centr[rii incorecte a ramelor, deplas[rii formelor, deform[rii miezurilor la uscare =i uzurii cutiei de miez =i a modelelor. 6. Defectele de structur[ (structur[ necorespunz[toare, segrega\ie, zon[ dur[) se produc datorit[ amestec[rii insuficiente a metalului ]nainte de turnare. 7. Abaterile de la compozi\ia chimic[ care se produc din cauza elabor[rii gre=ite. 8. Abateri de la caracteristicile mecanice datorit[ tratamentelor termice necorespuz[toare. }n acest sens se recomand[ executarea controlului ]n turn[torii: controlul primar, care se face asupra materiilor prime, combustibililor, fondan\ilor, materialelor de formare; controlul intermediar, se face asupra utilajului, amestecului de formare, asambl[rii formelor, asupra elabor[rii =i turn[rii; controlul final, se realizeaz[ ]n scopul determin[rii defectelor interioare (raze X =i ultrasunete), a defectelor exterioare (lichide penetrante, vopsele speciale) =i a caracteristicilor fizico-chimice (pe epruvete). }n cazul ]n care piesele intr[ ]n categoria rebuturilor recuperabile, se trece la remedierea acestora prin: a - procedee mecanice (cur[\ire, ]ndreptare, buc=are, placare); b - sudare sau metalizare; c - procedee chimice (impregnare, chituire); d - tratamente termice corespunz[toare tipului de material, pentru eliminarea defectelor de structur[ =i ob\inerea unor propriet[\i fizico-chimice finale dorite. 12

15 3. FABRICAREA PIESELOR PRIN METALURGIA PULBERILOR Metalurgia pulberilor este o metod[ tehnologic[ modern[ de ob\inere a unor produse utilizate ]n domenii foarte variate. Pulberile metalice (o stare avansat[ de divizare a materialelor) sunt amestecate uneori =i cu pulberi nemetalice =i/sau lian\i, prin procedee de presare =i ]nc[lzire f[r[ topire (sinterizare). Metalurgia pulberilor este utilizat[ pe scar[ larg[ pentru: - producerea pieselor mici =i cu forme complicate a c[ror ob\inere prin turnare este nerentabil[ (consum de materiale, manoper[ mare, nu se asigur[ precizia necesar[); - realizarea unor produse ce nu pot fi ob\inute prin turnare (metale cu puncte de topire foarte ]nalte, u=or impurificabile); - ob\inerea unor materiale ai c[ror componen\i nu se aliaz[ ]n mod natural: contacte electrice din W-Ag, W-Cu, Mo-Ag, Mo-Cu, materiale metalice =i grafitat (Cu-grafit, Fe-grafit, bronz-grafit) =i materiale care asociaz[ ]n structura lor o faz[ metalic[ ductil[ cu o faz[ ceramic[ refractar[ =i dur[; - producerea pieselor care prin natura lor trebuie s[ aib[ o structur[ poroas[ (filtre, cuzine\i cu autolubrifiere). Avantajele metodei: - se pot ob\ine direct piese finite, cu productivitate ridicat[; - pot fi ]nlocuite materialele scumpe =i deficitare; - posibilitatea m[ririi gradului de aliere cu men\inerea capacit[\ii de deformare plastic[ a aliajului; - se ob\in materiale cu propriet[\i dirijate ]n ceea ce prive=te porozitatea, propriet[\i electrice sau magnetice, rezisten\a la uzur[, conductivitatea termic[, duritatea, coeficientul de frecare; - pot fi asociate materiale foarte diferite (metale, nemetale) rezult`nd o mare diversitate de produse (]n continu[ dezvoltare); - reciclarea unor materiale scumpe ob\inute prin colectarea lor sau tratarea apelor uzate (impuse de protec\ia mediului). Dezavantajele metodei sunt: - costul ridicat al pulberilor =i al sculelor cu care se confec\ioneaz[ piesele; - tehnologii preten\ioase: atmosfer[ controlat[, dependen\a de calitatea pulberilor =i exigen\e privind realizarea parametrilor tehnologici Principiul metodei Esen\a procesului de ob\inere a produselor din pulberi metalice o constituie opera\iile de formare (cu sau f[r[ presare) =i de sinterizare, care determin[ apari\ia =i cre=terea suprafe\elor de contact =i stabilirea leg[turilor interatomice ]ntre particule (fig. 3.1). Conducerea corect[ a procesului de formare a leg[turilor de consolidare, de care depinde esen\ial calitatea produselor, implic[ cunoa=terea implicit controlul unor propriet[\i fizico-chimice: forma particulelor (acicular[, lamelar[, sferoidal[ dendritic[ etc.), structura intern[ (poroas[, compact[, spongioas[), m[rimea particulelor, rezisten\a la oxidare =i a unor propriet[\i tehnologice: suprafa\a specific[, volumul de umplere, fluiditatea etc. 13

16 Fig Formarea leg[turilor ]ntre granulele pulberii Tehnologia fabric[rii pieselor prin agregare de pulberi Fabricarea pieselor prin agregare de pulberi cuprinde urm[toarele etape: Elaborarea pulberilor Preg[tirea pulberilor sau a amestecului de pulberi pentru formare (dozare, omogenizare) Formarea pieselor sau semifabricatelor (cu sau f[r[ presare) Sinterizarea Prelucrarea final[ Fig Schema fabric[rii pieselor prin agregare de pulberi Elaborarea pulberilor metalice }n func\ie de specificul lor, metodele de elaborare a pulberilor se ]mpart ]n dou[ grupe: mecanice (metoda m[cin[rii, metoda pulveriz[rii din faza lichid[) =i fizico-chimice (metoda reducerii oxizilor, metoda electrolitic[,metoda carbonil, metoda precipit[rii din solu\ii apoase). 14

17 Preg[tirea pulberilor pentru formare Pentru realizarea produselor (pieselor) prin metoda agreg[rii de pulberi se utilizeaz[ o singur[ pulbere sau amestecuri de pulberi. }nainte de utilizare, pulberile se supun unei opera\ii de sortare dup[ m[rimea particulelor; opera\ia se realizeaz[ cu ajutorul sitelor vibratoare (]n cazul pulberilor cu m[rimea particulelor mai mare de 50 m), ]n instala\ii pneumatice de sortare sau ]n instala\ii bazate pe sedimentarea pulberilor ]n mediu lichid (]n cazul pulberilor cu granula\ie foarte fin[). Amestecurile de pulberi metalice se ob\in prin aplicarea succesiv[ a dou[ opera\ii: - opera\ia de dozare a pulberilor componente ale amestecului; se realizeaz[ cu ajutorul unor balan\e cu cadran sau a unor balan\e automate; - opera\ia de omogenizare a amestecului de pulberi; se realizeaz[ cu ajutorul unor omogenizatoare speciale, uneori (]n cazul c`nd raportul cantit[\ilor de pulberi ce intr[ ]n amestec este mare, iar densit[\ile de umplere ale pulberilor componente sunt mult diferite) ]n prezen\a unui lubrifiant (alcool, benzin[, ap[ etc.). }n compozi\ia pulberilor se adaug[ uneori lian\i lubrifian\i, activan\i de sinterizare Realizarea semifabricatelor prin formare Opera\ia de formare are ca scop realizarea din pulberi metalice a unor semifabricate compacte, care s[ poat[ fi supuse cu u=urin\[ tratamentului de sinterizare. }n practic[, pentru executarea acestei opera\ii se utilizeaz[ dou[ categorii de procedee: procedee de formare prin presarea pulberilor =i procedee de formare f[r[ presare. Din categoria formare prin presare fac parte urm[toarele procedee: prin presare ]n matri\[, prin presare izostatic[ (compresiune uniform[ triaxial[), prin extrudare, prin laminare. Configura\ia pieselor presate poate fi simpl[ sau complex[ (ro\i din\ate). Cele mai utilizate procedee de formare f[r[ presare sunt: formarea prin v[rsare simpl[ f[r[ tasare, formarea prin v[rsare simpl[ =i compactizare prin vibrare, formarea prin turnare ]n forme de ipsos (care absoarbe lichidul suspensiei de pulberi - barbotine) Sinterizarea semifabricatelor Sinterizarea este procesul prin care o mas[ de particule, care a suferit etapa de formare, se consolideaz[ ]ntr-un corp solid sub influen\a c[ldurii (echivaleaz[ cu un tratament termic). Sinterizarea poate avea loc ]n stare solid[ sau cu faz[ lichid[. Sinterizarea pulberilor monocomponente se efectueaz[ ]ntotdeauna ]n stare solid[ (temperatura de sinterizare este inferioar[ temperaturii de topire). Sinterizarea pulberilor policomponente poate fi ]n stare solid[ sau cu faz[ lichid[ (temperatura de sinterizare duce la topirea unui component secundar). Umectarea favorizeaz[ realizarea unei re\ele continue =i uniforme ]n jurul componentului solid (de exemplu, cobaltul leag[ granule de carbur[ de Wolfram =i titan - dure =i fragile). }n timpul sinteriz[rii mai pot avea loc =i alte fenomene, reac\ii chimice (reducerea oxizilor pe suprafe\e, formarea de componen\i noi), alierea componen\ilor. Parametrii tehnologici ai procesului de sinterizare sunt: - temperatura de sinterizare (Ts) care se determin[ conform rela\iei: 2/3 T t T s 4/5 Tt (4.1) ]n care Tt reprezint[ temperatura absolut[ de topire a componentului principal al pulberii sau al celui component cu temperatura cea mai ]nalt[ de topire. - viteza de ]nc[lzire =i cea de r[cire: sunt dictate de ra\iuni economice, dar sunt limitate de posibilitatea apari\iei tensiunilor interne (au efecte negative ]n exploatarea produselor); 15

18 - durata sinteriz[rii influen\eaz[ desf[=urarea proceselor (]n corelare cu Ts =i V]) =i propriet[\ile pieselor (duritatea =i rezisten\a cresc cu durata procesului) variaz[ de la c`teva minute p`n[ la 30 h. }n durata de sinterizare sunt incluse: timpul de ]nc[lzire, timpul de men\inere =i timpul de r[cire; - mediul de sinterizare (atmosfera protectoare) influen\eaz[ procesele superficiale (pulberile au suprafa\[ specific[ foarte mare =i porozitate deschis[). Din punct de vedere chimic, mediul protector poate fi reduc[tor, neutru, oxidant sau carburant. Mediile neutre sunt formate din argon, azot, heliu =i dioxid de carbon. Mediile reduc[toare cele mai folosite pot fi alc[tuite din hidrogen, oxid de carbon, amoniac disociat, metan. Ca mediu neutru de sinterizare se prefer[ vidul. Utilajele pentru sinterizare sunt formate din cuptoare =i instala\ii de preparare a mediilor protectoare. Ele pot func\iona continuu sau discontinuu. }nc[lzirea poate fi electric[ cu rezisten\[ sau cu induc\ie Prelucrarea final[ a produselor sinterizate }n majoritatea cazurilor, produsele ob\inute prin metoda agreg[rii pulberii se utilizeaz[ ]n starea realizat[ prin formare =i sinterizare. }n unele cazuri, produsele sinterizate se supun unor opera\ii de prelucrare final[: calibrare, a=chiere, ]n scopul cre=terii preciziei lor dimensionale Produse ob\inute prin agregare de pulberi Dup[ scopul urm[rit, tehnologiile de ob\inere a produselor din pulberi sunt aplicate pentru: - realizarea de produse din materiale metalice ce nu pot fi elaborate =i prelucrate prin tehnologiile clasice de topire-turnare; - realizarea de produse (din materiale care pot fi prelucrate prin topire) care nu mai necesit[ prelucr[ri ulterioare (ro\i din\ate, came, tache\i, pistoane, segmen\i, magne\i). Dup[ compactitatea lor se pot ob\ine: piese cu porozitate mare =i produse cu densit[\i ridicate. A. Piesele cu porozitate mare (10-40%) au diferite destina\ii: filtre metalice (din o\el inoxidabil), electrozi poro=i (din Ni, Ag), cuzine\i poro=i autoung[tori (din bronz); B. Produsele cu densit[\i ridicate, cu grad de consolidare ridicat pot fi: a. pseudoaliaje pentru contacte electrice (W-Ag, W-Cu, Mo-Cu) c[rora li se impune o conductibilitate termic[ =i electric[ ridicate, rezisten\[ la uzur[ =i nu se pot ob\ine prin turnare; b. cermeturile ob\inute din pulberi metalice =i ceramice (oxizi, carburi) din care se confec\ioneaz[ pl[cu\e pentru scule a=chietoare (WC, TiC, Co) sau contacte electrice (CdO-Ag); c. materiale mineralo-ceramice dure (din oxizi metalici refractare Al2O3ZrO2) utilizate pentru duze =i pentru armarea sculelor a=chietoare; d. materiale sinterizate pentru combustibili nucleari (oxizi, carburi, nitruri ai metalelor radioactive: UO2, PuO, UC ThC2, PuN), moderatori sau reflectori de neutroni; e. materiale magnetice de tip ferit: MeOFe2O3 (metal bivalent: Ni, Ca, Cu, Zn, Ba); f. magne\i sinterizate din fier, aluminiu-nichel-cobalt (Alni, Alnico); g. materiale cu propriet[\i deosebite: pastile pentru termistoare (CuO, Mn, S2Ag) sau varistoare (CSi); h. compactele cu diamante (materiale compozite: mas[ metalic[ coarmat[ cobalt, carburi, diamante utilizate la confec\ionarea sapelor de foraj, filierelor etc.); i. metale =i aliaje refractare (W, Nb, Mo) ]n stare ductil[ (puritate chimic[ imposibil de realizat prin procedeele clasice); j. materiale de fric\iune care se elaboreaz[ pe baz[ de fier, cupru sau bronz cu p`n[ la 30% componen\i nemetalici. Se folosesc pentru ambreiaje, fr`ne sub form[ de segmente aplicate sau prin aderen\a rezultat[ ]n timpul sinteriz[rii. 16

19 4. PRELUCRAREA PRIN DEFORMARE PLASTIC{ A MATERIALELOR METALICE 4.1. Generalit[\i Deformarea plastic[ este o metod[ de prelucrare prin care semifabricatele metalice supuse ac\iunii unor for\e exterioare ]=i modific[ forma (f[r[ fisurare macroscopic[) ]n mod continuu sau intermitent (f[r[ ]ndep[rtare de material sub form[ de a=chii). Prelucrarea prin deformare plastic[ este productiv[, permite ob\inerea unor semifabricate cu adaosuri de prelucrare minime =i a unor piese cu precizie ridicat[, cu propriet[\i mecanice ]mbun[t[\ite (datorit[ unei structuri mai compacte), cu manoper[ redus[, cu grad ]nalt de mecanizare =i automatizare. Se prelucreaz[ prin deformare plastic[: o\eluri carbon, o\eluri aliate, metale =i aliaje neferoase ]ntr-o gam[ dimensional[ foarte larg[ (de la c`teva grame la sute de tone). Forma geometric[ a produselor este complex[, ponderea lor ]n construc\iile mecanice =i ]n construc\iile metalice put`nd atinge 60-80% sau chiar mai mult. Aceast[ metod[ prezint[ dezavantaje legate de aspecte economice: investi\ii ini\iale mari, costul ridicat al sculelor, ]ntre\inere costisitoare. Mecanismul deform[rii plastice este complex, depinz`nd de propriet[\ile mecanice (compozi\ia chimic[, structura cristalin[ a materialelor metalice =i de imperfec\iunile acestora =i de factori tehnologici: temperatura =i viteza de deformare. Deformarea unui material metalic poate avea loc: - la rece, la temperaturi inferioare temperaturii de recristalizare Tr ( Tr 0,4 Tt), ]n care Tt temperatura de topire; - la cald, la temperaturi peste Tr Fenomene care ]nso\esc prelucrarea prin deformare plastic[ a) Ecruisarea (durificarea), apare la prelucrarea prin deformare plastic[ la rece. Ea determin[ modific[ri importante ale propriet[\ilor mecanice, fizice =i chimice, ale materialului deformat. Propriet[\ile fizice sunt influen\ate astfel: conductibilitatea electric[, induc\ia remanent[, induc\ia de satura\ie scad, ]n timp ce rezisten\a electric[ =i c`mpul coercitiv cresc cu cre=terea gradului de deformare. Propriet[\ile chimice sunt =i ele influen\ate de m[rimea gradului de deformare. Astfel, are loc o mic=orare a rezisten\ei la coroziune a metalelor, o dat[ cu cre=terea gradului de deformare, datorit[ num[rului mare de defecte ]n material =i a existen\ei unor eforturi remanente de ]ntindere. Propriet[\ile mecanice sunt influen\ate ]n sensul c[ indicatorii de plastcitate (alungirea specific[, contrac\ia specific[, energia de rupere, g`tuirea) scad cu cre=terea gradului de deformare, ]n timp ce indicatorii de rezisten\[ (limita de propor\ionalitate, limita de elasticitate, limita de curgere, rezisten\a la rupere, duritatea) cresc cu cre=terea gradului de deformare. La un anumit grad de deformare plasticitatea scade ]n a=a m[sur[, ]nc`t nu se mai poate realiza prelucrarea prin deformare plastic[, datorit[ pericolului apari\iei fisurilor. Pentru restabilirea capacit[\ii de deformare plastic[ a materialului metalic se impune efectuarea unui tratament termic de recoacere de recristalizare nefazic[, care const[ ]n ]nc[lzirea materialului ecruisat peste temperatura de recristalizare, men\inerea la aceast[ temperatur[ =i r[cirea ]n aer lini=tit. b) Recristalizarea ]nso\e=te prelucrarea prin deformare plastic[ la cald =i const[ ]n reorganizarea re\elei deformate =i apari\ia unor noi centre de cristalizare ]n jurul c[rora cresc gr[un\i noi, echiaxiali. Prin recristalizare se elimin[ complet tensiunile interne =i are loc sc[derea durit[\ii =i a rezisten\ei la deformare =i cre=terea plasticit[\ii. 17