G ü nt e r R i e n a s s

Roční přehledy Annual overviews

Odlitky z lehkých neželezných kovů odlévané do pískových a do kovových forem 2. část: odlitky ze slitin hořčíku Günter Rienass

RO ČN Í PŘ EH L EDY

Př e h l e d y Švábská zemská hala ve Fellbachu nabídla 25. a 26. dubna 2013 dostatek místa pro celkem tři přednášková fóra (lité materiály, výrobní technika / ochrana životního prostředí a Newcast-Forum) a pro prezentaci kolem 50 firem, které návštěvníkům Německých slévárenských dnů 2013 nabídly své nejnovější produkty a postupy. Pozvání VDG, BDG a FVG do Fellbachu využilo více než 600 účastníků. Ve speciální řadě odborných přednášek byly představeny aktuální trendy vývoje v konstrukci litých součástí a jejich praktickém použití ve výrobě automobilů, ve strojírenství a ve výrobě zařízení. Referuje se o nich v odkazu [1]. Prof. Dr. Ing. Martin Fehlbier v něm podává aktuální přehled o nejnovějších aktivitách nového Institutu slévárenství při univerzitě v Kasselu. Slévárenské kolokvium v Aalenu 15. a 16. května 2013 [2] mělo s 270 účastníky opět dobrou návštěvnost. Jejich počet znovu překonal počet z předchozího roku. V první přednášce podal Dr. Raimund Rosch přehled o instituci Center of Excellence für Aluminium- und Magnesiumgiessen (Centrum vynikající jakosti pro odlévání hliníku a hořčíku) koncernu Volkswagen. B. Eng. Marcel Becker představil v závěru litou součást ze slitiny Mg pro demonstraci struktury, která byla vyrobena injektáží plynu strojem na tlakové lití s teplou komorou. Výstava Euroguss slavila 10. výročí [3], [4]. Od 14. do 16. ledna 2014 se na ní znovu setkali slevači tlakových odlitků. Německá výroba odlitků z neželezných kovů [5] poklesla v prvním pololetí 2013 o dobrých 8 %. Storna hlavně ze strany

118

subdodavatelů výroby vozidel byla značně rozmanitá a následovala za sebou v krátkých termínech. Výrobci hořčíkových odlitků hlásili objednávky o objemu přes 9 000 t, tzn. o 7 % méně. Firma Georg-Fischer Automotive, Schaffhausen, Švýcarsko, [6], [7], [8] získává druhým rokem za sebou cenu za konstrukci udělovanou asociací IMA (International Magnesium Association). Vítězem je odlitek modulu rozvodu oleje pro Porsche Panamera (obr. 1) vyrobený z hořčíku v rakouské slévárně automobilových odlitků firmy Georg Fischer v Altenmarktu. Modul rozvodu oleje je lehčí asi o 1 kg než referenční odlitek z hliníku. V říjnu 2013 [9] se setkali systémoví dodavatelé, mezinárodní experti a zástupci subdodavatelů (OEM – Original Equipment Manufacturer) na konferenci Evropské výzkumné společnosti pro hořčík (EFM) v Aalen. Firma DGS Druckguss Systeme AG [10] se sídlem ve švýcarském St. Gallen rozšiřuje své výrobní kapacity v Číně. Firma KSM Castings [11], přední dodavatel výrobků z lehkých neželezných kovů, zřizuje závod v Shelby, Severní Karolína, USA. Firma KSM si od trvalého trendu poptávky po produktech šetrných ke zdrojům slibuje rostoucí poptávku po svých hořčíkových a hliníkových odlitcích. Závod v Shelby zahájil výrobu na počátku roku 2014. Firma Magnesiumdruckgusswerk Power-Cast Zitzmann GmbH & Co. KG [12] byla jako jedna z prvních sléváren tlakových hořčíkových odlitků vyznamenána certifikátem pro řízení energie podle DIN EN ISO 5000 1. V odkazu [13] je představeno kompetenční centrum uskupení Power-Cast Zitzmann, Stockheim. Odlitky se vyrábí jak na strojích s teplou, tak se studenou komorou. S l i t i ny S. DiCecco, W. Altendorf a H. Hu [14] hodnotili metodou konečných prvků (FEM) vlastnosti hořčíkové slitiny AM60 pro zkoušky tahem a rázem. Výraznější využívání hořčíku snižuje globální emise. To je důvodem, proč dopravní průmysl zaznamenává ve vozidlech stálý růst podílu hořčíkových součástí. Tento trend se potvrdil i v experimentální dokumentaci a v četných kombinacích slitin a odlitků. Nyní se realizovala práce vztahující se na vývoj numerických materiálových modelů pro simulaci vlastností vozidel při nárazu. L. Wu aj. [15] referují o výzkumu sekundárních fází hořčíkové slitiny AZ31 v li-

S l é vá re ns t v í . L X I V . b ř eze n – d u b e n 2016 . 3 – 4

tém stavu s různým obsahem stroncia. Účinky únavy při nízkých cyklech zatížení slitiny Mg-Al-Mn-Ce zjišťoval W. Wei aj. [16]. Z. M. Li aj. [17] referují o vlivu meze únavy při kmitavém napětí nové hořčíkové slitiny. Autoři uvádějí výrazné zlepšení dlouhodobé únavy hořčíkové slitiny NZ30K-T6 (Mg3Nd0,2Zn0,45Zr) ve srovnání s komerční slitinou AZ91-T6 (Mg9Al1Zn). Zkušební vzorky byly odebrány při teplotě okolí z bloků automobilového motoru V6 odlitých nízkotlakým litím do pískové formy a ohřáty na teplotu 150 °C. Únavová pevnost při teplotě okolí slitiny NZ30K-T6 je při 107 cyklech cca 90 MPa, ve srovnání s AZ91-T6 je to o přibližně 38 % více. Předslitinu TEXAS (MgSnNdCaAlSi) pro legování hořčíkové slitiny představili B. Wiese aj. [18]. Vliv zjemnění zrna slitin hořčíku předslitinou MgZr zkoušeli M. Sun aj. [19]. J. A. Taylor aj. [20] podávají přehled současného výzkumu, teoretických novinek a jejich aplikace na téma „Zjemnění zrna hořčíkových slitin“. Dokument vychází z práce „Grain Refinement von Magnesiumlegierungen“ (Zjemnění zrna hořčíkových slitin) z roku 2005. Ověřuje se výzkum zjemňování zrna hořčíkových slitin se zaměřením na teoretické a analytické metody, které se od té doby uskutečnily. Ohlédnutí za historií technologie zjemňování zrna hořčíkových slitin předkládají P. Cao aj. [21]. Aby se docílilo nejlepších a nejstabilnějších mechanických vlastností a optimální korozivzdornosti slitin hořčíku, je při lití důležité řízení velikosti zrna. M. Rakita, Q. Han a Z. Liu [22] považují změnu tažnosti za kritérium pro předpověď vzniku trhlin v hořčíkové slitině AZ91. Výsledky zkoušek sklonu k trhlinám tlakově litých slitin hořčíku publikovali K. P. Tucan aj. [23]. V Rakouském slévárenském institutu v Leobenu byl na objednávku Audi AG, Ingolstadt, navržen a vyroben nástroj tlakového lití určený ke zkouškám náchylnosti hořčíkových slitin ke vzniku trhlin. Po s t u py l i t í M. Stopyra, R. Jarosz a A. Kielbus [24] odlévali hořčíkovou slitinu Elekton 21 do pískové formy a předložili zkoušky na odlitcích. Zjišťovali vady odlitků, mikrostrukturu a tvrdost a byly provedeny také vizuální a radiologické zkoušky. Dvě posledně zmíněné zkoušky ukázaly nekovové vměstky a pórovitost. Mezi tvrdostí a tloušťkou, velikostí zrna a obje-