Odlewnictwo Współczesne Polska i Świat 3-4/2015 by Instytut Odlewnictwa

ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT

3-4/2015

MODERN FOUNDRY POLAND AND THE WORLD

ISSN 1898-7257

Kierunki rozwoju materiałów pomocniczych stosowanych w odlewnictwie ciśnieniowym Dobór parametrów technologicznych ciekłych mas ceramicznych przeznaczonych do odlewania stopów tytanu Informacja naukowo-techniczna

Wesołych Świąt Bożego Narodzenia

Instytut Odlewnictwa Foundry Research Institute

Kwartalnik naukowo-techniczny Rocznik 8, nr 3-4/2015 Badania i studia

studies and research

Kierunki rozwoju materiałów pomocniczych stosowanych w odlewnictwie ciśnieniowym...6

Trends in development of auxiliary materials used in pressure die casting.......................6

Dobór parametrów technologicznych ciekłych mas ceramicznych przeznaczonych do odlewania stopów tytanu..............................14

Selection of technological parameters of liquid ceramic slurries for casting of titanium alloys......................................................14

INFORMACJA NAUKOWO-TECHNICZNA.......................................................20

SCIENTIFIC AND TECHNICAL INFORMATION..............................................20

Ekspresowa informacja naukowo-techniczna z wybranych czasopism............................46

Express scientific and technical information from selected journals.............................46

Wydarzenia..................................52

EVENTS...........................................52

Publikacje........................................55

publikacje.......................................55

Wydawca/Publisher: INSTYTUT ODLEWNICTWA w Krakowie

REDAKTOR NACZELNY/ EDITOR IN CHIEF: Andrzej BALIŃSKI

ZESPÓŁ REDAKCYJNY/TEAM: Jerzy J. SOBCZAK, Jerzy TYBULCZUK, Andrzej GAZDA, Piotr DUDEK, Joanna MADEJ, Marta KONIECZNA, Anna SAMEK-BUGNO, Katarzyna POTĘPA PROJEKT OKŁADKI/COVER DESIGN: Katarzyna POTĘPA RADA PROGRAMOWA/PROGRAM BOARD: Zbigniew RONDUDA (Przewodniczący), Mariusz HOLTZER (Z-ca Przewodniczącego), Tadeusz BOGACZ, Józef DAŃKO, Adam TABOR, Andrzej JOPKIEWICZ, Janusz MIKLASZEWSKI, Mariusz URBANOWICZ

ADRES REDAKCJI/EDITORIAL OFFICE: „Odlewnictwo Współczesne – Polska i Świat” 30-418 Kraków, ul. Zakopiańska 73 tel. (012) 26-18-381, fax (012) 26-60-870 http://www.iod.krakow.pl e-mail: joanna.madej@iod.krakow.pl

WSZELKIE PRAWA ZASTRZEŻONE ALL RIGHTS RESERVED Żadna część czasopisma nie może być powielana czy rozpowszechniana bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich. No part of the magazine may be reproduced or distributed without the written permission of the copyright holder.

Printed in Poland ISSN 1898-7257

Wesołych Świąt Bożego Narodzenia

Naszym Przyjaciołom, Partnerom ze świata nauki i przemysłu życzymy, ciepłych pełnych radości i spokojnych

Świat Bożego Narodzenia

a w nadchodzącym Nowym Roku 2016 wspaniałych przeżyć, odkrywczych pomysłów, pionierskich przedsięwzięć oraz wielu osobistych sukcesów Redakcja czasopisma „Odlewnictwo Współczesne - Polska i Świat”

Drodzy Czytelnicy czasopisma „Odlewnictwo Współczesne Polska i Świat"

Badania i studia

Kierunki rozwoju materiałów pomocniczych stosowanych w odlewnictwie ciśnieniowym Trends in development of auxiliary materials used in pressure die casting Aleksander Fajkiel, Piotr Dudek, Edward Czekaj Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

STRESZCZENIE W publikacji przedstawiono krótki rys historyczny dotyczący rozwoju materiałów pomocniczych – powłok oddzielająco-smarujących do form i smarów tłokowych – stosowanych w technologii odlewania ciśnieniowego. Zaprezentowano postęp w doborze surowców podstawowych i pomocniczych oraz schematyczną budowę ich struktury. Zwrócono uwagę na ich rolę i zadania przy coraz większych wymaganiach dotyczących jakości odlewów, ochrony środowiska naturalnego i ich wpływu na ekonomiczność procesu odlewania. Wstęp Proces odlewania pod ciśnieniem wymaga stosowania dwóch rodzajów materiałów pomocniczych, a mianowicie: -- powłok oddzielająco-smarujących, -- smarów tłokowych. Badania naukowe i doświadczenia przemysłowe wskazują, że jakość odlewów ciśnieniowych, poza prawidłową konstrukcją formy i doborem parametrów technologicznych, w niemałym stopniu zależy od składu i jakości powłok do form oraz smarów tłokowych. Jednocześnie jakość tych materiałów pomocniczych ma wpływ na wydajność procesu odlewania, trwałość form i warunki sanitarno-higieniczne w odlewni. Nie bez znaczenia jest także wpływ tego rodzaju materiałów na gospodarkę wodno-ściekową związaną

z koniecznością ich utylizacji, jako odpadów produkcyjnych. Kompleksowe rozwiązanie problemów związanych ze skutecznością działania materiałów pomocniczych wymaga poznania fizykochemicznych mechanizmów wzajemnego oddziaływania materiałów oddzielająco-smarujących z powierzchnią zewnętrzną odlewu oraz formą, a także zagadnień tribologicznych towarzyszących procesowi prasowania i wypełniania wnęki formy ciekłym metalem, jego krzepnięcia, chłodzenia, a także wypychania odlewu z formy. Określenia wymaga również wpływ materiałów pomocniczych na właściwości odlewów, takie jak: porowatość, szczelność, wytrzymałość i jakość powierzchni. Rola i zadania powłok do form i smarów tłokowych Forma ciśnieniowa jest narzędziem pracującym w bardzo trudnych warunkach termofizycznych, na które składa się wysoka temperatura i energia kinetyczna strugi ciekłego metalu o dużej prędkości (do 100 m/s), ciśnienie prasowania (często powyżej 100 MPa), duża aktywność chemiczna, głównie ciekłych stopów aluminium wobec stali i zjawisko tarcia związane z oporami wypełniania wnęki formy. Z tych to powodów proces odlewania pod ciśnieniem wymaga stosowania powłok ochronnych o działaniu oddzielająco-smarującym. Ich zadaniem jest utworzenie bariery unie-

Odlewnictwo Współczesne

możliwiającej bezpośredni kontakt pomiędzy materiałem formy a odlewem. W działaniu powłok do form ciśnieniowych można wyróżnić dwa rodzaje: działania główne i uboczne. Do pierwszej grupy zaliczyć należy: działanie oddzielające powierzchnię formy od krzepnącego odlewu, ochrona formy przed strugą ciekłego metalu, działanie smarujące ułatwiające wypchnięcie odlewu i prawidłowe funkcjonowanie mechanizmów formy, a także działanie chłodzące wnękę formy i zmniejszające jej zużycie. Oprócz tego powłoka wywiera szereg działań ubocznych niekorzystnych dla procesu odlewania, takich jak: wydzielanie gazów, brudzenie powierzchni odlewów, korodowanie formy itp. Przy ocenie jakości powłok muszą być one również uwzględnione. Prawidłowo dobrana powłoka decyduje o właściwej pracy formy i jej trwałości, a także poprawia jakość odlewów. Proces odlewania pod ciśnieniem polega na bardzo szybkim wtłaczaniu ciekłego metalu do wnęki formy za pomocą tłoka poruszającego się w tzw. komorze prasowania. Tłok pracuje zatem w ekstremalnie ciężkich warunkach, na które wpływają: tarcie pod dużymi obciążeniami w obecności ciekłego metalu, wysoka temperatura i agresywne oddziaływanie ciekłego metalu, szczególnie silne w przypadku odlewania stopów aluminium. Aby przeciwstawić się tym szkodliwym oddziaływaniom, stosuje się w maszynach ciśnieniowych zimnokomorowych odpowiednie środki zaradcze, takie jak: chłodzenie tłoka od wewnątrz i jego smarowanie po zewnętrznej powierzchni pracującej, a także dobór odpowiednich materiałów na tłok i komorę [1]. Szczególnie ważną rolę w pracy tłoka odgrywa smar, którego głównym zadaniem jest zmniejszenie wartości współczynnika tarcia między tłokiem i komorą, a także stworzenie bariery uniemożliwiającej adhezyjne łączenie i dyfuzyjne oddziaływanie odlewanego stopu z materiałem tłoka i komory. Tarcie powoduje nie tylko nadmierną stratę energii w ruchu posuwisto-zwrotnym tłoczyska maszyny, ale przede wszystkim skraca trwałość tłoka i komory wskutek ich zużycia w pro-

cesie tribologicznym. Zużycie to objawia się głównie zwiększaniem luzu tej pary kinematycznej. W warunkach krytycznych następuje wytrysk metalu poza komorę, a gdy przestrzeń powstała w wyniku wystąpienia luzu zostanie wypełniona całkowicie ciekłym metalem dochodzi do zatarcia obu elementów. Zbyt szybkie zużywanie się tych elementów pociąga za sobą duże koszty związane z ich częstą wymianą, postojami maszyn i utraconą w tym czasie produkcją, co z ekonomicznego punktu widzenia ma bardzo istotne znaczenie. Poza tribologicznym zużyciem powierzchni trących, procesowi prasowania ciekłego metalu towarzyszą zjawiska korozji chemicznej (reakcje z tlenem z powietrza) i erozji spowodowanej rozpuszczaniem w ciekłym metalu materiału tłoka i komory prasowania, szczególnie intensywne w przypadku odlewania stopów aluminium. W wyniku tego oddziaływania na powierzchni stali powstają bardzo twarde i kruche związki międzymetaliczne typu FexAly, które nie tylko powodują przywieranie stopu do powierzchni, ale także w przypadku ich wykruszania się stanowią rodzaj ścierniwa gwałtownie przyspieszającego proces zużycia tłoka i komory prasowania.[2]. Z tego powodu szczególnie ważną rolę odgrywa właśnie smarowanie układu trącego, a jeszcze ważniejszą dobór odpornego na ciężkie warunki pracy smaru, a więc smaru charakteryzującego się wysoką wytrzymałością błonki smarnej i dużą odpornością na podwyższone temperatury. Rys historyczny W początkowym okresie rozwoju maszyn i technologii odlewania ciśnieniowego, jako materiałów pomocniczych zarówno do smarowania form, jak i tłoków używano tłuszczów pochodzenia zwierzęcego bądź roślinnego. Powszechnym środkiem smarnym był łój poubojowy – jako surowiec najtańszy i ogólnie dostępny, który stosowano aż do połowy lat 60. ubiegłego wieku [3].

Odlewnictwo Współczesne

Rozwój przemysłu petrochemicznego w latach 70. XX wieku i metod przetwórstwa ropy naftowej stworzył możliwość pozyskiwania nowych surowców bazowych do wytwarzania środków smarnych – zarówno o konsystencji ciekłej, jak i stałej. Rozpoczęto wówczas stosowanie w odlewnictwie ciśnieniowym emulsji wodno-olejowych jako pokryć oddzielająco-smarujących. Bazę do ich wykonywania stanowiły oleje mineralne i syntetyczne (silikony) oraz środki powierzchniowo czynne (emulgatory). Emulsje wodno-olejowe przyczyniły się w tym okresie do stopniowej eliminacji powłok ciekłych z rozcieńczalnikami węglowodorowymi (nafta, benzyna). Począwszy od lat 80. ubiegłego wieku aż do chwili obecnej pokrycia oddzielają-

ce stanowią wieloskładnikowe układy (systemy), składające się głównie: z bazowej substancji podstawowej (wysokojakościowe oleje mineralne i syntetyczne oraz woski syntetyczne), środków powierzchniowo czynnych, stabilizatorów emulsji, środków zwilżających i bakteriobójczych (biostaty i biocydy). W ostatnim okresie do praktyki przemysłowej wprowadzono emulsje wodne zawierające zawiesinowe substancje proszkowe. Ponadto, w coraz szerszym zakresie stosuje się suche, proszkowe preparaty oddzielająco-smarujące. Wykres ewolucji składów chemicznych powłok oddalająco-smarujących i ich zużycie w latach 1970–2012 przedstawiono na rysunku 1 [3].

Rys. 1. Ewolucja składów chemicznych powłok oddzielająco-smarujących i ich zużycie: a) od 1970 r. do 1980 r., b) od 1980 r. do 1990 r., c) od 1990 r. do 2000 r., d) od 2000 r. do 2012 r. [3]

Odlewnictwo Współczesne

Z danych zaprezentowanych na rysunku 1 wynika, że w okresie od 1970 r. do 1980 r. główną część spośród powłok oddzielająco-smarujących zajmowały te o konsystencji stałej oraz ciekłej na bazie węglowodorów wielkocząsteczkowych. Gwałtowny wzrost stosowania powłok w postaci emulsji wodnych w odlewniach ciśnieniowych nastąpił w latach 80., a w latach 90. powłoki te stanowiły prawie 3/4 wszystkich materiałów stosowanych w odlewnictwie ciśnieniowym (rys. 1c), sukcesywnie wypierając powłoki węglowodorowe stałe i ciekłe. Oprócz tego pojawiły się też nowe proszkowe preparaty oddzielająco-smarujące w postaci tzw. „ciekłych proszków”. Jednakże te preparaty nie znalazły szerszego zastosowania z przyczyn konieczności stosowania względnie drogich i skomplikowanych urządzeń do nanoszenia ich na robocze powierzchnie oprzyrządowania odlewniczego (formy, komory i tłoki). Poczynając od roku 2000 do chwili obecnej, w największym stopniu wykorzystywane są wodne emulsje jako powłoki oddzielająco-smarujące (rys. 1d). Odnotować w tym miejscu należy, iż pierwsze miejsce (38%) zajmują wodne emulsje powłoki na osnowie związków krzemowo-organicznych (silikony). Taki stan rzeczy wyjaśnić można stosunkowo wysokimi właściwościami technologicznymi i ich bezpieczeństwem ekologicznym. Przejściową pozycję zajmują pokrycia: a. wodne emulsje, na bazie produktów naftowych (19%), b. suche, z proszkowym wypełniaczem (14%) oraz c. olejowe – roślinne (także 14%). W ostatnim okresie, w najmniejszym stopniu wykorzystywane są pokrycia oddzielające na osnowie tłuszczów zwierzęcych (1%) i pokryć węglowodorowych stałych i ciekłych (5%). Pierwsze – na skutek złożoności otrzymania jednorodnej emulsji z wysoką stabilnością sedymentacyjną, drugie – w wyniku zwiększonej ilości braków, związanych z jakością powierzchni wytwarzanych odlewów.

Nowoczesne materiały pomocnicze dla odlewnictwa ciśnieniowego • Powłoki oddzielająco-smarujące W praktyce przemysłowej zastosowanie znajdują powłoki do form oraz smary tłokowe o konsystencji mazistej, ciekłej i proszkowej. Konsystencja tych materiałów pomocniczych narzuca sposób ich nanoszenia na formę i tłok. Preparaty maziste nanosi się tylko pędzlem, ciekłe i proszkowe – metodą natryskową. Ze względu na możliwość mechanizacji, a nawet automatyzacji zabiegu nanoszenia preparatów przez natryskiwanie – przyszłość, należy do powłok i smarów o konsystencji ciekłej. Ciekłą konsystencję powłok i smarów można uzyskać przez stosowanie dwóch rodzajów rozcieńczalników: węglowodorowych i wodnych. Rozcieńczalniki węglowodorowe są prostsze w użyciu, gdyż rozcieńczenie dokonuje się bez większych trudności przez proste mieszanie z nimi podstawowych surowców preparatu, który stanowią przeważnie oleje mineralne i tłuszcze. Rozcieńczenia tego rodzaju produktów wodą, z oczywistych względów, nie da się przeprowadzić bezpośrednio. Dokonać tego można dopiero po zastosowaniu odpowiednich substancji powierzchniowo czynnych, które wraz z substancją podstawową i wodą tworzą emulsje. Tego rodzaju powłoka wodno-olejowa wykazuje jednak szereg cech odmiennych od tych z rozcieńczalnikiem węglowodorowym. Przede wszystkim zawiera ona znaczną ilość wody, wskutek czego powoduje silne chłodzenie formy, bowiem do odparowania woda wymaga kilkunastokrotnie większej ilości energii cieplnej niż rozcieńczalnik węglowodorowy. Podczas natryskiwania powłoki wodorozcieńczalnej powstaje więc znaczny efekt chłodzący. Wymusza on z kolei wysokie tempo pracy przy odlewaniu pod ciśnieniem, natomiast intensywne chłodzenie formy przedłuża jej trwałość. Ponadto stosowanie wody jako rozcieńczalnika eliminuje zagrożenie pożarowe, nie daje oparów i gazów o charakterze toksycznym, a tak-

Odlewnictwo Współczesne

że nie wydziela nieprzyjemnych zapachów. Budowę wodno-olejowej powłoki oddzielająco-smarującej przedstawiono na rysunku 2. Preparaty te produkowane są w postaci koncentratów przez różne firmy i pod różnymi nazwami handlowymi, sporządzane są przeważnie na bazie oleju mineralnego lub syntetycznego. W zależności od rodzaju stopu, stopnia skomplikowania odlewu stosowane są przy rozcieńczeniu wodą nawet w stosunku 1 : 100 (150). W przypadku nanoszenia powłok z rozcieńczalnikiem wodnym, na gorącej powierzchni formy zachodzi zjawisko Leidenfrosta, tj. opóźnione parowanie cieczy na powierzchni ciała stałego o temperaturze wyższej od temperatury wrzenia cieczy. Stąd w powłokach znajdują się dodatki eliminujące izolację cieczy od powierzchni formy w podwyższonych temperaturach.

Parametry natrysku powłok wodorozcieńczalnych, takie jak: czas, ciśnienie, ilość medium nie pozwalają na dokładne ustalenie grubości warstwy powstającego „filmu” oddzielającego. Przyczyną tego jest zróżnicowana geometria wnęki formy oraz zmienne gradienty temperatury w poszczególnych jej fragmentach. Grubość uzyskiwanego „filmu” jest ograniczona, ponieważ wskutek stale malejącej temperatury formy podczas procesu natryskiwania zmienia się także prędkość procesu odparowywania, w wyniku czego po pewnym czasie zostaje osiągnięty taki punkt krytyczny, po którym natryskiwana powłoka ochronna spływa już bezużytecznie z warstwy wytworzonego wcześniej „filmu” oddzielającego, co przedstawiono na rysunku 3.

Rys. 2. Budowa wodno-olejowej powłoki oddzielająco-smarującej [4]

Odlewnictwo Współczesne

Rys. 3. Grubość filmu smarnego na powierzchni formy ciśnieniowej w zależności od czasu natrysku [5]

Z rysunku 3 wynika, że po otwarciu formy następuje wstępne jej powolne chłodzenie w powietrzu do temperatury około 300°C, po czym rozpoczyna się proces natryskiwania, który obniża temperaturę do korzystnej dla procesu zwilżania formy, tj. około 220–230°C. Podczas zwilżania następuje szybki spadek temperatury warstw wierzchnich formy. W zależności od intensywności i czasu natrysku spadek temperatury dla form do odlewania stopów aluminium wynosi 40–80°C i zachodzi z szybkością ok. 30°C/s. Po zakończeniu natryskiwania, w wyniku przepływu ciepła z wewnętrznych warstw formy, następuje wzrost temperatury w warstwach wierzchnich, do początkowej temperatury roboczej, tj. 190–220°C. Jednocześnie z rysunku 3 wynika, że po osiągnięciu przez formę temperatury około 260°C w efekcie jej zwilżania rozpoczyna się proces powstawania „filmu” oddzielającego, który trwa około 2–3 sekund. Po tym czasie powłoka oddzielająca spływa bezużytecznie z powierzchni formy, a grubość uzyskanego „filmu”

oddzielającego wynosi około 0,15 μm. Natomiast klasyczne powłoki na rozcieńczalnikach węglowodorowych stosunkowo dobrze dają nakładać się na powierzchni formy. W wyniku wysokiej temperatury następuje bowiem wyraźne zmniejszenie wartości lepkości i napięcia powierzchniowego powłok. Z uwagi na możliwość zagazowywania odlewów produktami termicznego rozkładu powłok, w ostatnim okresie podjęto badania nad proszkowymi preparatami oddzielająco-smarującymi. Mimo licznych prób przemysłowych każda z firm bardzo ostrożnie podchodzi do wyników tych badań. Główne trudności związane z nanoszeniem proszków dotyczą metody i urządzeń do realizacji procesu pokrywania form i komór. Nanoszenie proszków może się odbywać dwoma metodami. W pierwszej metodzie następuje tylko próżniowe zasysanie proszku do wnęki formy przez komorę wlewową, w drugiej – próżniowe zasysanie proszku wspomagane jest jego elektrostatyczną polaryzacją. W obu me-

Odlewnictwo Współczesne

todach dużym problem jest także zatykanie filtrów i zapylanie elektrozaworów sterujących pracą zespołu próżniowego. Jakkolwiek produkcja „ciekłych proszków” została opanowana przez większość firm produkujących preparaty klasyczne, jednak wdrożenie tej technologii do praktyki przemysłowej będzie związane z nowymi i dużymi nakładami inwestycyjnymi. • Smary tłokowe W technice smarowania tłoków, poza preparatami plastycznymi (mazistymi)

i ciekłymi, aktualnie dominują preparaty w postaci granulatów na bazie wosków, węglowodorów i polimerów o konsystencji stałej (z grafitem lub bez tej substancji uzupełniającej), a także preparaty smarne w postaci proszków (rys. 4). Według opinii producentów te środki smarne zapewniają odlewom większą czystość, są bezpieczne w użyciu oraz bardziej efektywne w działaniu (mniejsze zużycie komór i tłoków) w stosunku do preparatów ciekłych i pastowatych.

Rys. 4. Budowa smarów ciekłych i stałych (granulatów)

Odlewnictwo Współczesne

Jako substancję podstawową ciekłych smarów tłokowych najczęściej stanowią: oleje mineralne, oleje syntetyczne węglowodorowe, oleje poliglikolowe, syntetyczne estry, oleje silikonowe, estry kwasów tłuszczowych i inne. W skład smarów wchodzą ponadto różnego rodzaju dodatki uszlachetniające, jak: inhibitory korozji, dodatki smarnościowe (AW i EP), dodatki adhezyjne (zwiększające przyczepność smaru do metali) i inne. Natomiast w przypadku smarów tłokowych produkowanych w postaci granulatów substancję podstawową najczęściej stanowią: woski, stałe węglowodory [stearyna, parafina, cerezyna, petrolatum (wazelina), gacze parafinowe] i niektóre polimery. Składnikami niektórych smarów tłokowych mogą być ponadto substancje stałe o dużym stopniu rozdrobnienia, zwane również stałymi dodatkami smarnymi, takie jak: grafit, dwusiarczek molibdenu, proszki metali i inne. Jakkolwiek automatyczny system podawania smarów tłokowych o konsystencji ciekłej nie nastręcza większych trudności, to konsystencja preparatów smarnych w postaci granulatów wymaga innej metody ich nanoszenia na tłok i komorę prasującą. Metoda automatycznego podawania tych preparatów oparta jest na ciśnieniowym systemie pneumatycznym. Wielkość dozowanej porcji ustalana jest długością skoku tłoczka siłownika pneumatycznego. W tej metodzie nanoszenia, szczególnie preparatów w postaci granulatów, główne trudności występują z utrzymaniem drożności rurki dozującej, która znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie otworu zalewowego komory, a więc i silnego, cieplnego oddziaływania ciekłego metalu. Pomimo wielu zalet automatycznych urządzeń dozujących, sposób podawania porcji granulatu lub proszku nie zapewnia właściwej powtarzalności procesu smarowania, co przy cenie tych preparatów jest bardzo istotne. Posumowanie Z przedstawionego przeglądu materiałów pomocniczych stosowanych w procesie

odlewania ciśnieniowego, wynika że: 1. na przestrzeni lat następował intensywny rozwój preparatów smarnych, związany nie tylko z coraz wyższymi wymaganiami jakościowymi odlewów, ale i z parametrami ekonomicznymi obejmującymi m.in. trwałość eksploatacyjną form i wydajność procesu odlewania; 2. skład chemiczny pod względem doboru surowców podstawowych ewaluował od komponentów naturalnych – tłuszczów pochodzenia zwierzęcego oraz olejów roślinnych w kierunku surowców mineralnych pochodzących z destylacji ropy naftowej, surowców syntetycznych otrzymywanych na drodze syntezy chemicznej, np. oleje węglowodorowe, silikonowe czy poliestrowe; 3. wszystkie surowce podstawowe, jak i wszystkie substancje pomocnicze używane zarówno do produkcji smarów tłokowych, jak i powłok oddzielająco-smarujących powinny charakteryzować się nie tylko wysoką wytrzymałością błonki smarnej w podwyższonych temperaturach, ale i małą skłonnością do wydzielania gazów i nieszkodliwością dla środowiska naturalnego; 4. w dalszym ciągu przy produkcji i stosowaniu materiałów pomocniczych dla odlewnictwa ciśnieniowego należy dążyć do uzyskiwania coraz wyższego poziomu ochrony przeciwzużyciowej form i kinematycznego węzła tarcia, jakim jest zespół komory i tłoka prasującego. Literatura 1. Fajkiel, A. i in. (2002). Wybrane zagadnienia z technologii odlewania ciśnieniowego. Kraków: Instytut Odlewnictwa, 75–88. 2. Fajkiel, A., Kajoch, W. (1992). Steel surface, pressure contactig with aluminim in view of x-ray microprobe analysis and augerel ectronspectroscopy.

Odlewnictwo Współczesne

Arch. Metall., 37(1), 49–63. 3. Pivovarchik, A.A., Chaykovskiy, Ya.S., Mikhal’tsov, A.M. (2013). Razdelitelnye pokrytiya dla alyuminievykh splavov pod davleniem. Lit’ye i Metallurgiya, 2(70), 30–32. 4. Ciecze do obróbki metali, http:// p r o d u k t y. t o t a l p o l s k a . p l / w i e d z a / rozdzial%2012.pdf (dostęp z dnia 25.04.2015). 5. Fajkiel, A., Korzec, R. (1996). Nowoczesne materiały pomocnicze dla odlewnictwa ciśnieniowego. Konferencja Naukowo-Techniczna. Kraków: Instytut Odlewnictwa, 51–56.

Odlewnictwo Współczesne

Dobór parametrów technologicznych ciekłych mas ceramicznych przeznaczonych do odlewania stopów tytanu Selection of technological parameters of liquid ceramic slurries for casting of titanium alloys Wojciech Leśniewski, Marek Wawrylak, Piotr Wieliczko Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Słowa kluczowe: spoiwa koloidalne, warstwowe formy ceramiczne, odlewanie stopów tytanu STRESZCZENIE Przedstawiono prace związane z doborem parametrów technologicznych ciekłych mas ceramicznych przeznaczonych na pierwszą, jak i następne warstwy form do odlewania stopów tytanu. Przeprowadzono próby określające właściwości technologiczne suspensji ceramicznej przygotowanej na bazie tlenku glinu lub acetyloacetonianu tytanu. Sprawdzono wpływ środka powierzchniowo czynnego na sposób pokrywania powierzchni modelu woskowego. Badania prowadzono z wykorzystaniem dwóch rodzajów modeli przygotowanych z czerwonego wosku Castaldo. Wstęp Przedstawiono prace związane z doborem optymalnego składu masy ceramicznej przeznaczonej na pierwszą warstwę form do odlewania stopów tytanu [1,2]. Na podstawie danych termodynamicznych do badań wybrano tlenek glinu oraz tlenek tytanu. Tlenek glinu jest dostępny we wszystkich niezbędnych uziarnieniach, w tym jako mączka 325 mesh, piasek 0,1–0,4 mm oraz piasek 0,5–1 mm. Natomiast tlenek tytanu jest dostępny w postaci mączki 7–8 µm. Dostępne są również spoiwa wykonane na bazie tlenku glinu oraz acetyloacetonianu tytanu. Powyższe materiały, wykorzystane do opracowania technologii otrzymywania suspensji cera-

micznych przeznaczonych do wykonywania pierwszej warstwy formy, charakteryzują się wysoką odpornością na działanie ciekłych stopów tytanu. Przetestowano oraz dokonano wyboru środka powierzchniowo czynnego ułatwiającego pokrywanie woskowych modeli odlewniczych. Drugą i następne warstwy form wykonano wykonany przy użyciu mączki Al2O3 oraz krzemionkowego spoiwa koloidalnego, dzięki czemu uzyskano wytrzymałość mechaniczną, niezbędną przy zastosowaniu techniki odśrodkowego zalewania form. Przygotowanie materiałów do badań Przeprowadzone badania miały na celu dobranie zarówno składu suspensji ceramicznych przeznaczonych na pierwszą, jak i następne warstwy form ceramicznych przeznaczonych do odlewania stopów tytanu. W pierwszej warstwie formy nie powinny występować materiały wchodzące łatwo w reakcję z ciekłym stopem tytanu. Do wykonania próbek warstwowych form ceramicznych wykorzystano następujące materiały: • mączka ceramiczna Al2O3 o uziarnieniu 325 mesh, • mączka ceramiczna TiO2 o uziarnieniu 7–8 µm, • piasek Al2O3 o uziarnieniu 0,1–0,4 mm, • piasek Al2O3 o uziarnieniu 0,5–1 mm, • spoiwo koloidalne wykonane na bazie Al2O3 (Nyacol AL20), • roztwór acetyloacetonianu tytanu w izopropanolu, • spoiwo koloidalne na bazie krzemionki (Ludox PX30),

Odlewnictwo Współczesne

• środki powierzchniowo czynne: Rokafenol oraz Capstone® FS-3100, • dwa rodzaje woskowych modeli umożliwiające wykonanie kształtek masy ceramicznej o wymiarach 20 mm x 60 mm x 7 mm oraz małych form ceramicznych pozwalających ocenić dokładnie jakość uzyskanej pierwszej warstwy ceramiki.

Acetyloacetonian tytanu + mączka ceramiczna Al2O3 nie wymaga dodatku środka powierzchniowo czynnego z uwagi na jego niepolarny charakter. Rozpuszczalnikiem dla tego związku jest izopropanol zwilżający bardzo dobrze powierzchnię mas modelowych.

Określenie wpływu środków powierzchniowo czynnych na zwilżanie powierzchni masy modelowej przez suspensję ceramiczną Dodatek środków powierzchniowo czynnych w wodnych roztworach suspensji ceramicznych w sposób wyraźny poprawia zwilżanie powierzchni mas modelowych [3]. Celem badań było sprawdzenie działania środków powierzchniowo czynnych dodawanych na krótko przed pokrywaniem masy modelowej, aby nie dopuścić do spienienia suspensji. Badania przeprowadzono dla wymienionych suspensji ceramicznych: • spoiwo koloidalne Nyacol AL20 + mączka ceramiczna Al2O3, • spoiwo koloidalne Ludox PX30 + mączka ceramiczna Al2O3. Każdą z suspensji ceramicznych mieszano przez około 6 godzin. Po tym czasie za pomocą automatycznej pipety miarowej pobierano 0,02 cm3 suspensji, którą nanoszono na kształtkę masy modelowej. Do suspensji ceramicznej wykonanej na bazie spoiwa Nyacol AL20 wkraplano dodatek środka powierzchniowo czynnego, po czym po około 5 minutach mieszania, krople suspensji nanoszono na następną kształtkę masy modelowej. Na rysunku 1 przedstawiono rezultat przeprowadzonych badań. Wyjściowe suspensje ceramiczne oparte na wodnych spoiwach koloidalnych charakteryzują się niewielką zwilżalnością względem masy modelowej, o czym świadczy kąt zwilżania większy niż 90°. Zarówno Rokafenol, jak i Capstone® FS-3100 w sposób wyraźny poprawiają zwilżalność masy modelowej. Zdecydowanie najlepszą zwilżalność uzyskano przez dodatek 0,05% obj. Capstone® FS-3100 w suspensji ceramicznej, uzyskując kąty zwilżania poniżej 20°.

Rys. 1. Wpływ dodatku środka powierzchniowo czynnego na zwilżanie masy modelowej: A – wyjściowa masa ceramiczna; B – masa ceramiczna z dodatkiem Rokafenolu; C – masa ceramiczna z dodatkiem środka Capstone

Wykonanie doświadczalnych kształtek i form ceramicznych Próbki masy ceramicznej przygotowano wykorzystując formy z masy modelowej, które przedstawiono na rysunku 2.

Rys. 2. Formy wykonane z masy modelowej umożliwiające wykonanie: A ‒ prostopadłościennych próbek form ceramicznych; B ‒ małej formy ceramicznej z fragmentem rozwiniętej powierzchni

Do wykonania doświadczalnych kształtek i form ceramicznych użyto suspensji ceramicznych przygotowanych na czterostanowiskowej mieszarce laboratoryjnej, którą przedstawiono na rysunku 3.

Odlewnictwo Współczesne

z fragmentem rozwiniętej powierzchni zanurzano w zlewce z suspensją ceramiczną i po usunięciu nadmiaru masy, podobnie jak poprzednio, posypywano piaskiem Al2O3. Rys. 3. Czterostanowiskowa mieszarka laboratoryjna

W zlewkach o pojemności 50 ml przygotowano po około 30 ml ciekłych suspensji ceramicznych o stopniowo malejącej gęstopłynności. Przeprowadzono próby z doborem składu suspensji przeznaczonej na pierwszą warstwę formy ceramicznej. Wykonano trzy rodzaje form ceramicznych o składzie pierwszej warstwy, przedstawionym w tabeli 1. Tabela 1. Skład suspensji ceramicznych przeznaczonych na pierwszą warstwę form Lp.

Spoiwo

M ą c z k a ceramiczna

Nyacol AL20 + fluorowany Al2O3 środek powierzchniowo czynny +

Terakis(acetyloacetonianio) tytan(IV) (TIACA95)

Bis(acetyloacetonianu)

10% mas. TiO2

Na około 5 minut przed wykonaniem pierwszej warstwy ceramiki przygotowanej z wykorzystaniem spoiwa Nyacol AL20 dodawano do suspensji środek powierzchniowo czynny Capstone® FS-3100. Przed procesem nakładania pierwszej warstwy foremy wykonane z masy modelowej płukano w roztworze izopropanolu i 5% acetonu. Do wnęki foremki z masy modelowej wlewano taką ilość suspensji ceramicznej, która zapewniała dokładne pokrycie całej jej powierzchni. Następnie usuwano nadmiar suspensji. Przygotowaną cienką warstwę ciekłej ceramiki posypywano piaskiem Al2O3 o uziarnieniu 0,1‒0,4 mm. Kolejne etapy wykonania pierwszej warstwy formy przedstawiono na rysunku 4. Drugi rodzaj form z masy modelowej

Rys. 4. Kolejne etapy wykonania pierwszej warstwy formy ceramicznej

Pierwszą warstwę ceramiki suszono przez 20 godzin. Po wysuszeniu form usuwano delikatnie niezwiązany piasek. Wygląd foremki po tym etapie pracy przedstawiono na rysunku 5.

Odlewnictwo Współczesne

próbek form ceramicznych prowadzono do chwili całkowitego wypełnienia kształtki masy modelowej. Oznaczało to również zakończenie pokrywania małych doświadczalnych form ceramicznych. Wygląd woskowych modeli doświadczalnych form po naniesieniu wszystkich warstw ceramiki przedstawiono na rysunku 7.

Rys. 5. Doświadczalne formy z masy modelowej po naniesieniu pierwszej warstwy ceramiki

Na pierwszą warstwę ceramiki nakładano następne, wykorzystując w tym celu suspensję ceramiczną przygotowaną na bazie spoiwa Ludox PX30, mączki Al2O3 oraz dodatku środka powierzchniowo czynnego Capstone® FS-3100. Po kilkunastu minutach mieszania następowało lekkie spienienie powierzchni mieszanej suspensji ceramicznej, które w przypadku nakładania dalszych warstw ceramiki nie miało istotnego znaczenia. Proces nakładania drugiej warstwy suspensji i piasku o uziarnieniu 0,5–1 mm przedstawiono na rysunku 6.

Rys. 7. Woskowe modele doświadczalnych form po naniesieniu wszystkich warstw ceramiki

Po zakończeniu nakładania ceramiki otrzymane próbki suszono przez 24 godziny, a następnie przygotowano je do usunięcia masy modelowej w parowym autoklawie ciśnieniowym. Sposób przygotowania pozwalał odzyskać masę modelową. Proces usuwania – wytapiania masy modelowej prowadzono w temperaturze 130°C, wykorzystując parę wodną o ciśnieniu około 300 kPa. Zastosowanie takich parametrów wytapiania zapewnia usunięcie masy modelowej bez uszkodzenia formy ceramicznej. Masa modelowa charakteryzuje się dużą rozszerzalnością cieplną i w przypadku nieprawidłowo prowadzonego procesu dochodzi do pękania form ceramicznych. Formy przygotowane do wytopienia w autoklawie parowym przedstawiono na rysunku 8.

Rys. 6. Etapy procesu wykonywania drugiej warstwy ceramiki

Po naniesieniu na formę warstwy piasku jego nadmiar usuwano, aby ułatwić proces suszenia wilgotnej formy. Po około 4 h suszenia usuwano słabo związany piasek, a następnie nakładano kolejną warstwę ceramiki. Proces wykonywania

Rys. 8. Formy ceramiczne przygotowane do wytopienia masy modelowej w ciśnieniowym autoklawie parowym

Odlewnictwo Współczesne

Po procesie usuwania masy modelowej uzyskuje się prostopadłościenne kształtki ceramiki o wymiarach 20 mm x 60 mm x 7 mm, pozwalające ocenić poprawność wykonania pierwszej warstwy ceramiki oraz sposób jej związania z warstwą następną. Wykruszenie krawędzi prostopadłościennych próbek ceramiki świadczy o ich nieprawidłowym wykonaniu. Próbki ceramiki przygotowane do procesu wygrzewania przedstawiono na rysunku 9.

Rys. 9. Próbki ceramiki przygotowane do procesu wygrzewania

Proces wygrzewania prowadzono w oporowych piecach komorowych wyposażonych w dopalacz spalin. Grzanie pieca następowało z szybkością 10 K/ min do momentu uzyskania temperatury 1200°C. W tej temperaturze próbki ceramiki przetrzymywano przez 30 min, a następnie studzono, najpierw z szybkością 10 K/min, a następnie ze stopniowo malejącą szybkością wynikającą z pojemności cieplnej pieca. Prostopadłościenne próbki ceramiki po procesie wygrzewania przedstawiono na rysunku 10.

Rys. 10. Prostopadłościenne próbki ceramiki po procesie wygrzewania

Ostateczna weryfikacja przydatności wybranej technologii przygotowania próbek form ceramicznych następowała po rozcięciu małych form ceramicznych i ocenie jakości odwzorowania powierzchni formy. Na rysunkach 11 i 12 przestawiono małe doświadczalne formy ceramiczne po procesie wygrzewania oraz po rozcięciu jednej z nich w celu odsłonięcia wewnętrznej powierzchni formy.

Rys. 11. Małe formy ceramiczne po procesie wygrzewania

Rys. 12. Powiększenie rozciętej małej formy ceramicznej umożliwiającej ocenę jakości powierzchni

Podsumowanie Według przedstawionej metodyki badań przeprowadzono próby wykonywania form ceramicznych zmieniając stężenie spoiwa oraz stopień rozcieńczenia suspensji ceramicznych. Zastosowanie środka powierzchniowo czynnego pozwalało na pokrywanie modeli woskowych suspensjami ceramicznymi różniącymi się w sposób znaczący gęstością w stanie ciekłym. Najlepszą jakość ceramiki uzyskano stosując rozcieńczone spoiwa oraz zawartość objętościową mączki ceramicznej na

Odlewnictwo Współczesne

poziomie 40%. Powyższe uwagi odnoszą się również do następnych warstw ceramiki. Zaobserwowano, że na wytrzymałość pierwszej warstwy formy korzystny wpływ ma odmienny odczyn spoiw koloidalnych, wykorzystanych do wykonania pierwszej i drugiej warstwy ceramiki. Spoiwo AL20 charakteryzuje się słabo kwasowym odczynem (pH = 4). Spoiwo Ludox PX30 wykazuje odczyn zasadowy (pH = 10), dzięki czemu przy nakładaniu drugiej warstwy ceramiki następuje znaczące utwardzenie spoiwa pierwszej warstwy formy. Podziękowania Badania przeprowadzono w ramach projektu POIG.01.01.02-00-015/09 „Zaawansowane materiały i technologie ich wytwarzania” współfinansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Literatura 1. Karwiński A., Leśniewski W., Wieliczko P., (2007). Charakterystyka termofizyczna ciekłych mas ceramicznych stosowanych do odlewania precyzyjnego stopów tytanu. Archiwum Odlewnictwa 6 (22), 463-470 2. Myszka D., Karwiński A., Leśniewski W., Wieliczko P. (2007). Influence of the type of ceramic moulding materials on the top layer of titanium precision castings. Archives of Foundry Engineering 7 (1), 153-156 2007 3. Karwiński A., Sobczak N., Lesniewski W., Wieliczko P. (2007). The Technology of Ceramic Mould Manufacture for Investment Casting of Titanium Alloys. Proceedings of the 69th World Foundry Congress 2010

Informacja naukowo-techniczna

WYBÓR INFORMACJI Z CZASOPISM NAUKOWO-TECHNICZNYCH 01. ZAGADNIENIA OGÓLNE Ulepszona konstrukcja odlewu pomaga klientom odlewni. Eine bessere Gussteilkonstruktion dem Kunden der Giesserei.

hilft

Giesserei 2013, Jg. 100, H. 10, s. 5657. Autor: Heisser Ch. Opisano działalność odlewni Bremen Casting Inc (BCI) w Bremie (stan Indiana USA) wykonującej odlewy z żeliwa sferoidalnego i szarego. W odlewni tej w procesie wykonywania (konstruowania) odlewów wykorzystuje się symulację i to nie tylko do samego procesu odlewania oraz konstruowania, ale i do wyszukiwania przyczyn wad w odlewach. Często realizowana jest produkcja odlewów takich, których opracowania konstrukcji i wykonania nie podjęły się inne odlewnie. Na ogół główne problemy z wykonaniem zlecenia leżą po stronie opracowania konstrukcji. W artykule zwrócono uwagę na wady odlewów, których usunięcie wymaga dużego nakładu pracy i dużych kosztów, dlatego szereg odlewni odstępowało od realizacji zleceń. Powszechnie występującą wadą są pęknięcia. Modelarze i formierze to zawód poszukiwany wszędzie. Der Modell- und Formenbauer ist ein Allroundberuf. Giesserei 2013 Jg.100 H.12s.86-88. Autor: Piterek R. Artykuł dotyczy działalności firmy Wiese+Busch GmbH w Olsberg (Niemcy) - producenta oprzyrządowania mo-

delowego i formierskiego, a także płyt podmodelowych oraz oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego oraz wtryskarek dla przemysłu tworzyw sztucznych. Firma ta przywiązuje też dużą wagę do kształcenia młodej kadry technicznej z zakresu konstruowania ww. oprzyrządowania. Największy udział w produkcji firmy mają formy i oprzyrządowanie modelowe. Największymi odbiorcami wyrobów firmy są: przemysł motoryzacyjny i firmy zajmujące się przeróbką stopów aluminium. W artykule opisano działalność i rozwój firmy. Opisano jej nowoczesne wyposażenie i stosowane oprogramowanie do projektowania. Konstrukcja odlewów i ich zastosowanie. (Część 5) Gusskonstruktion (5.Folge)

und

Gussanwendung.

Giesserei 2013, Jg. 100, H. 11, s. 4461. Autor: Schuett K-H. Artykuł jest zestawieniem literatury na temat konstrukcji odlewów i ich zastosowania. Analizowano w nim różne typy odlewów pod kątem stosowanych stopów z przeznaczeniem dla różnych branż przemysłu, głównie motoryzacji. Artykuł podzielono na grupy tematyczne. W pierwszej grupie tematycznej poruszono m.in. kwestię łączenia elementów odlewanych. Druga grupa w tym zestawieniu dotyczy opracowania konstrukcji odlewów, zamiany konstrukcji w wyniku zastosowania innych rodzajów stopów. Kolejna grupa tematyczna dotyczy symulacji procesów odlewania. Następnie scharakteryzowano niektóre stopy odlewnicze, takie jak: stopy magnezu, aluminium, cynku, miedzi,

Odlewnictwo Współczesne

różne gatunki żeliwa czy staliwa. Grupa ta obejmuje też specjalne stopy odlewnicze i konstrukcje lekkie. W odrębnej grupie omówiono: właściwości odlewów i zastosowanie odlewów. Cytowane w zestawieniu pozycje literatury opatrzono krótkim komentarzem. Odlew ma przyszłość także w przypadku e-mobilności. Auch mit E-Mobilitaet hat Guss Zukunft. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 170172, 174. Autor: Segaund J.-M. Przemysł stoi przed znaczącymi zmianami. Pojawiające się cyfrowe modele wyrobów i modele (moduły) cyfrowe do realizacji produkcji, Crowdsourcing i drukowanie 3D stwarzają możliwości, aby w przyszłości wytwarzane produkty kształtować w sposób elastyczny, indywidualnie i korzystny cenowo. Te działania i tendencje należy obserwować pod kątem rozwoju i unowocześniania przemysłu odlewniczego, aby w ciągu najbliższych 50 lat technologie odlewnicze nie zostały zastąpione innymi technologiami. W przyszłości nie tylko e-mobilność zmieni odlewnictwo, ale wzrosną także wymagania w zakresie wydajności i ekologicznej produkcji. Odlewnictwo może przyczynić się istotnie do opracowania lekkich konstrukcji w procesie powstawania nowej generacji samochodów. Wyzwaniem jest tu nie tylko zamiana tworzyw, ale także bardziej efektywne rozwiązania cykli produkcji. Odlewnictwo w 21. wieku – w centrum uwagi technologie odlewnicze. Giessen im 21. Jahrhundert – die Technik im Fokus. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 185190. Autor: Wilhelm Ch. Artykuł dotyczy perspektyw i rozwoju przemysłu odlewniczego w 21. wieku. W formie eseju autor ilustruje jakie możliwości stwarza odlewnictwo i swoboda nadawania kształtu różnym elementom

metodą odlewania. W artykule przedstawiono jak sukcesywnie różne wyroby (np. blaszane) zastępowane są elementami odlewanymi, dzięki czemu można wyeliminować procesy łączenia, takie jak: nitowanie, spawanie. Elementy łączone często nie mają optymalnego kształtu są droższe i ponadwymiarowe. Autor podkreśla również, że nowoczesne skomplikowane odlewy mogą być elementami wielofunkcyjnymi. Odlewy z reguły są trwalsze od elementów łączonych. Metodą odlewania łatwiej można uzyskać lekką i bardziej wytrzymałą konstrukcję. Odlewy ze stopów metali lekkich różnego typu stosuje się już powszechnie w motoryzacji i na przykład w konstrukcjach przeznaczonych do elektrowni wiatrowych. Autor wspomina o metodach odlewania i stopach stosowanych w odlewnictwie, które w różny sposób ze sobą „konkurują”. Stosowanie konstrukcji lekkich z różnych stopów np. w motoryzacji przyczynia się do ochrony środowiska. W artykule wspomniano o zastosowaniu kompozytów, łączeniu metali z tworzywami sztucznymi, wzmacnianiu stopów włóknami, jak również wspomniano o rozwoju stopów. Odrębny podrozdział artykułu stanowi ogólne omówienie różnych technologii odlewania, ochrony środowiska i zasobów surowcowych. Nieorganiczne spoiwo innowacją przy produkcji nowego silnika wysokoprężnego typu M550xd do samochodu BMW: konstrukcja i technologia odlewania korpusu silnika ze stopu aluminium. Anorganische Innovation fuer die neuen Diesel-Spitzenmotorisierungen im BMW M550xd: Konstruktion und Giesstechnik des Alu-Kurbelgehaeuses. Inorganically Bonded Innovation for the New Top Diesel Engine of the BMW M550xd: Design end Casting Technology of the Aluminium Crankcase. Giesserei-Prax. 2013, nr 5, s. 175181. Autor: Weissenbek E., Zabern B., Fent A. i in.

Odlewnictwo Współczesne

Najważniejszym celem opracowania nowej konstrukcji silnika do BMW było podniesienie poziomu mocy, momentu obrotowego i komfortu przynajmniej do poziomu silnika ośmiocylindrowego przy jednoczesnym utrzymaniu typowego dla sześciocylindrowego silnika małego zużycia paliwa i małego spadku mocy na jednostkę masy. Strategia firmy BMW opiera się na haśle „Efektywność i dynamizm” i dotyczy szczególnie obszaru silników wysokoprężnych. Realizowana jest ona poprzez rozwój technologii opracowanej przez firmę BMW o nazwie „TwinPowerTurbo”, której cechą jest podwójne turbodoładowanie. Nowa konstrukcja korpusu silnika bazuje na konstrukcji korpusu silnika sześciocylindrowego, która została zoptymalizowana poprzez wzmocnienie konstrukcji. Zastosowano ciśnienie wtrysku 200 bar oraz zamocowanie przez zastosowanie kotwic w celu wyeliminowania połączeń śrubowych w stopie aluminium. W odlewni metali lekkich firmy BMW stosuje się spoiwa nieorganiczne do produkcji rdzeni, a rosnące wymagania dotyczące konstrukcji łożyskowania, szczególnie podstawy cylindra, rozwiązywane są przez zastosowanie nowoczesnego zasilania centralnego. Koncepcja tego zasilania bazuje na zaletach wynikających ze stosowania nieorganicznych spoiw do produkcji rdzeni, co przynosi korzyści w postaci obniżki kosztów i poprawia funkcjonalność odlewów. Nowy silnik zastosowano w wielu modelach BMW a mianowicie w: M-Performance, X5/X6 oraz silnikach pięcio i siedmiocylindrowych. Odlewnia w Szwajcarii – optymalizacja odlewu typu high-tech przy uwzględnieniu wymagań klientów. Schweizer Guss – mit Hightech Kundenvorteile optimieren. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 4, s. 6467. Autor: Vollrath K. Artykuł dotyczy produkcji odlewów w odlewni „Benninger Guss AG“ w Uzwil (Szwajcaria). Odlewnia produkuje 6000 ton odlewów rocznie o masie do 5500

kg, zarówno z typowych gatunków żeliwa, jak: żeliwo szare czy sferoidalne, ale także z żeliwa ADI (będącego alternatywą dla stali), a także żeliwa „Benodur” o dużej zawartości krzemu oraz żeliwa „SiMo” odpornego na wysokie wartości temperatury. Odlewy produkowane są w małych i średnich seriach. Odbiorcami odlewów są producenci maszyn i urządzeń przemysłowych czy producenci pojazdów specjalnych. W artykule poruszono problem sprostania konkurencji i spełniania wymagań klientów przy postępującej globalizacji. Jest to możliwe poprzez realizację usług kompleksowych i dostosowanych do indywidualnych wymagań odbiorców odlewów. Omówiono pełne wykorzystanie pakietu oprogramowania CAD/CAM w procesie projektowania i realizacji produkcji. Zwrócono uwagę na precyzyjne opanowanie technologii produkcji i wykorzystanie stosownego oprogramowania (do symulacji procesów). W artykule omówiono zastosowanie metody szybkiego wykonywania prototypów, omówiono też właściwości nowoczesnych stopów stosowanych na odlewy, przedstawiono współpracę z innymi przedsiębiorstwami zajmującymi się np. obróbką metali w celu poszerzenia wachlarza usług. Strategie sukcesu dla branży odlewniczej z punktu widzenia nabywcy odlewu. Erfolgsstrategien fuer Giessereibranche aus der Sicht des Gusseinkaeufers. Strategies for success of the foundry industry from the view of a casting buyer. Giesserei-Prax. 2013, nr 5, s. 192194. Autor: Ershov S., Haack V. Skuteczne, ekologiczne zarządzanie odlewnią nie jest łatwe. Kadra zarządzająca musi brać pod uwagę trzy główne elementy mające wpływ na proces zarządzania. Często podejmowane są złe decyzje lub metody rozwiązywania problemów nie są korygowane, co w dłuższym lub krótszym czasie może prowadzić do upadłości. Autorzy, którzy na rynku działają od lat jako nabywcy odlewów że-

Odlewnictwo Współczesne

liwnych i staliwnych (zarówno na rynku niemieckim, jak i światowym) w tej publikacji zamieścili swoje spostrzeżenia odnośnie strategii postępowania i zarządzania odlewnią, tak aby osiągnąć sukces jako sprzedawca odlewów. Należy uwzględniać szereg czynników decydujących o sukcesie ekonomicznym, zabiegać o szereg grup odbiorców. Należy też dbać o dobre rozeznanie sytuacji na rynku, oferować urozmaicony asortyment wyrobów. Ponadto należy znać koszty produkcji i optymalizować procesy w cyklu produkcyjnym. Należy mieć na uwadze fakt, że proces sprzedaży i wysyłki odlewów jest ważną składową ekonomicznego funkcjonowania przedsiębiorstwa.

02. ZASTOSOWANIE SYMULACJI KOMPUTEROWEJ W ODLEWNICTWIE Klucz do zoptymalizowanej produkcji. Identyfikować, automatyzować i optymalizować. Der Schluessel fuer eine optimierte Produktion. Identifizieren, Automatisieren und Optimieren. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 12, s. 7678. Autor: Zauner Ch. Artykuł dotyczy optymalizacji produkcji w zakładach metalurgicznych i przeróbki metali. Optymalizacji w całym cyklu produkcji: od dostarczenia surowca poczynając, a na gotowym wyrobie kończąc. Proponowany przez firmę „fiwa-group” system sterowania produkcją jest właśnie takim systemem i w znacznym stopniu wyklucza pomyłkę w całym cyklu produkcji lub przeróbki metali. Ma on budowę modułową i składa się z czterech podsystemów, których praca się zazębia. Te podsystemy to: układ do określania namiaru surowców do pieców, tygli czy kadzi; układ do identyfikacji za pomocą transpondera RFID; układy rejestrujące: czytniki i zespoły piszące; system do zarządzania produkcją (oprogramowanie iMESS CC ‒ w pełni zintegrowany modu-

łowy system pomiarowy). W artykule opisano kolejno pracę poszczególnych podzespołów systemu. Inteligentne sterowanie procesami w odlewniach. Intelligente Prozesssteuerung in Giessereien. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 11, s. 2837, 39-43. Autor: Saleem M. i in. W produkcji odlewów na ich jakość ma wpływ cały szereg parametrów. Przy tak znacznej liczbie czynników bardzo trudne jest jednoznaczne i szybkie określenie zależności przyczynowo-skutkowych powstawania wad odlewów i określenie optymalnych parametrów procesu w celu zapobieżenia im. Obok często występujących złożonych zależności wewnętrznych zachodzących pomiędzy realizowanymi procesami i związanymi z tym wskaźnikami wpływającymi na jakość odlewów, wynikają też problemy z rejestracją niezbędnych parametrów procesu i tym samym występuje problem z dostępnością do odpowiednich danych. Dane są nie w pełni aktualne, brakuje niezmierzonych parametrów albo wskaźników procesu, które sąsiadują ze sobą i są rozbieżne z punktu widzenia kryteriów jakościowych. W celu rozwiązania tego problemu w ramach projektu IPRO bazując na mechanicznej metodzie uczenia się, opracowano nowe oprogramowanie za pomocą, którego można przeprowadzić szeroką analizę i przetworzyć dane, które następnie przenoszone są jako dane wejściowe (input) do modułu prognozującego. Za pomocą takiego oprogramowania powinno być możliwe przewidzenie jakości odlewu w kolejnym etapie procesu, w który można jeszcze ingerować. W artykule opisano oprogramowanie do analizy EIDOminer, które dzięki inteligentnej ocenie parametrów procesu wspomaga dynamicznie dobór optymalnych parametrów procesu. Istotą tego oprogramowania jest „Inteligentny Manager Analityczny” (IMA) za pomocą, którego w przypadku posiadania odpowiedniej bazy danych możliwe jest

Odlewnictwo Współczesne

nie tylko rozpoznanie zależności przyczynowo skutkowych pomiędzy parametrami (czynnikami) powodującymi powstawanie wad, a także znalezienie optymalnego okna procesu. Zaleta IMA polega na tym, że zostaje wykorzystana nie tylko metoda analizy mechanicznego uczenia się w celu oceny przetworzonych w procesorze wstępnym danych pomiarowych, ale także opracowanie szeregu takich metod, które ujęte są w tzw. „Pakiecie funkcyjnym” (Functionbox). W ten sposób możliwe jest wykorzystanie możliwości (mocy) każdego narzędzia analitycznego, jak i też wykorzystanie jego wad (słabych stron), które rozpoznane zostały w analizowanym procesie produkcyjnym. Słabsze strony narzędzi oprogramowania, a więc te, które nie są w stanie wystarczająco poprawnie przewidzieć kryteriów jakościowych procesu są w związku z tym wyłączane. IMA komunikuje się z użytkownikiem za pomocą, opracowanej specjalnie dla odlewnictwa, relacyjnej bazy danych (EIDOfsdb -foundry standard database) i opartego na wiedzy systemu EIDOwiba. Zadaniem EIDOwiba jest przekazywanie na każdym etapie najbardziej efektywnych parametrów procesu. Za pomocą tych narzędzi możliwe jest uzyskanie nowej jakości sterowania procesem produkcji w odlewni. Zwiększona wydajność urządzeń poprzez poprawę planowania działań i utrzymania ich gotowości eksploatacyjnej. Ekonomiczne zastosowanie systemu planowania utrzymania w gotowości eksploatacyjnej urządzeń, zależy nie tylko od oprogramowania. Erhoehte Anlageneffektivitaet durch verbesserte Planung der Instandhaltung. Eine effektive Anwendung eines Instandhaltungsplanungssystems zur Planung haengt nicht nur von Software ab. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 11, s. 7475, 77. Autor: Ortloff H., Pacyna V., Bembenek K. Autor: Neumueller U.

Optymalne planowanie i sterowanie procesami utrzymania w gotowości eksploatacyjnej urządzeń oraz organizacja tych działań, w celu optymalizacji nakładów i ograniczenia przestojów produkcyjnych są dla przedsiębiorstw bardzo istotne. Przestoje i związane z tym koszty można ograniczyć poprzez usystematyzowanie prac przygotowawczych w obszarze produkcji. Można uzyskać w ten sposób większą wydajność. Na rynku jest dostępnych wiele oprogramowań do planowania działań utrzymania w gotowości eksploatacyjnej urządzeń. Istotny jest nie tylko dobór oprogramowania, ale i zdefiniowanie istotnych procesów i określenie jakości danych. W artykule scharakteryzowano oprogramowanie IPS, którego angielska nazwa brzmi Computerized Maitenance Management System (CMMS). Producentem oprogramowania jest niemiecka firma Industrial Consulting Neumueller z siedzibą w Schiltberg (Niemcy). Możliwości stosowania obliczeń termodynamicznych w odlewnictwie. Moeglichkeiten thermodynaminischer Berechnungen in der Giessereitechnik. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 248249,251. Autor: Schmitz G. J. Symulacje termodynamiczne są coraz częściej stosowanie w praktyce odlewniczej i są często elementem symulacji procesów odlewniczych na skalę makro, jak i bardziej skomplikowanych symulacji powstawania struktury. Aktualne tendencje „Integrated Computational Materials Engineering” (ICME), czyli „zintegrowanyego systemu modelowania materiałów i procesów inżynierskich” są realizowane w kierunku większego sprzężenia szeregu programów symulacyjnych. W tym zakresie w przemyśle odlewniczym jesteśmy na pierwszym etapie cyklu produkcji. Zdobycie takich informacji jak na przykład profil segregacji, które są istotne dla przeprowadzenia symulacji następnych etapów cyklu technologicznego, takich jak: obróbka cieplna czy procesy łączenia, jest ważne i interesujące. Z tego wynikają nowe

Odlewnictwo Współczesne

możliwości, np. stworzenia wirtualnej dokumentacji wyrobu. Obsługa maszyn ciśnieniowych. Oprogramowanie Machine Tending Solution firmy ABB pozwala skrócić czas i obniżyć koszty. Bedienen von Druckgiessmaschinen. Machine Tending Solution von ABB spart Zeit und Kosten. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 2, s. 4446. Autor: Trommer G. Artykuł dotyczy zastosowania kompleksowego oprogramowania do robotów obsługującego maszyny ciśnieniowe. Kompleksowe oprogramowanie firmy ABB nosi nazwę "Machine Tending Solution" i składa się z dwóch pakietów "Machine Tending PowerPac" (MTPP) i "RobotWare Machine Tending" (RWMT). Scharakteryzowano to oprogramowanie omawiając jego funkcję i przedstawiono jego wykorzystanie praktyczne.

03. OCHRONA ŚRODOWISKA I BHP Bezpieczne składowanie odpadów niebezpiecznych – na co należy zwracać uwagę i jakie istnieją możliwości. Gefahrstoffe sicher lagern – was zu beachten ist und welche Moeglichkeiten es gibt. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 11, s. 6465. Autor: Krawetzke M. W odlewniach wytwarzanych jest wiele odpadów poprodukcyjnych, które stanowią bądź mogą stanowić zagrożenie dla człowieka i środowiska. Odpady takie należy składować zgodnie z obowiązującymi przepisami z uwzględnieniem ich właściwości. W artykule omówiono sposób znakowania odpadów niebezpiecznych. Przedstawiono przepisy prawne dotyczące składowania odpadów niebezpiecznych. Omówiono zasady składowania materiałów niebezpiecznych na terenie zakładów

przemysłowych (odlewni), w tym różne metody składowania w zależności od charakteru substancji. Podano przykład zastosowania specjalnych szaf, które muszą spełniać określone wymogi bezpieczeństwa. Czym oddychamy w XXI wieku? What we breathe in XXI century? Prz.Odl. 2015, T. 65, nr 5-6, s. 128185. Autor: Holtzer M., Kmita A. Co prawda w ostatnich kilkudziesięciu latach udało się znacznie zredukować emisję SO2, CO, benzenu i ołowiu, ale nadal jakość powietrza, którym oddychamy, szczególnie w dużych aglomeracjach miejskich, jest daleka od obowiązujących standardów w tym zakresie. W Europie najbardziej szkodliwy dla zdrowia ludzkiego jest pył zawieszony (PM) i ozon. Ponad 80% ludności Europy zamieszkującej obszary zurbanizowane żyje na terenach, na których zanieczyszczenie powietrza pyłem przekracza wartości zalecane przez WHO (World Health Organization Światowa Organizacja Zdrowia). Rocznie na świecie umiera 3,5 mln osób z powodu zanieczyszczenia powietrza. W Polsce z tego powodu umiera 45 tys. osób rocznie. Dodatkowo nadmierne zanieczyszczenie powietrza wiążę się ze znacznymi stratami finansowymi. W przypadku ludzi, poza skróceniem długości życia, należy brać pod uwagę wzrost wydatków na usługi medyczne oraz zmniejszenie wydajności pracy w związku ze zwolnieniami. Komisja EU ocenia, że całkowite koszty związane z negatywnym wpływem zanieczyszczenia powietrza na zdrowie wynoszą od 330 do 940 bilionów EUR. Największym problemem dla jakości powietrza w Polsce jest ponadnormatywne stężenie pyłu zawieszonego (PM 10 i PM 2,5) oraz bezno(a) pirenu (B(a)P). Aż 6 polskich miast znalazło się w pierwszej dziesiątce miast europejskich z największą liczbą dni w roku, w których przekroczono dobowe dopuszczalne stężenie pyłu PM 10. W artykule wykorzystano dane zawarte w raporcie pokontrolnym NIK pt. „Ochrona powietrza

Odlewnictwo Współczesne

przed zanieczyszczeniami” opublikowanym w grudniu 2014 roku oraz Raporcie Europejskiej Agencji Środowiska pt. „Air quality in Europe - 2014 report” EEA Report, No 5/2014.

04. WYTYCZNE PROJEKTOWANIA TECHNOLOGII ODLEWNICZYCH Zasoby on-line do projektowania odlewu ciśnieniowego z cynku. Online Resources for Zinc Die Casting Desing. Die Cast.eng. 2015, Vol. 59, nr 2, s. 28-31. Autor: Gagne M. Odlewy ciśnieniowe z cynku są bardzo dobrym wyborem do niezliczonych zastosowań dekoracyjnych i funkcjonalnych. Ze względu na swoje unikalne właściwości fizyczne i mechaniczne stop cynku może być odlewany praktycznie w nieograniczonych kształtach i rozmiarach, począwszy od prostych samochodów zabawkowych do skomplikowanej obudowy złączy. Badania rynku wykazały, że największą barierą przy stosowaniu odlewania ciśnieniowego cynku jest brak świadomości projektantów odlewów o doskonałych właściwościach cynku i zaletach procesu odlewania ciśnieniowego. Projektant produktu może znaleźć przydatne informacje z różnych źródeł łącznie ze stronami internetowymi odlewów ciśnieniowych cynku i producentów stopów cynku, ale jak pokazano w artykule cenne informacje na temat projektowania odlewów ze stopów cynku są łatwo dostępne on-line na poniższych stronach WWW: - www.interzinc.com - www.diecastingdesing.org - www.zinc.org/diecasting. MAGMASOFT – narzędzie do podejmowania szybkich decyzji. MAGMASOFT – ein Werkzeug fuer schnelle Endscheidungen. Giesserei-Prax. Druckguss 2013, nr 5, s. 218-219.

Artykuł dotyczy opracowywania konstrukcji dużych form ciśnieniowych przez firmę „Godrej Tooling” (Indie) do produkcji dużych i skomplikowanych odlewów motoryzacyjnych: napędów i elementów silnika. Opracowywanie zaawansowanych konstrukcji jest bardzo pracochłonne. W opracowywaniu takich konstrukcji należy zwracać szczególną uwagę na miejsca krytyczne. W artykule omówiono zagadnienie konstruowania form ciśnieniowych w aspekcie produkcji odlewów z wykorzystaniem oprogramowania do symulacji przebiegu procesów. Omówiono też poszczególne etapy wykonania odlewów i korzyści wynikające ze stosowania programów symulacyjnych. Ich wykorzystanie jest dzisiaj integralną częścią technologii produkcji.

05. TECHNOLOGIA ODLEWANIA DO FORM WYKONANYCH Z ZASTOSOWANIEM OGNIOODPORNEJ OSNOWY ZIARNOWEJ Droga do mas samoutwardzalnych. Der Weg zum selbstverdichtenden Formstoff. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 176182. Autor: Ernst W. Wykonywanie skomplikowanych, odpowiedzialnych odlewów z mas wilgotnych w połączeniu z technologią stosowania pakietów rdzeni straciło nieco na znaczeniu, ponieważ nie można sprostać ambitnym założeniom, jeśli chodzi o dotrzymanie parametrów procesu i ich wąskich tolerancji. Przeszkodą są tutaj znaczące nieoczekiwane odchyłki w parametrach procesu, które wynikają z niejednorodności masy. Główną przyczyną zmieniania się „linii przesiewu„ jest stosowanie sit wielokątnych i sposób oddzielenia masy od odlewu podczas wybijania. Istotny etap rozwoju w tym zakresie to metody oddzielania masy od odlewu i eksploatacji ochładzalników masy zużytej. Z tym

Odlewnictwo Współczesne

wiąże się konieczność utrzymania linii przesiewu w optymalnym obszarze, tak aby uniknąć odchyłek i stworzyć mechanizmy do ewentualnego przeciwdziałania ich powstawaniu. Należy przerwać zastój w zakresie laboratoryjnych technik pomiarowych, ponieważ metody pomiarowe nie odpowiadają ani założeniom w zakresie środków (urządzeń) do prowadzenia pomiarów ani założeniom w zakresie pomiarów kontrolnych (kontroli). Ponadto należy forsować działania np. w zakresie pomiarów płynności masy. Nauka musi poświęcić nieco uwagi optymalnemu przebiegowi linii przesiewu i starać się utrzymać je na prawidłowym poziomie przez stosowanie odpowiednich grup ziarnistości w namiarze masy. W tym przypadku należy sobie odpowiedzieć na następujące pytania: jaki rodzaj masy i o jakiej wytrzymałości jest odpowiedni dla danego typu odlewu, czy można stworzyć ogólny algorytm, za pomocą którego da się wyznaczyć odpowiednią recepturę, skład namiaru masy do mieszarki. Podjęto próbę uzyskania odpowiedniej, samoutwardzającej się masy, wskazano też drogę opracowania odpowiedniej linii przesiewu. Intensywna działalność innowacyjna w odlewniach. Starke Innovationsprozesse in Giessereien. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 2, s. 4043. Autor: Ferkinghoff A., Skelnik V. Artykuł dotyczy pracy odlewni piaskowej MGG Netherlands B.V. w Tegelen (Holandia), która produkuje odlewy ze stopów aluminium. Wielkość produkcji 12000 t/rok. Odlewnia produkuje odlewy na potrzeby motoryzacji (samochody osobowe i dostawcze), a także odlewy będące elementami konstrukcji kotłów. Pracę odlewni omówiono pod kątem wytwarzania rdzeni do produkowanych odlewów. W odlewni zużywa się 400 t masy/ tydzień. Odlewnia współpracuje ściśle z firmą ASKChemicals produkującą masy i rdzenie. W odlewni powszechnie stosuje się technologię Cold-Box, ale testuje

się też inne technologie produkcji rdzeni (na przykład „Ecocure Solventless”) w celu zmniejszenia emisji szkodliwych substancji i poprawy jakości rdzeni, do czego przywiązuje się dużą wagę. W celu poprawy jakości produkcji w odlewni wykorzystuje się oprogramowanie do symulacji procesów i produkuje się prototypy. W artykule dokonano porównania technologii "Ecocure SL" i Cold-Box. Omówiono możliwości zastosowania technologii „Ecocure SL" ‒ uznano ją za bardziej ekologiczną niż technologię Cold-Box. Emisja BTX przy produkcji rdzeni wg metody "Ecocure SL" była o 60% mniejsza przy stosowaniu metody Cold-Box. Modyfikacja materiałów gliniastych w celu lepszej adsorpcji różnych szkodliwych materiałów przemysłowych. Die Modifizierung von Tonmineralen zur besseren Adsorption verschiedener industrieller Schadstoffe. The use of modified clay materials for the sorption of various industrial pollutants. Giesserei-Prax. 2013, nr 4, s. 145149. Autor: Pavlovsky J., Herecova L., Micek D. i In. W oparciu o wyznaczone dane wykazano, że modyfikacja badanych gatunków gliny wpływa pozytywnie na ich adsorpcyjność. Zastosowano trzy metody modyfikacji: metodę Keggins’a (modyfikacja kationami), modyfikację przez zastosowanie nieorganicznych materiałów humusowych oraz proces polaryzacji w temperaturze 450oC. Przygotowane interkalaty zostały wykorzystane do adsorpcji przemysłowych substancji szkodliwych [(toluolu, ksylenu i Cr(VI)]. Oceniono także wpływ warunków wytwarzania materiałów gliniastych. Przy tej okazji stwierdzono, że w przypadku nieorganicznej modyfikacji wartość pH ma bardzo duży wpływ na adsorpcję. Jeżeli chodzi o organiczną modyfikację za pomocą materiałów humusowych stwierdzono, że obecność kationów aluminium w strukturze materiałów gliniastych poprawia adsorpcję Cr(VI). Tem-

Odlewnictwo Współczesne

peratura polaryzacji 450oC ma również pozytywny wpływ na adsorpcję. Uzyskane wyniki stanowią przyczynek do poprawy warunków środowiska wokół odlewni poprzez adsorpcję powstających substancji szkodliwych w wyniku przeróbki mas formierskich. Najlepszą drogą do poprawy ekologiczności produkcji jest bez wątpienia maksymalne ograniczenie powstawania substancji szkodliwych. Dzisiaj jest to możliwe w ograniczonym zakresie (np. ze względu na wysoką wydajność określonych organicznych technologii wytwarzania rdzeni) Skuteczną metodą adsorpcji materiałów szkodliwych jest np. stosowanie mas bentonitowych. Stanowi to istotny przyczynek do poprawy sytuacji w zakresie ochrony środowiska.

06. TECHNOLOGIA ODLEWANIA KOKILOWEGO I NISKOCIŚNIENIOWEGO Odlewy z metali lekkich wytwarzane w formach piaskowych i kokilowych. (Część 51). Część 1: Aluminium, podstawy metaloznawcze, tworzywa i ich właściwości. Leichtmetall- Sand- und –Kokillenguss (51. Folge). Teil1: Aluminium – metallkundliche Grundlagen, Werkstoffe und Werkstoffeigenschaften. Giesserei 2014, nr 6, s. 60-67. Autor: Heusler L. Artykuł o charakterze cyklicznym stanowi indeks cytowań bibliograficznych na temat odlewów wytwarzanych w formach piaskowych i kokilowych ze stopów aluminium. W tym zestawieniu literatury szczególną uwagę zwrócono na podstawy metalurgiczne dotyczące odlewania kokilowego i do form piaskowych stopów aluminium a także właściwości tych stopów. Artykuł podzielono na grupy tematyczne: Odlewy motoryzacyjne; Opracowywanie nowych stopów i charakterystyka ich właściwości; Wpływ dodatków stopowych; Charakterystyka i znaczenie struktury; Obróbka cieplna; Odlewy gradientowe i warstwowe; Zmęczenie; Korozja. Pozycje cytowa-

ne w zestawieniu literatury opatrzone są krótkim komentarzem.

07. TECHNOLOGIA ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO Dopasowane cykle technologiczne w odlewnictwie ciśnieniowym. Maßgeschneiderte Druckguss.

Prozessketten

beim

Giesserei 2013, Jg. 100, H. 12, s. 9496. Autor: Vollrath K. W artykule opisano pracę nowoczesnej odlewni ciśnieniowej w Walstatt (Szwajcaria). W odlewni dużą wagę przywiązuje się do jakości odlewów. Cykle technologiczne dobierane są indywidualnie zgodnie z zamówieniem klienta. Taka forma pracy odlewni wymaga ścisłej współpracy odlewni z odbiorcami odlewów już na etapie ich projektowania. W odlewni wykonuje się pakiety, grupy odlewów gotowych do montażu. Dużą wagę przywiązuje się do wykończenia odlewów, ich wyglądu zewnętrznego i estetyki. Omówiono przykład wykonania odlewu obudowy ze stopu aluminium systemu audio jako wyposażenia samochodu wysokiej klasy. Omówiono proces wykańczania odlewu (usuwanie zalewek). Zwrócono uwagę na wysokie kwalifikacje załogi i wysoki stopień zautomatyzowania cykli technologicznych i łączenie ich ze sobą w procesie produkcji. W odlewni stosuje się „indywidualne” piece do topienia różnych stopów. Stopy posiadają certyfikaty. Przypowierzchniowe wyrównywanie temperatury form ciśnieniowych na przykładzie elementu formy ciśnieniowej w postaci trzpienia. Konturnahe Temperierung von Druckgiesswerkzeugen am Beispiel der Gestaltung einer Dornkuehlung. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 5660, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74-75. Autor: Richter U., Eigenfeld K., Miksche R.

Odlewnictwo Współczesne

Artykuł dotyczy przypowierzchniowego wyrównywania temperatury form ciśnieniowych. W przeprowadzonych badaniach wyszczególniono czynniki wpływające na proces chłodzenia form ciśnieniowych. Badanie procesu chłodzenia przypowierzchniowego przeprowadzono na przykładzie elementu formy ciśnieniowej w kształcie trzpienia. Stosując topienie za pomocą strumienia lasera uzyskano lepszy wewnętrzny kontur do przeprowadzenia badań. Przed przystąpieniem do badań przeprowadzono symulację z wykorzystaniem metody elementów skończonych po to, aby zilustrować kontur badanego elementu, w którym przenoszenie ciepła będzie najbardziej optymalne. Poprzez przeprowadzenie pomiarów termograficznych powierzchni można było porównać szybkość chłodzenia „starego” i „nowego” trzpienia i wykazać zalety przeprowadzonych zmian. Badania i pomiary prowadzono przy różnych czasach chłodzenia.

strukturalne ze stopów aluminium i magnezu, które zastępują pracochłonne wieloczęściowe konstrukcje są wyzwaniem dla unowocześnianych technologii odlewania ciśnieniowego. Maszyny ciśnieniowe regulowane w czasie rzeczywistym gwarantują powtarzalne wyniki odlewania i wytwarzanie odlewów wysokiej jakości. Jest to podstawowy warunek integracji dodatkowych funkcji i dalszego rozwoju odlewów ciśnieniowych i większej swobody nadawania kształtu przy jednoczesnym minimalnym zużyciu energii i surowców. Wzrost wydajności i poprawa jakości są decydujące dla konkurencyjności technologii i ekologicznej produkcji odlewów.

Przyszłość odlewni ciśnieniowej metali lekkich. Odlewanie ciśnieniowe w aspekcie opłacalności i wydajności z punktu widzenia producenta maszyn ciśnieniowych.

Producenci samochodów dążą do sukcesywnej zamiany ciężkich elementów blaszanych lekkimi odlewami strukturalnymi, wykonywanymi metodą odlewania ciśnieniowego. W artykule opisano działalność firmy Schaufler Tooling GmbH+Co. KG. z siedzibą w Laichingen (Niemcy) produkującej formy ciśnieniowe do wytwarzania takich odlewów. Poruszono istotne aspekty konstrukcyjno-techniczne takich form. Zapotrzebowanie na ciśnieniowe odlewy strukturalne otwiera nowe możliwości rozwoju dla konstruktorów form ciśnieniowych i przedsiębiorstw je produkujących. Wymagania producentów samochodów rosną znacząco, wymagana jest optymalizacja procesu odlewania ciśnieniowego (całego cyklu wytwarzania odlewów ciśnieniowych) poprzez stosowanie symulacji i obliczeń, a więc jeszcze na etapie projektowania i konstruowania.

Zukunft der Leichtmetalldruckgiesserei. Kosten- und resourceneffizienter Druckguss aus Sicht eines Maschinenherstellers. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 7681. Autor: Reichen P. Odlewy ciśnieniowe powinny mieć coraz cieńsze ścianki, być coraz lżejsze, konstrukcja ich powinna być coraz bardziej skomplikowana. Odlewy ciśnieniowe powinny być też coraz bardziej funkcjonalne, a mimo to opłacalne w produkcji i optymalne jeśli chodzi o zużycie surowców w procesie ich wykonania. Tak w skrócie przedstawiają się wymagania jeśli chodzi o odlewy ciśnieniowe dla motoryzacji. Motoryzacja jest wyzwaniem dla nowoczesnego odlewnictwa ciśnieniowego. Duże, skomplikowane odlewy

Zwiększenie zapotrzebowania na odlewy strukturalne. Auftrieb fuer Strukturbauteile. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 244246. Autor: Heinrich S.

Optymalizacja form ciśnieniowych. Kompleksowe opracowanie sposobu postępowania. Optimierung von Druckgusswerkzeugen. Erarbeitung eines ganzheitlichen Ansatzes.

Odlewnictwo Współczesne

Giesserei 2014, Jg. 101, H. 2, s. 3237.

Casting Plant a. Technology Int. 2015, nr 2, s. 40-45.

Autor: Findeisen S., Schulze-Niehoff H.

Autor: Schruff I.

Producenci samochodów są pod coraz większą presją ekonomiczną, która poprzez zazębianie się szeregu procesów rozwojowych przenoszona jest na procesy technologiczne. Technologia odlewania ciśnieniowego i jej charakterystyczne właściwości, jak: opłacalność i dobra jakość odlewów uwarunkowane są elementami technologicznymi i technicznymi, takimi jak: odpowiedni przebieg procesu, forma ciśnieniowa (np. odpowiednia jej konstrukcja), oprzyrządowanie. Przy uwzględnieniu wzajemnego oddziaływania tych elementów opracowano kompleksowy sposób postępowania oraz wyznaczono obszary działania i wyznaczono cel optymalizacji dla podniesienia opłacalności procesu odlewania ciśnieniowego. Wyznaczono więc obszary działania z zakresu: metod wyrównywania temperatury formy ciśnieniowej, doboru tworzywa na formy ciśnieniowe, doboru parametrów konstrukcyjnych i technologicznych, sposobu konserwacji i utrzymania w gotowości eksploatacyjnej. Szczególną uwagę, ze względu na znaczącą wzajemną zależność czynników, zwrócono na: sposoby wyrównywania temperatury formy, dobór tworzywa i konstrukcję formy oraz parametry technologiczne. Dla tych obszarów przeprowadzono szczegółową analizę. Dla obszaru „wyrównywanie temperatury” opracowano sposób na poprawę wymiany ciepła w formie. Był to główny cel działań w tym zakresie. W obszarze „tworzywo na formy ciśnieniowe” główny cel to poszukiwanie stali narzędziowych do pracy na gorąco poprzez porównywanie gatunków, a w obszarze „konstrukcja” i „parametry technologiczne” określenie zakresu obciążeń formy, które należy uwzględnić podczas jej konstruowania. Odlewane ciśnieniowo elementy do lekkich konstrukcji samochodowych. Pressure die cast structural componenets for lightweight automative construction.

Unia Europejska wymaga od przemysłu samochodowego obniżenia emisji dwutlenku węgla przez nowe samochody osobowe poniżej 95 g/kg do 2020 roku. Konsekwentna realizacja lekkich konstrukcji w przemyśle samochodowym ma bezpośredni pozytywny wpływ na emisję dwutlenku węgla. To w ciągu kilku ostatnich lat było motywacją do silnego promowania zastosowania elementów odlewanych ciśnieniowo wykonywanych z metali lekkich. W artykule omówiono wymagania stawiane materiałom na formy trwałe do produkcji elementów odlewanych ciśnieniowo. Stwierdzono, że właściwości znormalizowanych stopów do pracy na gorąco typu 1.2343, 1.2344 i 1.2367 nie mogą zagwarantować zgodności z tymi wymaganiami. Opracowano specjalne stale do pracy na gorąco TQ1 oraz HP1, które posiadają znacznie lepsze kombinacje właściwości, takich jak zwiększona twardość, większa wytrzymałość na gorąco, odporność na szoki cieplne i poprawę przewodności cieplnej oraz nie zawierają siarki i fosforu (mniej niż 0,012% P i 0,003% S). Warunkiem uzyskania takich właściwości jest odpowiednio przeprowadzona obróbka cieplna form wykonanych z tych stali. Zastosowanie tych form poprawia opłacalność produkcji elementów konstrukcyjnych odlewanych ciśnieniowo z metali lekkich. Wpływ warunków termicznych w formie ciśnieniowej na właściwości odlewów ciśnieniowych. Der Einfluss der Temperaturverhaeltnisse der Form auf die Eigenschaften von Druckgussteilen. The influences of the temperature of the die to the properities of high pressure die casting parts. Giesserei-Prax. Druckguss 2013, nr 5, s. 209-212. Autor: Dul J., Szabo R., Simcsak A.

Odlewnictwo Współczesne

Jakość odlewów ciśnieniowych zależy od szeregu zależnych od siebie czynników. Do ważniejszych czynników należą: rodzaj (kształt) zastosowanej do produkcji odlewu formy ciśnieniowej, wymiary i kształt układu wlewowego, warunki termiczne panujące w formie (temperatura ciekłego metalu). Istotny jest też dobór maszyny ciśnieniowej o optymalnych parametrach. W celu sprostania wymogom przemysłu motoryzacyjnego konieczny jest dalszy rozwój i optymalizacja konstrukcji odlewów oraz rozwój technologii, co można zagwarantować przez prowadzenie prac rozwojowych. Optymalizacja konstrukcji układów do wyrównywania temperatury, zintegrowanych wewnętrznie z formą ciśnieniową. Część 1: Wyznaczanie bazujących na symulacji wskaźników do precyzyjnego wyznaczania przepływu ciepła w formie ciśnieniowej. Optimierung der Auslegung werkzeuginterner Temperiersysteme. Teil 1: Ermittlung simulationsbasierter Kennwerte zur praezisen Berechnung des Waermestromes innerhalb von Druckgiesswerkzeugen. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 3, s. 4453. Autor: Mueller S., Pries H., Dilger K. W artykule zestawiono niektóre wyniki zakończonego projektu badawczego „Zwiększenie trwałości form ciśnieniowych przez optymalizację sprawności cieplnej układu do wyrównywania temperatury.” Treścią projektu były: optymalizacja zastosowania konwencjonalnych elementów do wyrównywania temperatury dzięki znajomości istotnych dla konstrukcji wskaźników; podniesienie sprawności przewodnictwa cieplnego poprzez stosowanie form segmentowych. W pierwszej części artykułu omówiono, jak można doświadczalnie zweryfikować wskaźniki istotne dla konstrukcji konwencjonalnych i zintegrowanych wewnętrznie elementów do wyrównywania temperatury wyznaczone za pomocą symulacji numerycznej przepływu. Dla przykładowego układu (syste-

mu) do wyrównywania temperatury oszacowano prędkość przepływu, a zależne od kształtu i temperatury współczynniki przepływu ciepła pobrano z odpowiednich tabel wskaźników. Na koniec przedstawiono jak te pobrane z tabel wskaźniki można wykorzystać w symulacji procesu odlewania. W posumowaniu artykułu zestawiono uzyskane wyniki badań i zarysowano perspektywy wykorzystania kolejnych (pozostałych) wyników projektu, które zostaną omówione w drugiej części artykułu. Odlewanie ciśnieniowe ‒ roczny (część 2).

przegląd

Jahresuebersicht Druckgiessen (2.Folge). Giesserei 2014, Jg. 101, H. 4, s. 4049. Autor: Leis W. Artykuł o charakterze cyklicznym stanowi indeks cytowań na temat odlewania ciśnieniowego. Artykuł podzielono na grupy tematyczne. W pierwszej grupie tematycznej zebrano informacje ogólne na temat stopów przeznaczonych na odlewy ciśnieniowe, np. wpływu składu chemicznego na statyczne właściwości mechaniczne (stopów Al). Omówiono informacje dotyczące stopów wtórnych przeznaczonych na odlewy ciśnieniowe. Tak na przykład w jednej z pozycji literatury poruszono kwestię wpływu dodatków stopowych na płynność stopów. Poruszano też kwestie obróbki cieplnej. Kolejne grupy tematyczne dotyczyły typowych stopów stosowanych na odlewy ciśnieniowe, a więc: stopów magnezu, stopów cynku, stopów miedzi. W informacjach o charakterze ogólnym omówiono zagadnienie stopów (odlewów) hybrydowych. Kolejne grupy tematyczne dotyczą: stali narzędziowych na formy ciśnieniowe i środków oddzielających, technologii odlewania ciśnieniowego i tendencji panujących w tym zakresie, konstrukcji form ciśnieniowych i konstrukcji układów wlewowych, specjalnych metod odlewania ciśnieniowego, np. odlewania bez nadlewów. Kolejne grupy to zestawienia literatury na temat: wad odlewów, urządzeń peryferyjnych stosowanych w maszynach ciśnieniowych, symulacji,

Odlewnictwo Współczesne

odlewania tiksotropowego i nowych tendencji panujących w odlewnictwie ciśnieniowym.

08. TECHNOLOGIA ODLEWANIA PRECYZYJNEGO. PRASOWANIE W STANIE CIEKŁYM. ODLEWANIE W FORMACH SKORUPOWYCH -----------------------

09. INNE TECHNOLOGIE ODLEWANIA Opracowanie nowej metody pomiaru ciśnienia gazu w szczelinie pomiędzy zgazowywanym modelem, a ciekłym metalem w procesie niskociśnieniowego odlewania do form pełnych. Entwicklung einer neuen Methode zur Druckmessung im Modellzersetzungsspalt beim Niederdruckguss-Vollformgiessverfahren. Development of a new method for pressure measurement into the pattern decomposition crack in the low pressure loast foam process Giesserei-Prax. 2013, nr 6, s. 241244. Autor: Barbakadze A., Aitsuradze M., Bast J. Nowo opracowana metoda do pomiaru ciśnienia gazu w szczelinie pomiędzy wpływającym ciekłym metalem a zgazowywanym modelem umożliwia śledzenie procesu wypełniania formy w technologii „Lost-Foam”. Do pomiaru ciśnienia niezbędny jest bardzo czuły przyrząd, ponieważ zakres jego zmiany nie jest duży. Pomiar ciśnienia bardzo dobrze odzwierciedla kinetykę rozkładu modelu i wskazuje poprzez wahania ciśnienia na turbulentny przepływ metalu w procesie wypełniania formy. Poza tym można wywnioskować, że wahania te dzięki kontrolowanemu wzrostowi prędkości metalu mogą być zgodne

z prędkością zgazowywania. Dobre warunki do realizacji tego typu procesu daje nowo opracowana technologia niskociśnieniowego odlewania do form pełnych.

10. TOPIENIE Nowe tendencje w utylizacji odpadów poprodukcyjnych przez zastosowanie pieców indukcyjnych tyglowych. Neuste Entwicklungen im Recycling von Produktionsrueckstaenden durch den Einsatz von Induktionstiegeloefen. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 10, s. 2834. Autor: Schmitz W., Trauzeddel D. Kryteria techniczne i ekonomiczne w obszarze topienia indukcyjnego doprowadziły do tego, że w przemyśle odlewniczym i w produkcji półwyrobów zastosowanie tej techniki topienia jest coraz bardziej powszechne. Zasadnicze zalety tej technologii polegają na bezpośrednim, nieznacznym przegrzaniu wsadu i zamierzonym, sterowanym ruchu kąpieli. W ten sposób uzyskuje się: dokładną zakładaną wartość temperatury, równomierność realizacji procesu, możliwość dokładnej analizy, małe straty związane ze zgarem, małe zanieczyszczenie otoczenia przy jednoczesnej dużej efektywności energetycznej. Poprzez przejście do sterowania cyfrowego pieców średniej częstotliwości na bazie nowoczesnych przetwornic częstotliwości, uzyskano znaczny wzrost gęstości mocy oraz poprawienie techniki topienia indukcyjnego. Materiały ogniotrwałe. (część 26) Feuerfeste Baustoffe. (26 Folge) Giesserei 2013, Jg. 100, H. 10, s. 4653. Autor: Krause O. Artykuł o charakterze cyklicznym stanowi zestawienie literatury na temat materiałów ogniotrwałych stosowanych w przemyśle. W pierwszej części zestawienia literatury podano informacje ogólne dotyczące produkcji materiałów ognio-

Odlewnictwo Współczesne

trwałych, omówiono europejskie przepisy prawne związane z eksploatacją i produkcją tych materiałów (różnych pod względem chemicznym), podano kilka informacji statystycznych dotyczących produkcji i zapotrzebowania na materiały ogniotrwałe. Ponadto, wyodrębniono jeszcze kilka grup tematycznych: materiałoznawstwo z zakresu materiałów ogniotrwałych; omówienie projektów badawczych; materiały ogniotrwałe w postaci mas nieformowanych; koncepcje wyłożenia ogniotrwałego i odporne na zużycie wyroby w agregatach do topienia stosowanych w odlewniach. Omawiane pozycje literatury opatrzone są komentarzem. Powszechna dostępność i bezpieczeństwo podczas topienia indukcyjnego w zakładzie topienia. Hohe Verfuegbarkeit und Sicherheit beim induktiven Schmelzbetrieb. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 12, s. 7074. Autor: Doetsch E., Forthoevel Ch., Rische M. Duże znaczenie dla bezpieczeństwa eksploatacji pieców indukcyjnych ma zastosowanie odpowiedniego oprzyrządowania, urządzeń peryferyjnych do kontroli tygla i cewki. Sprawdzający się w praktyce od lat wskaźnik uziemienia służy do kontroli kontaktu pomiędzy ciekłym metalem a cewką chłodzoną wodą oraz oporu uziemienia obwodu zasilającego. Poprzez podjęcie szeregu działań poprawiono niezawodność całego systemu, ulepszono jego zastosowanie, jak i kontrolę dwóch pieców tyglowych pracujących synchronicznie w systemie "tandem". Zastosowanie cewki igłowej umożliwia wcześniejsze wskazanie podchodzenia ciekłego metalu do cewki. Poziom zużycia tygla rejestrowany jest przez ciągły pomiar częstotliwości i sprawności oraz analizowany przez czujnik topienia. Konstrukcja cewki w postaci segmentu gwarantuje, że w nagłych i nietypowych wypadkach wyciekająca woda chłodząca wypycha cewkę na zewnątrz, dzięki czemu można uniknąć eksplozyjnego wyrzucenia ciekłego metalu.

Odgazowanie ciekłego metalu za pomocą różnych wirników. Schmelzeentgasung chen Rotoren.

mit

unterschiedli-

Giesserei 2014, Jg. 101, H. 2, s. 4853. Autor: Simon R., Kendrick R. Dla firmy FOSECO w Borken opracowano model odgazowania ciekłego metalu, który bazuje na oprogramowaniu komputerowym. Opracowanie tego modelu (modułu oprogramowania FDU – Foundry Degassing Unit) pozwoliło przeprowadzić symulację odgazowania ciekłego metalu z wykorzystaniem różnych wirników. Dzięki temu oceniono ich efektywność. Przeprowadzono szereg badań laboratoryjnych. Istotny wpływ na proces odgazowania miały: konstrukcja wirnika, jego średnica i stopień zużycia. Podsumowując badania stwierdzono, że wirniki pompujące FDR są lepsze niż niepompujące, ponieważ ciekły metal ulega lepszemu wymieszaniu. Jakość uzyskanego metalu jest lepsza. Podczas eksploatacji sprawność wirników maleje. Spadek ten jest różny w zależności od konstrukcji wirnika i tak na przykład dla wirników pompujących FDR wynosi 10% a dla niepompujących 20%. Straty sprawności wirnika należy uwzględnić przy planowaniu czasu obróbki ciekłego metalu. Żywotność wirników należy jednoznacznie ustalić przez: liczbę procesów obróbki albo w oparciu o „wzorzec zużycia”. Betony ogniotrwałe do zastosowań w monolitycznych wyłożeniach kadzi odlewniczych. Refractory castables for use in the monolithic linings of casting ladles. Prz.Odl. 2015, T. 65, nr 1-2, s. 14-17. Autor: Majchrowicz I., Barański J. Zastosowanie do wyłożenia kadzi odlewniczych materiałów monolitycznych stwarza szansę wydłużenia ich trwałości poprzez dobór tworzywa o bardzo dobrej odporności na temperaturę i wyeliminowanie spoin obecnych przy zastosowaniu

Odlewnictwo Współczesne

tradycyjnego wyłożenia z kształtek wypalanych. W artykule przedstawiono wyniki badań próbek betonu ogniotrwałego o różnej zawartości kruszywa, mikropyłów i cementu glinowego. Do upłynnienia mieszanki betonowej zastosowano dwa rodzaje upłynniaczy. Oznaczono rozpływ mieszanek betonowych oraz właściwości fizyczne, mechaniczne, termiczne i odporność na wstrząs cieplny surowych, wysuszonych i wypalonych próbek. Z betonu o najlepszych właściwościach wykonano wyłożenie ogniotrwałe kadzi o pojemności 1 t w dwóch odlewniach. Przemysłowa próba zastosowania ogniotrwałego betonu do wyłożenia kadzi odlewniczej wykazała jego wysoką trwałość i odporność na działanie czynników niszczących występujących w procesie odlewania żeliwa i staliwa przy zmiennych warunkach eksploatacji związanych z rodzajem odlewanych stopów i częstym schładzaniem kadzi. Po 26 wytopach nie zaobserwowano zniszczenia betonu. Próby przemysłowe wykazały dobrą trwałość opracowanego betonu samolejnego w warunkach pracy kadzi odlewniczej. Zespół filtracji odśrodkowej dla filtracji odlewów ciężkich. Prz.Odl. 2015, T. 65, nr 1-2, s. 24-29. Autor: Hrabina D., Akdas N. Od dłuższego czasu filtrowanie ciekłego metalu uznawane jest za skuteczne narzędzie do poprawienia jakości odlewów oraz redukowania ogólnych kosztów produkcji odlewniczej. Podczas napełniania formy odlewniczej, piankowe filtry ceramiczne usuwają wtrącenia niemetaliczne, dzięki rozmaitym, skomplikowanym mechanizmom wychwytywania. Wydajna filtracja, umożliwia uzyskanie odlewów o dobrej jakości, lepsze wykończenie powierzchni i polepszone właściwości mechaniczne. Odlewnie zdają sobie sprawę z korzyści ekonomicznych filtrowania, wynikających ze zmniejszenia kosztów oczyszczania i spawania, zmniejszenia ilości złomu, zwiększonego uzysku odlewania, zmniejszonych kosztów kontroli, polepszonej skrawalności oraz rzadszych

zwrotów odlewów od użytkowników końcowych. Identyfikacja skłonności do zabieleń żeliwa podczas topienia przy pomocy analizy termicznej. Identifying chill tendency of cast iron melts by thermal analysis. Cast Metals Res. 2013, Vol. 26, nr 3, s. 152-159. Autor: Riposan I., Stan S., Barstow M.

Chisamera M.,

Przebadano wpływ topienia, przegrzewania i wytrzymywania żeliwa w bezrdzeniowym piecu indukcyjnym z kwaśnym wyłożeniem, w aspekcie przygotowania wstępnego i/lub modyfikacji, w celu przywrócenia typu krystalizacji charakterystycznej dla małego przechłodzenia eutektyki. Prowadzenie wytopu w bezrdzeniowym piecu indukcyjnym z kwaśnym wyłożeniem powoduje istotne zmiany w charakterystyce ciekłego żeliwa. Zwiększone zabielenie w doświadczalnych stopach jest dobrze skorelowane z niektórymi parametrami analizy termicznej, takimi jak stopień przechłodzenia eutektyki, odnoszącymi się zarówno do temperatury krystalizacji eutektyki w układzie stabilnym (grafitowej) i metastabilnej (węglikowej). Użycie pierwiastków Al i Zr do wstępnego przygotowania stopionego żeliwa bazowego przed spustem doprowadziło do polepszenia parametrów krystalizacji mierzonych poprzez najważniejsze punkty krzywej chłodzenia zarówno w żeliwie niemodyfikowanym, jak i modyfikowanym. Podwójna obróbka składająca się ze wstępnego przygotowywania i modyfikacji polepszyła parametry analizy termicznej, a w konsekwencji jakość żeliwa szarego.

11. OCZYSZCZANIE I WYKAŃCZANIE ODLEWÓW Jedno z największych urządzeń do śrutowania w ciągłej eksploatacji. Eine der weltweit groessten Strahlanlagen im Dauereinsatz.

Odlewnictwo Współczesne

Giesserei 2013, Jg. 100, H. 11, s. 7073. Autor: Schulz D. W artykule omówiono eksploatację największego szynowego urządzenia do śrutowania dużych skomplikowanych odlewów. Urządzenie to typu RDS 80/70 zaprojektowała firma Roesler. W ciągłej eksploatacji jest ono w firmie Energomashspetsstal (EMSS) na Ukrainie. Śrutowane są w nim odlewy o gabarytach rzędu:12 x 7 x 5m i masie do 250 t. W zakładzie EMSS produkowane są odlewy do elektrowni atomowych, przemysłu energetycznego, przemysłu okrętowego i motoryzacji. To duże urządzenie zintegrowane jest z procesem produkcji odlewów. W artykule oprócz omówienia eksploatacji urządzenia, podano także niektóre jego dane techniczne. Nowoczesne turbiny do śrutowania przyczyniają się do optymalizacji wydajności. Moderne Strahlturbinen optimieren Produktivitaet und Effizienz. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 3, s. 7274. Autor: Motschenbacher M. Artykuł dotyczy urządzeń do śrutowania, które eksploatowane są w sposób ciągły podczas wielozmianowej produkcji odlewów i w związku z tym podlegają znacznemu zużyciu, co powoduje przestoje podczas produkcji i zwiększenie kosztów produkcji oraz zwiększone zużycie energii. Firma Roesler Oberflaechentechnik GmbH stworzyła oddział „TuneUp”, który zajmuje się optymalizacją i usprawnianiem określanym jako „RetroFit” eksploatowanych urządzeń do śrutowania. Urządzenia dozbrajane są turbinami do śrutowania „Rutten Long Life”. Opisano przykłady zastosowania tych turbin w praktyce przemysłowej. Modernizacja przez zastosowanie tych turbin jest korzystna ekonomicznie.

12. METALOZNAWSTWO I OBRÓBKA CIEPLNA Wpływ zawartości srebra na mikrostrukturę i fazy międzymetaliczne stopu AlSi12. Influence of Ag content on microstructure and intermetallic phases of AlSi12 alloy. Cast Metals Res. 2013, Vol. 26, nr 3, s. 129-133. Autor: Turker A., Saklakoglu N. Zbadano wpływ dodatków śladowych srebra na morfologię i budowę złożonej mikrostruktury faz międzymetalicznych w stopie AlSi12. Znalezione fazy międzymetaliczne występowały w postaci długich lub krótkich pręcików lub „chińskiego pisma”, zawierających Si, Fe, Mn, Ag i Mg. Te związki stały się bogatsze w granice ziaren. Zaobserwowano, że intermetaliki o wysokiej zawartości srebra wydzieliły się w postaci krótkich pręcików. We wszystkich próbkach z dodatkiem srebra struktury dendrytyczne przekształciły się w niedendrytyczne. Dodatek srebra, oprócz degeneracji struktury dendrytycznej, wzmocnił transformacje formy rozetkowej do kulistych morfologii. Wyniki wykazały wzrost zawartości Si eutektycznego przy małym dodatku srebra w stopie AlSi12. Ustalono, że srebro jest głównie rozmieszczone w strukturze eutektyki. Wpływ wanadu na mikrostrukturę i odporność na zużycie żeliwa stopowego Ni-Cr. Effect of Vanadium on microstructure and wear resistance of Ni-Cr alloyed cast iron. Cast Metals Res. 2013, Vol. 26, nr 3, s. 176-183. Autor: F.R. Ciao, Y.C. Wang, C.B. Liang, G.P. Sun and B. Liao. Zbadano wpływ zawartości wanadu na mikrostrukturę żeliwa stopowego Ni-Cr przy użyciu mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej oraz różnicowej kalorymetrii skaningowej, wspomaganej obliczeniami termody-

Odlewnictwo Współczesne

namicznymi diagramów fazowych. Odporność na zużycie odlanych i odpuszczonych próbek przebadano w teście pin-on-disc. Wyniki wskazują, że ze wzrostem zawartości wanadu, liczba wydzieleń węglika wanadu uległa znacznemu zwiększeniu i ich dystrybucja stała się bardziej równomierna. Ponadto, rozdrobnienie wydzieleń typu M3C (M=Fe, Cr, Ni, Mo, V) wzrosło z dodatkiem wanadu w wyniku heterogenicznego zarodkowania na cząstkach VC. Wzrost zwartości wanadu od 0,85 do 4,58% mas. znacznie poprawił odporność na zużycie żeliwa (prawie 13-krotnie). Analiza mikrostruktury sugeruje, że rozdrobnienie M3C i równomierne rozmieszczenie gęstych cząstek VC powoduje poprawę odporności na zużycie żeliwa.

13. ŻELIWO I ODLEWY ŻELIWNE Żeliwo z grafitem wermikularnym. Część 1: definicja, historia, wytwarzanie, żeliwo GJV jako „zielone” tworzywo. Gusseisen mit Vermiculargrafit Tei 1: Definition, Geschichte, Herstellung, GJV als „gruener“ Werkstoff. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 214227. Autor: Lampic M., Walz M. Scharakteryzowano żeliwo szare z grafitem wermikularnym (GJV). Omówiono jego właściwości, przedstawiono metody wytwarzania. Żeliwo to jest wytrzymałe zarówno w warunkach obciążenia statycznego, jak i dynamicznego (zmiennego). Stosuje się je do wytwarzania lekkich konstrukcji na potrzeby motoryzacji i wykonuje odlewy o średniej grubości ścianek, dlatego jest ono konkurencyjne dla stopów aluminium. Żeliwo z grafitem wermikularnym to gatunek żeliwa, w którym grafit ma postać pomiędzy sferoidalnym a płatkowym. W artykule omówiono też historię i początki wytwarzania żeliwa z grafitem wermikularnym. Rozwój produkcji tego żeliwa związany jest z produkcją żeliwa sferoidalnego. Szeroko omó-

wiono właściwości żeliwa GJV porównując je z "sąsiadującymi" z nim, ze względu na postać grafitu, gatunkami GJS i GJL. Podstawowe właściwości zestawiono w tabeli. Szybki rozwój produkcji żeliwa GJV nastąpił w latach 90. ubiegłego stulecia, opracowano wówczas technologię jego produkcji. W artykule scharakteryzowano i omówiono procesy metalurgiczne z jakimi mamy do czynienia podczas produkcji tego gatunku żeliwa, szczególną uwagę zwrócono na proces krzepnięcia. Następnie omówiono metody jego wytwarzania. Ponieważ żeliwo wermikularne wytwarza się dzisiaj głównie ze złomu stalowego i materiału obiegowego, ten gatunek żeliwa uznawany jest jako produkt pochodzący z odzysku. Scharakteryzowano też materiały wsadowe do produkcji tego żeliwa. W artykule dokonano porównania żeliwa wermikularnego ze stopami aluminium w szerokim zakresie. Żeliwo sferoidalne. (Część 50). Gusseisen mit Kugelgrafit. (50. Folge). Giesserei 2014, Jg. 101, H. 1, s. 228243. Autor: Wolters D.B. Artykuł o charakterze cyklicznym jest zestawieniem literatury na temat żeliwa sferoidalnego. Zestawienie literatury podzielono na następujące grupy tematyczne: informacje ogólne; zagadnienia metalurgiczne; topienie ciekłego metalu i jego obróbka, a w tym omówienie metod topienia i obróbki ciekłego metalu oraz charakterystyka materiału wsadowego; sferoidyzacja (obróbka magnezem); modyfikacja; właściwości żeliwa sferoidalnego, a w tym statyczne właściwości mechaniczne; wady odlewów; mechanika pękania; wytrzymałość zmęczeniowa; badania specjalne - między innymi badanie gatunków do stosowania w obniżonej temperaturze; żeliwo ADI i żeliwo z grafitem wermikularnym; badanie ciekłego metalu; metoda wytwarzania żeliwa sferoidalnego w procesie odlewania ciągłego; metody spawania, obróbkę mechaniczną i przykłady zastosowania odlewów żeliwa sferoidalnego w różnych gałęziach przemysłu.

Odlewnictwo Współczesne

Wpływ grubości ścianki, składu chemicznego i temperatury austenityzacji na mikrostrukturę i właściwości żeliwa sferoidalnego. Effect of cast wall thickness, composition and austempering temperature on microstructure and properties of ductile cast iron. Cast Metals Res. 2013, Vol. 26, nr 3, s. 184-191. Autor: Ibrahim K.M., Fouad Y. Przygotowano dwa rodzaje żeliwa sferoidalnego: niestopowe o składzie chemicznym 3,65C-2,58Si-0,31Mn-0,045Mg, a drugie stopowane zawierające 0,5% mas. Cr. Szybkość krystalizacji w odlewie była różna dla 4 różnych grubości ścianek: 5, 10, 20 i 30 mm. Proces austenityzacji przeprowadzono przy parametrach dla austenityzowania próbki w 900°C przez 1 godzinę i potem szybko chłodzony w dwóch różnych kąpielach solnych w temperaturze 325°C i 375°C przez 1 godzinę. Próbka hartowana izotermicznie w 325°C wykazała lepsze właściwości mechaniczne niż przy 375°C. Dodatek 0,5% mas. Cr poprawia wytrzymałość na rozciąganie i twardość kosztem udarności. Maksymalną odporność na ścieranie odnotowano dla żeliwa zawierającego 0,5% mas. Cr hartowanego w 325°C przy grubości odlewu 5 mm. Jest to spowodowane powstawaniem drobnoziarnistej osnowy ausferytycznej i osadzonych w niej węglików Cr. Minimalną odporność na ścieranie uzyskano dla żeliwa niestopowego hartowanego w 375°C, jest to spowodowane tworzeniem się gruboziarnistej struktury ausferrytycznej o większej zawartości austenitu szczątkowego. Naskórek w żeliwie szarym z grafitem wermikularnym. Część 1: Badanie i mechanizm powstawania. Gusshaut bei Gusseisen mit Vermiculargraphit. Teil1: Untersuchung und Bildmechanismus. Casting Skin of Compacted Graphite Iron. Part 1: Evaluation and Mechanism of Formation

Giesserei-Prax. 2013, nr 5, s. 182191. Autor: Boojumee S., Gyesi B., Stefanescu D.M. Badanio proces powstawania naskórka w żeliwie szarym z grafitem wermikularnym i wpływ na jego powstawanie: masy formierskiej, grubości ścianki (szybkości chłodzenia), ciśnienia metalostatycznego, oczyszczania przez śrutowanie. Badano dwa rodzaje ciekłego żeliwa GJV, które wykonano (wytworzono) przez modyfikację w kadzi. Stopy odlano do dwóch różnych form a mianowicie wykonanych na bazie szkła wodnego i z masy żywicznej fenolowo-poliuretanowej. Łącznie odlano 78 próbek. Grubości próbek w postaci płytek wynosiły: 7,6 mm; 10,2 mm i 15,2 mm. Badania próbek obejmowały: powstawanie grafitu (stopień kulistości), procentowy i powierzchniowy udział grafitu, zawartość perlitu i średnią chropowatość powierzchni. Stwierdzono, że stopień kulistości bezpośrednio na powierzchni był bardzo mały, następnie wzrastał, po czym ponownie malał w kierunku środka próbki (płyty). Udział perlitu ze wzrostem odległości od powierzchni wzrastał. Za pomocą tych wartości zdefiniowano naskórek. W ramach badań stwierdzono występowanie naskórka o grubości od 0,05 mm do 0,39 mm. W próbkach odlanych do form na bazie szkła wodnego stwierdzono większą chropowatość powierzchni i grubszą strefę perlitu niż w formach z masy ze spoiwem fenolowo-poliuretanowym. Większa szybkość chłodzenia spowodowała pogorszenie jakości grafitu. Naskórek można było usunąć metodą śrutowania w ciągu 5 minut. Na wybranych próbkach przeprowadzono dalsze badania przez zastosowanie techniki metalografii kolorowej. Specjalne trawienie pozwoliło na rozróżnienie obszarów między dendrytami w oparciu o segregację krzemu i okazało się odpowiednim „narzędziem” do badań naskórka. Żeliwo z grafitem wermikularnym. Część 3: Właściwości. Gusseisen mit Vermiculargraphit. Teil 3: Eigenschaften.

Odlewnictwo Współczesne

Giesserei 2014, Jg. 101, H. 3, s. 6071.

Giesserei 2014, Jg. 101, H. 4, s. 2031.

Autor: Lampic M, Walz M.

Autor: Heckmann C. J., Stets W.

Nie ma praktycznie obszaru, w którym żeliwo GJV nie znalazłoby zastosowania. Istnieje możliwość połączenia szeregu właściwości w tym gatunku żeliwa. W przypadku eksploatacji w większych wartościach temperatur, każdy z omawianych tutaj trzech gatunków stopu ma pewną cechę charakterystyczną, omawianych pod kątem porównania z GJV. Tak, więc żeliwo GJL ze względu dobre przewodnictwo cieplne stosowane jest na klocki hamulcowe. Ferrytyczne żeliwo GJS odporne jest na powstawanie pęknięć, ale ma skłonność do paczenia się, mimo to stosowane jest na elementy układu wydechowego. Żeliwo GJV ma podobną wytrzymałość zmęczeniową jak żeliwo GJS, ale ze względu na mały moduł sprężystości (a pośrednio ze względu na większe przewodnictwo cieplne) nie ulega paczeniu się. Do temperatury 500oC żeliwo GJV zachowuje się podobnie jak typowe żeliwo szare. Wszystko uwarunkowane jest różnorodnością morfologii grafitu. Po pierwsze „skrętki grafitu” są krótsze i bardziej zwarte niż „płatki”, które są rozgałęzione, a po drugie ich liczba w jednostce objętości jest mniejsza niż „płatków” w GJL. To wszystko utrudnia przechodzenie tlenu z powierzchni do wewnątrz odlewu i utrudnia dyfuzję węgla do obszarów grafitu. Bardziej niebezpieczne jest pełzanie tzn. plastyczna zmiana kształtu przy dłuższym oddziaływaniu podwyższonej temperatury. Również i w tym przypadku żeliwo GJV jest „lepsze” od typowego żeliwa szarego. GJV wytrzymuje o 30‒40% większe naprężenia przy takich samych warunkach pełzania. Dopuszczalne naprężenia w takim samym przedziale czasowym są tylko o 25% mniejsze niż w przypadku GJS.

Przy stygnięciu żeliwa sferoidalnego w pozostałych, niewielkich niezakrzepniętych obszarach można często zaobserwować wydzielenia. Przeważnie sa to cząsteczki MgO, które występują w połączeniu z segregacją Mg i reakcją z rozpuszczonym tlenem. Dochodzi tu do ciągłego wydzielania cząsteczek z ciekłego metalu zwłaszcza pod koniec krzepnięcia. Okazało się, że szczególnie zawartość tlenu w ciekłym metalu po modyfikacji magnezem (sferoidyzacji) i zawartość pozostałości magnezu w odlewie mają istotny wpływ na występowanie wtrąceń niemetalicznych. Ze wzrostem zawartości Mg w ciekłym metalu udział wydzieleń MgO w strukturze wzrasta. Wykazano, że w przypadku zmniejszania się aktywności tlenu rośnie prawdopodobieństwo zwiększonej liczby wydzieleń cząsteczek MgO w strukturze odlewu. Za pomocą algorytmów do analizy obrazu możliwa jest poprawna ocena ilościowa niemetalicznych wydzieleń w strukturze GJS. W ramach przeprowadzonej pracy stwierdzono, że na skutek występowania wtrąceń niemetalicznych maleje wytrzymałość zmęczeniowa żeliwa. Okazało się jednak, że wpływ wydzieleń przy występowaniu nieciągłości struktury, jak na przykład rzadzizn, odgrywa rolę drugorzędną.

Przyczyna, oddziaływanie i zapobieganie niemetalicznym wydzieleniom w żeliwie sferoidalnym. Ursache, Wirkung und Vermeidung von nichtmetallischen Ausscheidungen bei Gusseisen mit Kugelgrafit.

14. STALIWO I ODLEWY STALIWNE Ekonomiczne odlewanie staliwa do produkcji korpusów turbin. Konstrukcja, tworzywo i wprowadzenie do seryjnej produkcji w firmie Daimler AG. Wirtschaftliches Stahlgiessen fuer die Produktion von Turbinengehaeusen. Entwicklung, Werkstoff und Einfuehrung in den Serienprozess bei der Daimler AG. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 10, s. 3645. Autor: Kaiser T., Botsch S, Weisskopf K.

Odlewnictwo Współczesne

W przypadku silników OTTO z turbodoładowaniem do samochodów Mercedes Benz na korpusy turbin w seryjnej produkcji stosuje się staliwo 1.4849 (GX40Ni CrSiNb38-19). W przypadku temperatury spalin do max. 1050oC stawiane są szczególne wymagania. Główne mechanizmy prowadzące do uszkodzenia elementu podczas eksploatacji silnika to: pełzanie, zmęczenie i korozja. W seryjnej produkcji elementów układu wydechowego poszczególne etapy ich wykonania to: topienie, formowanie pakietów rdzeni, obróbka mechaniczna, łączenie. Etapy te należy jednak rozpatrywać oddzielnie. Ze względu na wysokie koszty materiałowe związane z zawartością niklu, zastosowano stop alternatywny o zmniejszonej zawartości niklu. W związku z tym należy zrekompensować korzystne właściwości wynikające z zawartości w stopie niklu innymi dodatkami stopowymi. Aktualnie badane jest nowe tworzywo (stop) pod kątem seryjnego zastosowania. Nowa technologia odlewania dla uzyskania najwyższej jakości pierścieni tłokowych. Neue Giesstechnologie fuer hoechste Kolbenringqualitaet. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 3, s. 7677. Autor: Gaertner C. Artykuł dotyczy technologii odlewania pierścieni tłokowych. W technologii tej zastosowano automatyczną metodę formowania pionowego, co pozwala na lepszą kontrolę procesu produkcji. Wykorzystano tutaj także nowoczesne oprogramowanie do symulacji. Pierścieniom tłokowym stawiane są wysokie wymagania wytrzymałościowe i tribologiczne. Stop stosowany na te pierścienie musi mieć bardzo dobrą wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość zmęczeniową. Do produkcji zastosowano formy jednoczęściowe i technologię odlewania opracowaną przez firmę „Federal-Mogul”, w której do optymalnego procesu odlewania przyczynia się specjalna konstrukcja formy, co pozwala na lepszą optymalizację układów wlewowych, a to z kolei na lepsze stero-

wanie strumieniem metalu wypełniającego formę. Scharakteryzowano nowoczesne oprogramowanie do symulacji procesu odlewania oraz omówiono właściwości mechaniczne nowego staliwa wysokojakościowego GOE70 zastosowanego na pierścienie tłokowe szczególnie do silników wysokoprężnych. Testowanie niskonawęglonego śrutu stalowego „Ferrosand“. Niedrig gekohltes Strahlmittel Ferrosand getestet. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 4, s. 5657. Autor: Hoehne A. Firma Isselburg Guss u. Bearbeitung GmbH w Isselburg (Niemcy) producent odlewów z żeliwa szarego i sferoidalnego oraz wermikularnego, takich jak: obudowy, koła napędowe, tarcze hamulcowe, misy olejowe i szereg innych, posiada nowoczesne stanowiska do obróbki odlewów. Firma w celu poprawy jakości powierzchni odlewów, zrealizowała wspólnie z firmą Metalltechnik Schmidt GmbH +Co.KG w Filderstadt (Niemcy) projekt dotyczący optymalizacji procesu śrutowania odlewów. Po usunięciu rdzeni odlewy umieszczane (zawieszane) były w urządzeniach do śrutowania ciągłego działania typu AGTOS czy Wheelabrator Berger i oczyszczane z resztek masy. Dotychczas stosowano śrut wysokonawęglony. W artykule opisano próby stosowania niskonawęglonego śrutu „Ferrosand”. Opisano różnice techniczne obu rodzajów śrutu. Śrut testowano za pomocą specjalnej turbiny. W artykule przedstawiono parametry próby i omówiono zagadnienie optymalizacji procesu śrutowania uwzględniając charakterystykę technologiczną nowego śrutu.

15. STOPY METALI NIEŻELAZNYCH I ODLEWY Z TYCH STOPÓW Odlewy wykonywane w formach piaskowych i kokilowych z metali lek-

Odlewnictwo Współczesne

kich. (część 48). Część 2: Odlewy ze stopów magnezu Leichtmetall-Sand- und -Kokillenguss. (48. Folge) Teil 2: Magnesiumguss. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 12, s. 6269. Autor: Rienass G. Artykuł o charakterze cyklicznym stanowi zestawienie literatury na temat odlewów kokilowych i wykonanych w masach formierskich z metali lekkich ze szczególnym uwzględnieniem stopów magnezu. Artykuł podzielono na grupy tematyczne. W pierwszej części o charakterze ogólnym zestawiono informacje dotyczące konferencji z zakresu odlewania metali lekkich, podano też nieco informacji dotyczących wielkości produkcji odlewów ze stopów magnezu. Zawarto też informacje ogólne dotyczące technologii wytwarzania i badań w tym zakresie. Pozostałe grupy to: charakterystyka stopów przeznaczonych do odlewania kokilowego i do form wykonanych z mas formierskich; charakterystyka technologii odlewania; zagadnienia dotyczące korozji i obróbki powierzchni. W artykule poruszono także zagadnienie obróbki mechanicznej stopów magnezu, zagadnienie łączenia elementów ze stopów magnezu. Wszystkie cytowane w zestawieniu literatury pozycje opatrzono krótkim komentarzem. Nowe biokampatybilne stopy na bazie magnezu. Noi aliaje biocompatibile pe baza de magnezu. New Biocompatible Alloys Based on Magnesium. Revista de Turnatorie 2015, nr 1-2, s. 2-8. Autor: Buzatu Mihai, Ghica Stefan Ioan, Iacob Gheorghe. Materiały metaliczne na implany medyczne są dominujące w chirurgii ortopedycznej w zastosowaniach, które obejmują elementy tymczasowe (płytki kostne, kołki i śruby) oraz implanty stałe (protezy stawów). Projektowanie i wybór biomate-

riału zależą od konkretnych zastosowań medycznych. Doskonała biokompatybilność, bardzo dobra odporność na korozję, odpowiednie właściwości mechaniczne, bardzo dobra odporność na zużycie, to tylko niektóre z cech charakterystycznych dla tych materiałów. Stopy magnezu wzbudzają duże zainteresowanie jako materiały na implanty ortopedyczne i dla inżynierii tkankowej, ponieważ główne pierwiastki (Mg i Ca) są bardzo dobrze tolerowane przez organizm. Stopy te są również kompatybilne mechanicznie z kością i są biodegradowalne. W ostatnich latach kute stopy Mg-Zn-Zr-RE (Rare Earth) zaczęły być testowane w zastosowaniach biomedycznych. Poszukiwania autorów artykułu skoncentrowane są na badaniu wpływu zawartości metali ziem rzadkich na właściwości mechaniczne stopów odkształcalnych z Mg-Zn-Zr-RE. Wpływ faz międzymetalicznych na pękanie stopów na bazie Al-Si-Cu-Mg. Die Wirkung von intermetallischen Phasen auf das Bruchverhalten von Al-Si-Cu-Mg-Basislegierungen. Effects of intermetallics on the Fracture Behaviour of Al-Si-Cu- Mg Base Alloys. Giesserei-Prax. 2013, nr 4, s. 129139. Autor: Ibrahim M.F. i in. Pękanie albo udarność zależne są od składu stopu, szybkości chłodzenia i warunków obróbki cieplnej. Badania przeprowadzono w celu określenia wpływu faz międzymetalicznych na pękanie niemodyfikowanych i modyfikowanych Sr stopów Al-Si-Cu-Mg. Do produkcji odlewów wykorzystano stop doświadczalny oraz stop przemysłowy A-319. Stopy te zawierały od 0 do 0,6% mas. Mg. Do odlania próbek wykorzystano dwie różne formy trwałe: jedna miała kształt gwiazdy a druga litery „L”. Zastosowane w tych obu formach szybkości chłodzenia spowodowały powstanie dendrytów wtórnych o odstępach 24 względnie 50 mikrometrów. Próbki

Odlewnictwo Współczesne

poddano obróbce cieplnej T6 w temperaturze 180oC i obróbce cieplnej T7 w temperaturze 220oC odpowiednio przez 2h i 24h. Zaobserwowano, że przez dodanie Mg uzyskano wydzielenia faz: beta-MgSi2, Q-Al5Mg8Cu2Si6 oraz pi-Al8Mg3FeSi6, jak i fazy w postaci „bloku” (Teta) Al2Cu. W przełomach niemodyfikowanych stopów stwierdzono wydłużone cząsteczki krzemu z wewnętrznymi rysami. Natomiast w stopach modyfikowanych strontem zaobserwowano gruboziarnistą strukturę w całej osnowie. Ze wzrostem zawartości Mg do 0,6% mas. wzrasta liczba pokruszonych faz Q-Al5Mg8Cu2Si6 oraz Π-Al8Mg3FeSi6. Spadek prędkości chłodzenia lub wzrost temperatury starzenia zmieniają nieznacznie skłonność do pęknięć w przeciwieństwie do składu chemicznego stopu.

sza wytrzymałość pozwala na stosowanie w odlewach cieńszych ścianek.

AluSiDur - wysokowytrzymały stop aluminium na strukturalne odlewy ciśnieniowe.

Za pomocą doświadczalnego agregatu do odlewania możliwe było wykonanie odlewanych płyt kompozytowych (warstwowych) przy zmiennych parametrach. To, jak określone parametry wpływają na strefę łączenia można było ocenić badając zgłady metalograficzne. Aby lepiej ocenić warunki cieplne w strefie łączenia, przy wykorzystaniu oprogramowania do symulacji FLOW 3D i w oparciu o metodę elementów skończonych opracowano pełny model 3D, za pomocą którego odtworzono proces odlewania warstwowego najbardziej zbliżony do warunków rzeczywistych. Aktualnie główne zainteresowanie skupia się na dalszej kalibracji modelu symulacyjnego z wykorzystaniem danych pomiarowych. Poprzez zmianę parametrów odlewania w procesie rzeczywistym, jak na przykład: temperatura topienia, szybkość odlewania czy temperatura substratów uzyskuje się coraz więcej pakietów danych pomiarowych dla porównania z modelem symulacyjnym, co zwiększa dokładność ww. symulacji.

AluSiDur – hochfeste Aluminiumudruckgusslegierung fuer Strukturbauteile. Giesserei 2014, Jg. 101, H. 3, s. 7882. Autor: Wiesner S., Speckert L. Zbadano statyczne i dynamiczne właściwości stopu AlSi10MnMg występującego pod nazwą AluSiDur. Przeprowadzono modyfikację składu chemicznego ww. stopu. Bazując na własnych doświadczeniach i uwzględniając ograniczoną skłonność do paczenia się stopu przeprowadzono na skalę przemysłową obróbkę cieplną T6, która spowodowała, że granica plastyczności materiału osiągnęła 200 N/mm2 a wydłużenie całkowite 8%. W ramach projektu badano odlew strukturalny o różnej grubości ścianki i tak w/w wartości wytrzymałościowe zmierzono w obszarze, gdzie grubość ścianki wynosiła 1,9 mm. W obszarze, gdzie grubość wynosiła 1,4 mm stwierdzono bardzo dobrą jakość powierzchni. W odlewie nie stwierdzono pogorszenia odporności na korozję. Pozostałe wartości wytrzymałościowe odpowiadają standardowemu stopowi AlSi10MnMg. Więk-

16. KOMPOZYTY Symulacja numeryczna i próby praktyczne odlewania kompozytów ze stopów aluminium. Numerische Simulation und praktische Versuche zum Verbundgiessen von Aluminiumlegierungen. Numerical Simulation and Experiments of Compound Casting of Aluminium Alloys. Giesserei-Rund. 2014, Jg. 61, H. 9/10, s. 295-302. Autor: Heugenhauser S., Kaschnitz E., Langbein F i in.

17. SYSTEMY ZAPEWNIANIA JAKOŚCI, STATYSTYCZNA KONTROLA PROCESU (SPC), CERTYFIKACJA, KONTROLA JAKOŚCI, BADANIA ODBIORCZE

Odlewnictwo Współczesne

Relacja rekalescencji i skurczu w żeliwie sferoidalnym: badania odlewu przedniego wspornika silnika z wykorzystaniem analizy termicznej.

Odlew przedniego wspornika silnika z żeliwa sferoidalnego został poddany badaniom defektoskopowym. Z jednego wytopu uzyskano odlewy zarówno bez wad pochodzenia skurczowego, jak i wadliwe. Projektowanie i symulację zalewania przeprowadzano przed procesem odlewania, a rezultaty symulacji wykazały uzyskanie odlewu bez wad skurczowych. Aby zrozumieć przyczynę skurczu w żeliwie, dla 32 wytopów przeprowadzono analizę termiczną. Pokazała ona, że rekalescencja ma zasadniczy wpływ na skurcz. Użyto metod statystycznych w celu znalezienia związku pomiędzy odlewami z wadami skurczowymi, a rekalescencją. Zaobserwowano, że skurcz jest liniowo zależny od rekalescencji. Statystyczna zdolność do przewidywania skurczów z rekalescencji wyniosła 63%, przy założeniu rozkładu normalnego.

stosowane są w celu wyznaczenia absorpcji przez „każdą objętość” odlewu. W ten sposób pokazany jest odlew wirtualny w przekroju. Odlew jest „metalem”, któremu nadawane są różne kształty w procesie odlewania i może być wykonany z wielu rodzajów stopów. Przy produkcji odlewów nie mamy wprawdzie do czynienia z brakiem ciągłości metalu, to jednak jest ona ograniczona brakiem informacji o samym tworzywie. Jednakże, produkcja odlewów wolnych od nieciągłości materiału, które skracają ich żywotność, wymaga rozległej, specjalistycznej wiedzy (know-how). Tomografia komputerowa jest w tym przypadku nieocenionym narzędziem w prowadzeniu badań. W artykule tym omówiono jej zastosowanie na skalę przemysłową. Zastosowanie jej będzie zyskiwało na znaczeniu, wzrastała będzie także liczba możliwości jej zastosowania. Trudność może stanowić transformacja kryteriów z radiografii bazujących na normach ASTM do obrazów bazujących na tomografii komputerowej. Przy masowej produkcji odlewów ze stopów lekkich można oczekiwać wprowadzenia automatycznej TK stosowanej do kontroli odlewów i identyfikacji wad. Rozwój tomografii komputerowej stosowanej w badaniach odlewów będzie zależał od technicznego zawansowania i możliwości wykorzystania źródeł małych i dużych energii.

Wkład tomografii w produkcję wytwarzania odlewów.

Niezawodne zapewnienie jakości za pomocą techniki pomiarowej 3D.

Les apports de la tomographie pour la production de pieces moulees.

Verlaessliche Qualitaetssicherung 3-D-Messtechnik.

Recalescence and shrinkage relationship in ductile iron: study on front engine support casting by thermal analysis. Cast Metals Res. 2013, Vol. 26, nr 3, s. 168-175. Autor: Singh K.K., Sethy i S.K.

Fonderie 2015, nr 55, s. 35-47. Autor: Bouvet P. Tomografia komputerowa, w której wykorzystuje się promienie rentgena to jedna z metod badań nieniszczących, która została przejęta z obszaru medycyny. Przykładem może być radiografia 2D, która oparta jest na różnej absorpcji promieni rentgena jako funkcji gęstości, gdzie wykorzystuje się dużą liczbę przekrojów rejestrowanych pod różnymi kątami podczas obrotu obiektu (odlewu) i przy różnej ostrości. „Różne przekroje”

mit

Giesserei 2014, Jg. 101, H. 3, s. 8487. Autor: Lange E. Odlewnia staliwa „Bradken” w Tasco w stanie Waszyngton USA, w której wykonywane są duże odlewy, stosuje nowoczesne układy pomiarowe do kontroli jakości produkcji, co pozwala utrzymać wąskie tolerancje odlewów i ogranicza obróbkę mechaniczną. Typowy pomiar współrzędnych podczas kontroli w przypadku dużych odlewów o różnych kształtach i zróżnicowanym profilu produkcji

Odlewnictwo Współczesne

trwa długo, gdyż wymaga to częstego pozycjonowania ramienia pomiarowego. Zastosowano więc technikę pomiarową 3D, za pomocą której możliwe są pomiary kontrolne dużych skomplikowanych odlewów, a także całych grup takich odlewów. Przed wprowadzeniem określonego systemu do pomiaru 3D przeprowadzono odpowiednie studium w tym zakresie, przetestowano kilka układów z optycznymi skaneremi i ostatecznie zdecydowano się na system pomiarowy „Atos Triple Scan” firmy GOM GmbH z Braunschweig.

18. MASZYNY I URZĄDZENIA Urządzenie do brykietowania służące do prasowania wartościowych chłodziw z wiórów. Brykietowanie szlamu pochodzącego z procesu szlifowania i wiórów z procesu frezowania przynosi znaczne korzyści finansowe. Brikettieranlage presst wertvolle Kuelschmierstoffe aus Spaenen. Brikettierung von Schleifschlaemmen und Fraesspaenen ermoeglicht deutliche kosteneinsparungen. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 10, s. 5859. Autor: Scholz G. Firma Ruf Maschinenbau GmbH +Co. KG w Zaisertshofen (Niemcy) opracowała nowoczesne urządzenie do brykietowania zanieczyszczonych olejem odpadów pochodzących z procesów frezowania i szlifowania. Zastosowanie tego urządzenia pozwoliło obniżyć koszty procesu wykańczania odlewów, a sam proces jest bardziej ekologiczny. Oszczędności roczne wynoszą rzędu 30 000 euro. W urządzeniach do brykietowania RUF materiał sprasowany jest przez wywieranie dużego nacisku, a uzyskany półprodukt (brykiet) może być wykorzystany ponownie. Sprzedawany może być jako złom, za który można uzyskać większą cenę. Urządzenie do brykietowania zainstalowano w firmie GFC AntriebsSysteme produkującej różnego typu armaturę. Opisano wykorzystanie urządzenia w ww. firmie oraz korzyści z tego wynikające.

Wykonanie odlewów eksperymentalnych pod modernizację posuwu maszyny wydobywczej zgodnie z innowacyjnymi założeniami projektu FLEXTRACK. Manufacture of experimental castings to serve as parts of an innovative feed system for mining machinery in accordance with the objectives of the FLEXTRACK project. Prz.Odl. 2015, T. 65, nr 3-4, s. 104107. Autor: Żyła P., Kurdziel W., Kotulski W. Temat opracowano na podstawie realizacji projektu o nazwie "Innowacyjny system posuwu maszyny wydobywczej podnoszący efektywność wydobycia oraz bezpieczeństwo pracy w kompleksach ścianowych", o nr umowy PBS1/ B2/5/2012 dofinansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Badań Stosowanych. W celu wytworzenia innowatorskich odlewów do posuwu maszyny górniczej opracowano produkcyjny proces technologiczny podparty modelowaniem komputerowym. Zaprojektowane technologie wdrożono do wytworzenia eksperymentalnej partii odlewów prowadnika i zębatki. Przeprowadzone badania jakościowe parametrów wytypowanych odlewów próbnych zębatki i prowadnika z wybranych gatunków materiałów, potwierdziły słuszność założeń technologicznych, dobrą jakość odlewów oraz właściwy dobór technologii. Wyniki badań potwierdziły także możliwość wprowadzenia tej technologii do produkcji seryjnej pełnowartościowych odlewów. Bezpieczeństwo i sterylność (czystość) procesu produkcji odlewów do pomp próżniowych. Prozesssichere Sauberkeit fuer Gussteile von Vakuumpumpen. Giesserei 2013, Jg. 100, H. 12, s. 8081. Autor: Schulz D. Firma „Pfeiffer Vacuum” w Asslar (Francja) w swoim zakładzie produk-

Odlewnictwo Współczesne

cyjnym w Annecy produkuje podzespoły systemów do wytwarzania, pomiarów i analizy jakości próżni. Podzespoły takie muszą odpowiadać najwyższym standardom czystości. W zakładzie tym zainstalowano wydajny wodny system oczyszczania firmy Duerr Ecoclean GmbH (Niemcy). Duża czystość elementów do pomp próżniowych jest niezbędna, gdyż wszelkie zanieczyszczenia mogą powodować nieszczelność. W artykule opisano pokrótce system wodny do oczyszczania elementów do pomp próżniowych, w jednym takim agregacie można czyścić „wsad” o gabarytach:1 000 mm x 800 mm x 700 mm. Omówiono niektóre dane techniczne i konstrukcyjne urządzenia, jak również jego eksploatację. W firmie Pfeiffer Vacuum zainstalowano 2 takie agregaty. Nowoczesne technologie odpylania na przykładzie oczyszczania gazów z przetopu aluminium. Modern technologies of dedusting as exemplified by treatment of gases from aluminium melting. Prz.Odl. 2015, T. 65, nr 3-4, s. 112113. Przemysł ciężki, w tym metalurgia i odlewnictwo rzadko postrzegane są jako sektory ekologiczne. Dzieje się tak z uwagi na zachodzące w nich procesy technologiczne, którym towarzyszą zanieczyszczenia, takie jak dym i szkodliwe dla środowiska gazy. Okazuje się jednak, że dzięki nowatorskim technologiom, zagrożenia związane z wysokim zapyleniem w hutach i odlewniach, można skutecznie likwidować do śladowych ilości. Firma INSTAL-FILTER SA z Kościana udowadnia jak skuteczne i wydajne potrafią być najnowsze jej instalacje czyli: instalacja odpylania pieców komorowych do topienia aluminium oraz instalacja pieców odstojowych.

19. HISTORIA ODLEWNICTWA I ODLEWY ARTYSTYCZNE Metodyka badawczo-konserwatorska zabytków pochodzenia archeologicznego ze stopów miedzi.

Research-conservation methodology of archaeological monuments made of copper alloys. Prz.Odl. 2015, T. 65, nr 1-2, s. 18-23. Autor: Garbacz-Klempka A., Legoń K., Dyga A. Zabytki metalowe zajmują ważną pozycję w badaniach historii kultury materialnej. Stanowią przedmiot analiz pod względem stylistycznym i technologicznym, przy wykorzystaniu wiedzy specjalistów różnych dziedzin i nowoczesnych nieniszczących technik badawczych. Badania zabytków wymagają specjalnego postępowania, zgodnego z zasadami ich zachowania i ochrony, dlatego też zalecane jest stosowanie metod nieniszczących i nieinwazyjnych. Celem pracy jest opis metodyki postępowania prowadzonego w czasie konserwacji zabytków metalowych pochodzenia archeologicznego. Podkreślono znaczenie nieniszczących metod badawczych, jak spektrometria fluorescencji rentgenowskiej czy mikroskopia optyczna. Badania makro- i mikroskopowe umożliwiają ocenę stanu zachowania zabytków, rodzaju nawarstwień korozyjnych, są także pomocne przy analizie typologicznej ozdób archeologicznych i techniki wykonania. Przy udziale metody spektrometrii fluorescencji rentgenowskiej dokonuje się analizy składu chemicznego stopu i określenia przybliżonych właściwości technologicznych. Na podstawie tych informacji dokonuje się przygotowania programu konserwatorskiego, który obejmuje m.in. usunięcie produktów korozji, ustabilizowanie procesów korozyjnych, wzmocnienie struktury zabytku metalowego oraz zabezpieczenie przed dalszymi procesami destrukcji. Tak przygotowane zabytki mogą być przeznaczone do ekspozycji muzealnej, przy zachowaniu specjalnych warunków wilgotności i temperatury powietrza. Pośrednim celem jest przedstawienie metodyki badań i konserwacji wybranych zabytków metalowych ze zbiorów Muzeum Archeologicznego w Krakowie jako swoistego poligonu badawczego oraz zaprezentowanie praktyk w zakresie prowadzonych tu

Odlewnictwo Współczesne

interdyscyplinarnych badań terenowych i naukowych. Żeliwo stopowe. (część 46). Legiertes Gusseisen. (46 Folge). Giesserei 2014, Jg. 101, H. 2, s. 3839. Autor: Roehrig K. W formie krótkiego zestawienia literatury opisano historię i rozwój metod wytwarzania różnych gatunków żeliwa stopowego, które w pierwszym etapie bazowały na doświadczeniu i wyczuciu technologów. Nie tak, jak ma to miejsce dzisiaj, gdy w celu wytworzenia żeliwa stopowego stosuje się opracowane już metody i dodaje się ściśle określone ilości pierwiastków. Zwrócono uwagę na to, że badania dotyczące gatunków żeliwa stopowego prowadzone są na szeroką skalę głównie przez producentów i dostawców stopów i pierwiastków stopowych (np. Union Carbide, Mond Nickiel {INCO (Nickel)} i Climax Molybdenum). Wymagania, co do właściwości różnych gatunków żeliwa stopowego stale rosną. W latach 30. ubiegłego stulecia opracowano podstawy dotyczące wytwarzania różnych gatunków żeliwa stopowego. W artykule zacytowano kilka pozycji literatury z lat 40. i 70. ubiegłego wieku dotyczącej żeliwa, w tym żeliwa stopowego.

Opracowanie: Aleksander Welkens, Joanna Dziaduś-Rudnicka. 46

Ekspresowa informacja naukowo-techniczna z wybranych czasopism TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER

WYBRANE ARTYKUŁY AUTORZY

TYTUŁ ARTYKUŁU

Foundry Trade Journal International Vol. 188, No 3720, December 2014

N. Richardson i in.

Dlaczego przy produkcji odlewów ze stopów żelaza potrzebny jest pył węglowy ? Why iron castings need sea coal?

Modern casting 3/2015 A. Jacobson

I. Ohnaka i in.

Metal Casting Design & Purchasing Vol. 17, Nr. 2, March/April 2015

raport załogi MCDP

S. Wetzel

Najlepsze praktyki kontroli masy klasycznej Green sand control best practices

Progres w temacie aluminium Advancing aluminium?” – raport zespołu MC

Przyglądnijmy się licznym stopom miedzi Looking at copper’s many alloys

8 czynników wpływających na czas dostawy 8 factors affecting lead time

Odlewnictwo Współczesne

TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER

WYBRANE ARTYKUŁY AUTORZY

Die Casting Engineer March 2015, Vol. 59, No. 2 M. Gagné

TYTUŁ ARTYKUŁU

Zasoby online dla projektowania odlewania ciśnieniowego cynku Online resources for zinc die casting design

F. E. Goodwin

International JOurnal of Metalcasting Vol. 9, Issue 2, 2015

R. Winter

Zrozumienie wpływu obróbki i starzenia na właściwości mechaniczne stopu cynku ZA-8 Understanding processing and aging influences on mechanical properties of zinc alloy ZA-8

EZAC – odpowiedź na wyzwania odlewania ciśnieniowego cynku EZAC – a solution to zinc die casting challenges

D. Li, C. Sloss

S. N. Lekakh

Obróbka cieplna żaroodpornych odlewniczych stopów żelaza Heat treatment of heat-resistant ferrous cast alloys

Wysoko wytrzymałe żeliwo sferoidalne wytworzone z zastosowaniem zaprojektowanego procesu chłodzenia: koncepcja procesu High strength ductile iron produced by engineered cooling: process concept

Zjawisko gotowania wody chłodzącej w kanałach formy trwałej Fu-Yuan Hsu i in.

Boiling phenomena of cooling water in the permanent mold

Odlewnictwo Współczesne

TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER International JOurnal of Metalcasting Vol. 9, Issue 2, 2015

WYBRANE ARTYKUŁY AUTORZY

J. Sedlák i in.

R. Helenius, O. Lohne

A. Jaffarnia, R. Ghomashchi

R. Gundlach i in.

Giessereiforschung InternaTIONAL fOUNDRY rESEARCH 1/2015

M. Lampic i in.

U. Richter i in.

TYTUŁ ARTYKUŁU

Kwestie obróbki ubytkowej stopów tytanu Machining issues of titanium alloys

Transfer ciepła do ścianki kokili podczas wysokociśnieniowego odlewania dla dwóch stopów aluminium – część 1 Heat transfer to the die wall during high pressure die casting of two aluminum alloys, part 1

Intermetaliki AlTiSi: morfologia i jej rola w blokowaniu się dyszy w odlewaniu półciągłym AlTiSi intermetallics: morphology and its role on nozzle blockage during semi-continuous casting

Wpływ manganu i siarki na właściwości żeliwa: część 3 – badania i analiza Influence of Mn and S on the properties of cast iron part 3 – testing and analysis

Nowy sposób podejścia naukowego do żeliwa wermikularnego (z grafitem zwartym) według normy DIN EN 16079 – część 2 A novel scientific approach to vermicular (compacted graphite) cast iron as per DIN EN 16079 – part 2.

Wykrywanie porowatości w odlewach wysokociśnieniowych – część 1 Porosity detection in high pressure die castings – part 1

D. Brach i in.

Pomiary wykonywane w celu przedłużenia okresu trwałości form do otrzymywania wlewków Measures to extend lifetime of ingot casting molds

Odlewnictwo Współczesne

TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER

International journal of cast metals research Vol. 28, 1/2015

WYBRANE ARTYKUŁY AUTORZY

N. Akhtar i in.

TYTUŁ ARTYKUŁU

Topienie i odlewanie stopów aluminium zawierających lit Melting and casting of lithium containing aluminium alloys

Wpływ kształtu nadlewu na makrosegregację w odlewie S.L. Zhang i in.

M. Vlasceanu i in.

A. Samiee, M. Meratian

Y. Gan i in.

H. M. Lus i in.

Influence of riser design on macrosegregation in static castings

Wpływ Al-5Ti-1B na rozdrobnienie ziarna, dendrytyczną i porowatość stopu magnezu AZ91E

spójność

Effect of Al-5Ti-1B on grain refinement, dendrite coherency and porosity of AZ91E magnesium alloy

Wpływ zawartości tlenku aluminium na przeróbkę plastyczną na gorąco kompozytu o osnowie aluminium – tlenek aluminium Influence of alumina percentage on hot deformation of aluminium ‒ alumina matrix compsite

Wpływ szybkości chłodzenia na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne stopu Al-Cu-Mg prasowanego w stanie ciekłym Effect of cooling rate on microstructure and mechanical properties of squeeze cast Al-Cu-Mg alloy

Właściwości ścierne kompozytu prasowanego w stanie ciekłym

situ

Mg2¬Si-A380

Wear properties of squeeze cast in situ Mg2¬Si-A380 alloy

Casting Plant and Technology 1/2015

S. Riker i in.

M. Colditz i in.

Rekonstruowanie głowic cylindrów dla legend Porsche Reconstructing cylinder heads for Porsche legends

Czy optymalizacja produkcji tarcz hamulcowych jest możliwa? Brake disc production – is optimalization possible?

Odlewnictwo Współczesne

TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER

WYBRANE ARTYKUŁY AUTORZY

CHINA FOUNDRY Vol. 12, 1/2015 Jian-chong Li i in.

Z. Jia i in.

Y. Hu i in.

C. Zhang i in.

Ding-shan Lu i in.

A. S. Benam

TYTUŁ ARTYKUŁU

Wpływ boru na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne wlewków Ti-44Al-6Nb Effect of boron on microstructure and mechanical properties of cast Ti-44Al-6Nb ingots

Wpływ obróbki ultradźwiękami ciekłego stopu Mg-6Zn-1Ca na odgazowanie Effect of ultrasonic melt treatment on degassing of Mg6Zn-1Ca alloy

Wpływ izotermicznej obróbki cieplnej na mikrostrukturę stopu magnezu AZ91D zawierającego gadolin (Gd) odlewanego w stanie semi-solid Effect of isothermal heat treatment on semi-solid microstructure of AZ91D magnesium alloy containing rare earth Gd

Wpływ szybkości chłodzenia i wymuszonej konwekcji na strukturę nierdzewnej stali 2205 typu duplex w stanie surowym Effect of cooling rate and forced convection on as-cast structure of 2205 duplex stainless steel

Wpływ zawartości węgla na odporność na zużycie i mechanizm zużycia staliwa Mn13Cr2 oraz Mn18Cr2 Influence of carbon content on wear resistance and wear mechanism of Mn13Cr2 and Mn18Cr2 cast steels

Wpływ pierwiastków stopowych na właściwości i proces wytwarzania żeliwa ADI: przegląd Effect of alloying elements on ADI properties and its process: Reviwe

Odlewnictwo Współczesne

TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER

WYBRANE ARTYKUŁY AUTORZY

TYTUŁ ARTYKUŁU

slevarenstvi 3-4/2015 R. Martinák

J. Šenberger i in.

Kinetyka zaniku modyfikatora Kinetics of fading inoculant effect

Kinetyka reakcji zachodzących w trakcie zadawania próżni w indukcyjnym piecu próżniowym, część 2 – kinetyka odwęglania stali Contribution to the kinetics of reactions ongoing during vacuuming in a vacuum induction furnace, part 2 – kinetics of steel decarburization

Inżynieria materiałowa 2/2015

D. Kopyciński i in.

Oddziaływanie warstwy wierzchniej odlewu z żeliwa sferoidalnego na wzrost powłoki cynkowej podczas metalizacji zanurzeniowej

Opracowanie: Adam Bitka

Wydarzenia

Spotkania Wizyta Pani Elżbiety Koterby, Zastępcy Prezydenta ds. Rozwoju Krakowa, w Instytucie Odlewnictwa W dniu 28 sierpnia 2015 roku, na zaproszenie Dyrektora Instytutu Odlewnictwa, Pana Prof. dr. hab. inż. Jerzego J. Sobczaka, w siedzibie jednostki gościła Pani Elżbieta Koterba Zastępca Prezydenta Miasta Krakowa ds. Rozwoju. W trakcie spotkania przedstawiono strukturę organizacyjną Instytutu oraz najważniejsze kierunki prowadzonych badań naukowych i prac rozwojowych. Podczas wizyty omówiono także zagadnienia związane z udziałem Instytutu w projekcie dedykowanym zagospodarowaniu wnęk Bulwarów Wiślanych odlewami artystycznymi nawiązującymi do historii Stołecznego Królewskiego Miasta Krakowa oraz Polski. Po krótkim zwiedzeniu Instytutu kończącym wizytę, prof. J.J. Sobczak poinformował Panią Prezydent o przygotowaniach do uroczystych obchodów Jubileuszu 70-lecia Instytutu Odlewnictwa w Teatrze im. J. Słowackiego w Krakowie w 2016 roku.

Dr inż. Dorota Wilk-Kołodziejczyk - TOP 500 Innovators Science Management Commercialization Miło nam poinformować, że dr inż. Dorota Wilk-Kołodziejczyk z Instytutu Odlewnictwa wzięła udział w dwumiesięcznym programie stażowo-szkoleniowym na Uniwersytecie Stanford, USA - jednej z najlepszych uczelni świata z rankingu szanghajskiego (Academic Ranking of World Universities) - w ramach Programu TOP 500 Innovators Science Management Commercialization. Wspomniany Program, w całości finansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkol-

Odlewnictwo Współczesne

nictwa Wyższego ze środków Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki, ma na celu podniesienie kwalifikacji naukowców w zakresie współpracy z gospodarką, zarządzania badaniami naukowymi oraz komercjalizacji ich wyników.

Konferencje II Konferencja „Odlewnictwo. Technologia – Praktyka – Ekologia” 7‒9 października 2015 r. Zakopane W dniach 7‒9 poździernika 2015 roku w Zakopanym odbyła się II Konferencja „Odlewnictwo. Technologia - Praktyka Ekologia" zorganizowana przez Instytut Odlewnictwa. Tematyka konferencji obejmowała: -- stopy odlewnicze specjalnego przeznaczenia -- niekonwencjonalne metody topienia i odlewania -- ekonomiczne i ekologiczne aspekty produkcji -- gospodarka materiałami odpadowymi. Nad przebiegiem merytorycznym konferencji czuwał Komitet Naukowy w skład, którego weszli: -- prof. dr hab. inż. Edward Guzik -- prof. dr hab. Mariusz Holtzer

-- prof. dr hab. inż. Jerzy Pacyna -- prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak. Konferencję podzielono na dwie sesje, podczas których przedstawiono 10 referatów. 7 marca odbyła się sesja pierwsza, której przewodniczyli prof. dr hab. Mariusz Holtzer oraz dr inż. Edward Pieczora. Sesję otworzył zastępca dyrektora Instytutu Odlewnictwa dr inż. Józef Turzyński, który serdecznie powitał uczestników konferencji oraz przedstawił, rozpoczynający pierwszą sesję, referat pt. Nowoczesne kierunki zastosowania technologii zagęszczania izostatycznego. Podczas tej sesji wygłoszono następujące referaty: 1. Nowoczesne kierunki zastosowania technologii zagęszczania izostatycznego (Instytut Odlewnictwa) 2. Nowe staliwo ledeburytyczne o osnowie umacnianej wydzieleniowo (AGH ‒ Akademia Górniczo-Hutnicza) 3. Zasobowo-Procesowy Rachunek Kosztów (ZPRK/RCA) – istota i zastosowania w branży odlewniczej (ABC Akademia sp. z o.o.) 4. Oddziaływanie masy formierskiej ze stopem odlewniczym – wybrane aspekty (AGH - Akademia Górniczo-Hutnicza) 5. Wpływ dodatku zwilżającego osnowę kwarcową na parametry suszonych mas formierskich ze spoiwami nieorganicznymi (Politechnika Wrocławska) 6. Możliwości dofinansowania współpracy nauka-przemysł (Instytut Odlewnictwa) Przed drugą sesją, która odbyła się 9 października uczestnicy konferencji wzięli udział w krajoznawczo-turystycznej wycieczce do „Morskiego Oka”. Drugiej sesji przewodniczyli prof. dr hab. inż. Jerzy Pacyna oraz dr hab. inż. Zenon Pirowski, prof. IOd. Wygłoszono następujące referaty: 1. Ocena wpływu wybranych parametrów odlewania ciśnieniowego na strukturę siluminu AlSi9Cu3 (Politechnika Wrocławska)

Odlewnictwo Współczesne

2. Zużycie tribologiczne wybranych stopów odlewniczych przeznaczonych na innowacyjne elementy posuwu kombajnu ścianowego (Instytut Odlewnictwa, Przemysłowy Instytut Maszyn Górniczych, PIO Specodlew sp. z o.o., Instytut Techniki Górniczej KOMAG) 3. Występowanie nieciągłości wewnętrznych w odlewach ze stopu H282 (Instytut Odlewnictwa, Energy Industries of Ohio) 4. Zużycie tribologiczne staliwa L200HNM (Instytut Odlewnictwa) Konferencja zaowocowała wieloma dyskusjami dotyczącymi tematyki przedstawianych referatów oraz problemów związanych z procesem wytwarzania odlewów. Na zakończenie konferencji padło wiele podziękowań pod adresem organizatorów, wszystkich uczestników, prelegentów, autorów referatów oraz sponsorów.

Publikacje

Wydawnictwa: Praca zbiorowa pod red. Jerzego J. Sobczaka: FORECASTS AND DEVELOPMENT TRENDS IN GLOBAL AND NATIONAL FOUNDRY INDUSTRY, Instytut Odlewnictwa, Kraków 2015 The proposed publication is the fifth one in a series presenting the situation of the global and domestic foundry industry. As an introductory note, various pieces of information have been collected about the global and European casting market in 2012. The outlined picture shows that, as in previous years, in the ranking of world‘s major manufacturers of castings, the leading positions are occupied by China (42%), USA (13%) and India (9%). The production of Polish foundry industry is invariably at the level of 1% of the global production of castings. Among the European manufacturers of castings, Germany is the leader (24%), while Poland is in the eighth place (5%). Further part of the publication gives (based on a report of the AFS - American Foundry Society) the casISBN 978-83-941558-1-0 ting sales forecast by 2022 with breakdown into the cast metal grades and symbols of NAICS code, including forecasted changes in the U.S. foundry industry. Information about the situation of the casting market in Poland in 2012 (organization status, ownership structure, the production capacity of domestic foundries, the structure of casting production from ferrous metal alloys, i.e. gray and alloy iron, ductile iron, malleable iron, cast steel, and non-ferrous metals, the technologies used, the consumption rate of charge materials, exports, the structure of production, the employment and productivity in foundries, and the financial situation of foundry industry) was presented based on the results of statistical surveys conducted by the Foundry Research Institute in Krakow at the request of the Ministry of Economy. The study also gives the estimates of the production of castings in 2013 and forecasts for the development of the national foundry industry in 2014.

Daniel Szymonik: JAK SKUTECZNIE OPRACOWAĆ APLIKACJĘ O DOFINANSOWANIE PROJEKTU? Studium na przykładzie projektów badawczo-rozwojowych oraz innowacyjnych realizowanych przez jednostki naukowe w obszarze nauk technicznych i inżynieryjnych, Instytut Odlewnictwa, Kraków 2015

ISBN 978-83-941558-2-7

"[...] Niniejsza publikacja w sposób przejrzysty i przystępny przybliża Czytelnikowi zagadnienia dotyczące aplikowania o wsparcie projektów B+R. Tematyka ta będzie interesująca zarówno dla doświadczonych praktyków, jak i dla wszystkich, którzy dopiero zaczynają swoją przygodę z projektami. Dużą zaletą monografii jest syntetyczne omówienie najważniejszych zagadnień z zakresu poprawnych technik opisowych, budżetowania zadań projektu, tworzenia jego harmonogramu, jak również ciekawe wprowadzenie w świat podstawowych pojęć z zakresu finansów publicznych, zasad finansowania nauki, terminologii dotyczącej innowacyjności i gotowości startowej technologii, typologii badań naukowych etc. Szczególnie interesujace będą także fragmenty dotyczące kondycji sektora badań naukowych w Polsce. [...]". Fragment recenzji prof. dr hab. inż. Pawła Zięby

Jerzy J. Sobczak: MISTRZ LEONARDO DA VINCI. INŻYNIER RENESANSU, Instytut Odlewnictwa, Kraków 2015 "To wyjątkowa praca łącząca elementy głębokiego humanizmu z wiedzą inżynierską. Wprowadza Czytelnika w świat odległy, a zarazem tak bliski, dzięki współczesnym możliwościom tworzenia modeli i symulacji procesów i urządzeń". Z recenzji prof. dr. hab. inż. Pawła Zięby ISBN 978-83-941558-3-4