odlewnictwo współczesne polska i świat

Transkrypt

odlewnictwo współczesne polska i świat
ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE
POLSKA I ŚWIAT
MODERN FOUNDRY
POLAND AND THE WORLD
1/2010
ISSN 1898-7257
Ocena możliwości wykorzystania techniki
szybkiego prototypowania w odlewnictwie oraz opracowanie założeń i wykonanie serii modeli i odlewów artystycznych
1
Wstrząśnięci do głębi ogromem tragedii,
która niespodziewanie pozbawiła życia
Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej
Pana Lecha Kaczyńskiego
i Jego Małżonkę Marię
oraz towarzyszące Im Osoby w imieniu
całego polskiego środowiska odlewniczego
reprezentowanego przez
Instytut Odlewnictwa w Krakowie,
Stowarzyszenie Techniczne Odlewników
Polskich
Odlewniczą Izbę Gospodarczą oraz
Wydział Odlewnictwa Akademii
Górniczo-Hutniczej
składamy z głębi serca płynące wyrazy
współczucia
Rodzinom tragicznie Zmarłych
pozostawiając Ich w wiecznej
nieodżałowanej pamięci.
Jerzy Józef Sobczak – Dyrektor Instytutu Odlewnictwa w Krakowie
Józef Szczepan Suchy – Dziekan Wydziału Odlewnictwa
Maciej Asłanowicz – Prezes Stowarzyszenia Technicznego Odlewników Polskich
Andrzej Ryba – Prezes Odlewniczej Izby Gospodarczej
Kwartalnik naukowo-techniczny
Rocznik 3, nr 1/2010
BADANIA I STUDIA
STUDIES AND RESEARCH
Jacek Krokosz, Stanisław Młodnicki, Andrzej
Gil, Aleksander Karwiński, Rafał Pabiś, Ryszard
Ćwiklak: Ocena możliwości wykorzystania techniki szybkiego prototypowania w odlewnictwie
oraz opracowanie założeń i wykonanie serii
modeli i odlewów artystycznych................. 3
Jacek Krokosz, Stanisław Młodnicki, Andrzej
Gil, Aleksander Karwiński, Rafał Pabiś, Ryszard
Ćwiklak: An assessment of the possibilities to
use the rapid prototyping technique in foundry
industry with development of guidelines
and making a series of patterns and art
castings................................................. 3
INFORMACJA
NA
SCIENTIFIC
INFORMATION
NAUKOWO-TECHNICZ-
AND
TECHNICAL
Wybór informacji z czasopism naukowo-technicznych............................................... 14
A choice of information from the scientific and
technical journals................................... 14
SZKOLENIA – KONFERENCJE – SEMINARIA – SPOTKANIA
TRAINING
–
CONFERENCES
SEMINARS – MEETINGS
Zebranie Plenarne Komitetu Nauki o Materiałach Polskiej Akademii Nauk.................... 37
Plenary Meeting of the Committee on Materials Science of the Polish Academy of Sciences........................................................ 37
Spotkanie Członków Zarządu European Investment Casters‘ Federation........................ 37
–
Meeting of Board Members of the European Investment Casters‘ Federation................... 37
Sympozjum nr 2 - Pancermet.................. 38
Symposium No. 2 - Pancermet................. 38
Z HISTORII ODLEWNICTWA
FROM THE HISTORY OF FOUNDING
Jacek Krokosz, Rafał Pabiś, Mieczysław
Kowalski: Badania składu chemicznego dzwonów w kościele parafialnym pod wezwaniem
Św. Jana Chrzciciela w Dobczycach........... 40
Jacek Krokosz, Rafał Pabiś, Mieczysław Kowalski: Chemical analysis of bells in St. John the
Baptist Parish Church at Dobczyce........... 40
PUBLIKACJE
PUBLICATIONS
Wydawnictwa........................................ 47
Publications.......................................... 47
Zapowiedzi wydawnicze.......................... 47
Publishing announcements...................... 47
1
Wydawca:
INSTYTUT ODLEWNICTWA
w Krakowie
REDAKTOR NACZELNY:
Andrzej BALIŃSKI
ZESPÓŁ REDAKCYJNY:
Jerzy J. SOBCZAK, Jerzy TYBULCZUK, Joanna MADEJ, Marta KONIECZNA,
Patrycja RUMIŃSKA
RADA PROGRAMOWA:
Zbigniew RONDUDA (Przewodniczący), Mariusz HOLTZER (Z-ca Przewodniczącego),
Tadeusz BOGACZ, Józef DAŃKO, Zbigniew GÓRNY, Adam TABOR,
Andrzej JOPKIEWICZ, Janusz MIKLASZEWSKI, Mariusz URBANOWICZ
ADRES REDAKCJI:
„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: [email protected]
WSZELKIE PRAWA ZASTRZEŻONE
Żadna część czasopisma nie może być powielana
czy rozpowszechniana bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.
Printed in Poland
ISSN 1898-7257
2
Badania i studia
Ocena możliwości wykorzystania techniki szybkiego prototypowania w odlewnictwie oraz opracowanie założeń i wykonanie serii modeli i odlewów artystycznych
Jacek Krokosz*, Stanisław Młodnicki*, Andrzej Gil*, Aleksander
Karwiński*, Rafał Pabiś*, Ryszard Ćwiklak*
*Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
1. Wybór wzorów serii płaskorzeźb
i obiektów muzealnych oraz wykonanie projektów graficznych
Opracowano założenia do technologii
wykonywania odlewów: w pierwszym przypadku z zastosowaniem technik szybkiego prototypowania, w drugim specjalnych
odlewów charakteryzujących się skomplikowanym kształtem, doskonałą jakością
odwzorowania modelu oraz tworzywem
metalowym (stopy metali reaktywnych).
W przypadku wykonywania jednostkowych odlewów zarówno przy zastosowaniu technik szybkiego prototypowania,
jak i technologii specjalnych opracowanie
technologii wytwarzania wymaga indywidualnego podejścia do każdego przypadku. Każdorazowo należy określić także
podstawowe parametry technologiczne.
Tylko indywidulne podejście do opracowania optymalnego wariantu technologicznego zapewnia uzyskanie założonych właściwości odlewu.
Celem wykonania projektów graficznych obiektów muzealnych dokonano
wstępnego wyboru następujących elementów przedstawionych na rysunkach 1-5.
Rys. 1. Herb umieszczony na biurku I Prezydenta Miasta Podgórza i projekt graficzny
(własność Muzeum Pogórza)
Celem prowadzonych badań było określenie przydatności materiałów głównie dla
odlewnictwa artystycznego, wykazanie zalet metod RP i, w przypadku pozytywnych
wyników, opracowanie metodyki badań dla
przyszłych opracowań technologicznych.
Rys. 2. Głowa - „rzygacz” rynnowy, oryginał
i projekt graficzny (własność Muzeum PTTK
w Dobczycach)
3
Odlewnictwo Współczesne
Rys. 6. Perseusz z głową Meduzy (odlew)
i projekt graficzny
Do dalszych prób wybrano Herb
(rys. 1) i figurkę Perseusza (rys. 6).
Rys. 3. Medal Galicyjskiego Towarzystwa
Gospodarczego, na odlewie widoczne markery
po skanowaniu 3D
2. Skanowanie 3D modeli płaskorzeźb i modeli muzealnych
Prace prowadzone w roku 2008,
a w szczególności zorganizowane w dniu
18 listopada seminarium pod tytułem „Wirtualne Muzeum” pozwoliło na nawiązanie
kontaktów z przedstawicielami muzeów.
Wynikiem tego było zaproszenie Instytutu do wzięcia udziału w realizacji tematu
finansowanego przez Urząd Miasta Krakowa pt. „Droga Królewska dla niewidomych
i niedowidzących”. Jeden z przedstawicieli Muzeum Historycznego Miasta Krakowa
zaproponował, aby w miejsce długotrwałej i uciążliwej pracy nad budową makiet
zastosować skanowanie 3D już istniejących makiet. Propozycję wykorzystano co
przedstawiają rysunki 7−9.
Rys. 4. Mury obronne z Barbakanem, makieta
i projekt graficzny
Rys. 7. Przyklejanie markerów na makietę
w Muzeum Historycznego Miasta Krakowa
w celu skanowania 3D
Rys. 5. Ptak – wróbel, odlew powiększony
w skali 3, model i projekt graficzny
4
Odlewnictwo Współczesne
„Zdjęcie”
negatywu herbu metodą
klasyczną czyli za pomocą kauczuku silikonowego ze względu na unikalną wartość obiektu, jak również możliwość jego
uszkodzenia (rozpuszczenie warstwy podłoża, zmiana koloru, nie wiązanie kauczuku itp.), nie było możliwe, w związku z tym
zastosowano skanowanie przestrzenne 3D
(rys. 10 b,c).
b)
a)
Rys. 8. Przykładowe skany 3D
c)
Rys. 9. Fragment skanu z makiety z Muzeum
Historycznego Miasta Krakowa
Rys. 10. Digitalizacja herbu z biurka
I Prezydenta Podgórza
Kolejnym elementem, który poddany
został digitalizacji 3D był obiekt przedstawiony na rysunku 10a.
W tym roku mija 225 lat od chwili nadania praw miejskich dla Podgórza,
obecnej dzielnicy Krakowa. Z tej okazji
rada Dzielnicy Podgórze zwróciła się do
Instytutu Odlewnictwa z prośbą o pomoc
w odlaniu tablicy okolicznościowej oraz
wykonanie serii 30 szt. okolicznościowych
medali. Jednym z motywów na tablicy,
a także na medalu był pierwotnie zachowany herb miasta Podgórza znajdujący
się na biurku I Prezydenta Podgórza.
Tak przygotowany skan w postaci pliku zapisany jako herb.stl został przeskalowany na 1:1,2 (tablica okolicznościowa)rysunek 11.
a)
5
Odlewnictwo Współczesne
-- LOM - Laminated Object Manufacturing
b)
Rys. 11. Gotowy skan 3D zapisany jako
herb.stl (a) i odlew tablicy okolicznościowej
(b)
Rys. 14. Przykładowe wykorzystanie modeli
LOM w motoryzacji do wizualizacji medialnej
prototypu (elementy karoserii, obręcz koła,
kierownica)
3. Dobór techniki szybkiego prototypowania na podstawie badań właściwości stosowanych w nich materiałów
-- Urządzenie Vacuum Casting firmy MKTechnology
-- Urządzenie do próżniowego odlewania
w formach gipsowych
Od kilku lat Instytut Odlewnictwa
w Krakowie posiada Centrum Szybkiego
Prototypowania wyposażone w następujące urządzenia pokazane na rysunkach
12-18. Są to:
-- RP FDM (Fused Deposition Modeling)
Titan™ firmy Stratasys USA
Rys. 15. Urządzenie do próżniowego odlewania w formach gipsowych
-- Urządzenie do odlewania odśrodkowego z pionową osią obrotu do form elastycznych TEKCAST
Rys. 12. Urządzenie RP FDM
-- Solidscape - urządzenie do wykonywania precyzyjnych modeli z mieszanek woskowych - model T612BT
Rys. 16. Urządzenie do odlewania odśrodkowego TEKCAST wraz z piecem
Rys. 13. Drukarka woskowa 3D model
T612BT produkcji firmy Solidscape
6
Odlewnictwo Współczesne
-- Urządzenia
3D
Z-Corporation
printing
firmy
4. Dobór materiałów i wykonanie
matryc z dostarczonych modeli
W odlewnictwie artystycznym kauczuki silikonowe, charakteryzujące się między
innymi dokładnym odtworzeniem kształtu
i brakiem przyczepności do modeli, stosuje się głównie do wykonywania matryc
dla skomplikowanych modeli woskowych
odlewów artystycznych.
Właściwości tych tworzyw umożliwiają wykonanie matryc jednoczęściowych,
w których dokonanie odpowiednich podziałów pozwala na łatwe ich rozbieranie
i wyjmowanie modeli woskowych.
W przypadku wykonywania matryc
z udziałem stałych modeli otrzymanych
techniką szybkiego prototypowania, tworzywo silikonowe powinno charakteryzować się niską lepkością, wysoką wytrzymałością, dużym wydłużeniem oraz małą
twardością i skurczem. Przy doborze rodzaju kauczuku należy kierować się indywidualnymi cechami odtwarzanego modelu i wzoru.
W ostatnich latach w Zakładzie Doświadczalnym Silikonów w Nowej Sarzynie uruchomiono produkcję kauczuków
sieciujących bez ogrzewania, opartych na
metylopolisiloksanach o wolnych grupach
silanolowych. Produkowane w kilku gatunkach typu Polastosil i Gumosil, o różnych
właściwościach użytkowych, wulkanizują w ciągu kilku do kilkudziesięciu godzin
w temperaturze otoczenia, pod wpływem
dodatku katalizatorów. Spośród nich wymienić można Polastosil M 33, M 56, Gumosil B, E, AD-1, WW czy K.
W tabeli 1 przedstawiono podawaną
przez producenta charakterystykę niektórych gatunków kauczuków silikonowych.
Analizując zamieszczone w niej informacje stwierdzić należy, że produkty te
cechują zróżnicowane właściwości użytkowe. I tak np. wytrzymałość na rozciąganie
waha się od 1,0 MPa dla kauczuku Gumosil E (nie podano w tabeli) do 8,0 MPa
dla AD-1, a wydłużenie względne, będące
miarą elastyczności wyrobu po usieciowaniu, od 100% dla Polastosilu M-56 do
650% dla AD-1.
Rys. 17. Drukarki 3D firmy Z-Corporation
-- Urządzenie MK-Technology
Rys. 18. Komora susząca w urządzeniu
MK-Technology
Posiadane urządzenia są w pełni przydatne zarówno do tworzenia modeli odlewniczych z różnych materiałów (mieszanki woskowe różnego rodzaju, tworzywa
sztuczne, a także papier termoutwardzalny), jak również posiadane rozwiązania
technologiczne pozwalają na wykonanie
różnego typu odlewów artystycznych.
W wyniku przeprowadzenia oceny
możliwości technik szybkiego prototypowania stwierdzono, że:
-- najszybszym rozwiązaniem, z wymienionych powyżej, do wykonania modeli jest technologia drukowania 3D
- technika Z-Corporation, a następnie
wykonanie matryc z kauczuków silikonowych w urządzeniu Vacuum Casting firmy MK-Technology oraz wykonanie form ceramicznych metodą
MK-Technology. W tym rozwiązaniu
całkowity czas od sporządzenia skanu
3D do wykonania formy i jej zalania
stopem określono na ok. 15 godz.
7
Odlewnictwo Współczesne
Tabela 1. Charakterystyka niektórych gatunków kauczuków silikonowych
Nazwa
wyrobu
Gęstość,
g/cm3
Lepkość,
mPa·s
Wytrzymałość
na rozciąganie,
MPa
Wydłużenie
względne,
%
Polastosil
M 56
1,15
45 000
ok. 2,0
ok. 100
Gumosil B
1,10
20 000
ok.1,5
ok. 150
Gumosil
WW
1,20
30 000
ok. 4,0
ok. 400
Gumosil T
1,20
25 000
ok. 3,0
ok. 150
Gumosil K
1,20
15 000
ok. 1,8
ok. 200
Gumosil
AD-1
1,10
20 000
ok. 8,0
ok. 650
Również cena poszczególnych wyrobów jest bardzo zróżnicowana i wynosi
w przybliżeniu od około 40 zł za kilogram
dla Polastosilu M 56, poprzez około 75 zł
i 90 zł odpowiednio dla Gumosilu T i Gumosilu WW.
Kierując się powyższymi informacjami, do badań właściwości technologicznych wytypowano tworzywa kauczukowe
produkcji krajowej przedstawione w tabeli
1. Z tych to tworzyw wykonano matryce
(rys. 20).
4.1. Badania właściwości technologicznych wytypowanych tworzyw
Dla wytypowanych do badań kauczuków silikonowych określano:
-- lejność,
-- twardość,
-- skurcz liniowy.
Badaniom poddawano mieszaniny
kauczuków z utwardzaczami firmowymi
w proporcjach podawanych przez producenta.
Lejność – czas wypływu mieszaniny - mierzono kubkiem Forda nr 6 po 5
minutach od dokładnego wymieszania jej
składników.
Twardość – mierzono twardościomierzem LTw „c". Zasada pomiaru polega na
wciśnięciu wgłębnika kulkowego twardościomierza w powierzchnię badanej próbki o wymiarach 50 x 50 x 20 mm.
Skurcz liniowy – określano na próbkach 120 x 20 x 5 mm z odcinkiem pomiarowym 100 mm. Odczytów dokonywano
przy użyciu mikroskopu warsztatowego.
Zarówno twardość, jak i skurcz liniowy określano po całkowitym usieciowaniu mieszanin, to jest po 24 godzinach od
momentu ich sporządzenia.
Wyniki opisanych badań przedstawiono w tabeli 2.
Rys. 20. Perseusz z głową Meduzy – model
i wykonana matryca
8
Odlewnictwo Współczesne
5. Dobór technologii odlewniczych
na podstawie badań właściwości
technologicznych materiałów
Tabela 2. Właściwości technologiczne
wybranych kauczuków silikonowych
Rodzaj
kauczuku
silikonowego
Technologia wykonywania form zgodnie z metodą Shaw’a najczęściej stosowana jest do wykonywania odlewów o masie
0,5 do 150 kg z żeliwa, staliwa bądź stopów miedzi. Stosowana jest do produkcji
jednostkowej i/lub małoseryjnej odlewów
precyzyjnych charakteryzujących się dużą
dokładnością wymiarową i małą chropowatością powierzchni.
Dokładność wymiarowa odlewów wytwarzanych tą metodą jest bardzo duża.
Dla wymiaru odlewu do 100 mm uzyskuje się tolerancję 0,4 mm, a do 400 mm
tolerancję 1,5 mm. Typowym zastosowaniem metody Shaw’a jest odlewanie części matryc kuziennych, kokil, form ciśnieniowych, form dla przemysłu gumowego,
szklarskiego itp. Powierzchnie robocze wewnętrzne i zewnętrzne odlewanych części
nie wymagają już obróbki skrawaniem.
Istotą technologii Shaw’a jest to, że
masą formierską jest ciekła masa ceramiczna składająca się z ogniotrwałego
materiału ceramicznego (np. molochit,
cyrkon, palonka wysokoglinowa) oraz ze
zhydrolizowanego krzemianu etylu 40.
Rodzaj i proporcje składników ciekłych mas ceramicznych są dobierane indywidualnie w zależności od gabarytów
i masy odlewów, grubości ich ścianki oraz
rodzaju tworzywa metalowego.
Właściwość technologiczna
Lepkość,
Twardość,
min
jedn. twardości
Skurcz
liniowy,
%
Polastosil
M56
28
82,0
1,95
Gumosil B
21
79,5
1,15
Gumosil
WW
12
67,0
0,94
Gumosil T
18
87,5
1,05
Gumosil K
15
74,0
1,02
Gumosil
AD-1
8
65,5
0,18
Analizując zamieszczone w tabeli 2
wyniki stwierdzić należy, że:
1. Najlepszą lejnością charakteryzują się
kauczuki AD-1 i WW. Cecha ta jest
bardzo istotna w przypadku wykonywania matryc i modeli elastycznych
skomplikowanych modeli wyjściowych
o rozbudowanej geometrii.
2. Twardość, będąca miarą stopnia elastyczności matrycy jest najwyższa
w przypadku kauczuków Polastosil
M 56 i Gumosil T i najniższa dla Gumosilu WW i AD-1.
3. Skurcz liniowy, wpływający na dokładność wymiarową przejściowych modeli woskowych, modeli elastycznych
i w efekcie odlewów, jest największy w przypadku kauczuku Polastosil
M 56, a minimalny dla kauczuku
AD-1.
Uzyskane podczas badań wyniki oraz
ich analiza pozwoliły na sformułowanie
następujących wniosków:
1. Do wykonywania matryc dla prostych
i średnio skomplikowanych małych
modeli o zwartej konfiguracji zaleca
się kauczuk silikonowy Gumosil K.
2. Do wykonywania matryc dla modeli
o dużym stopniu skomplikowania
i rozwiniętej geometrii zaleca się Gumosil AD-1.
5.1. Badania właściwości technologicznych ciekłych mas ceramicznych
Wykonano badania wpływu składu
ilościowego i jakościowego ciekłych mas
ceramicznych na ich właściwości technologiczne. Zmiennymi były proporcje pomiędzy składnikami mas ceramicznych,
różniących się zarówno rodzajem i ilością spoiwa, jak też składem chemicznym
i ogniotrwałością materiałów ceramicznych.
Badania właściwości technologicznych
przeprowadzone zostały według opracowanej w Instytucie Odlewnictwa metodyki badań ciekłych mas ceramicznych. Dla
9
Odlewnictwo Współczesne
poszczególnych mas określano:
-- czas wstępnego utwardzania czyli tzw.
próbę zero,
-- wytrzymałość na ściskanie,
-- przepuszczalność,
-- skurcz liniowy.
Czas wstępnego utwardzania określano przy użyciu aparatu Vicata.
Wytrzymałość na ściskanie badano
na standardowych próbkach walcowych
Ф 50 x 50 mm wg PN-H-11073:1983.
Przepuszczalność określano również
na standardowych próbkach walcowych.
Skurcz liniowy badano na standardowych próbkach 22,5 x 22,5 x 185 mm
z odcinkiem pomiarowym 100 mm.
Do sporządzania ciekłych mas ceramicznych obok wymienionych wcześniej
spoiw, użyto drobno- i gruboziarnistych
materiałów ceramicznych: mączki – kwarcową, molochitową i cyrkonową oraz piasek kwarcowy, molochitowy i cyrkonowy.
Charakterystykę
fizykochemiczną
tych materiałów podano w tabeli 3.
W badaniach najwięcej uwagi poświęcono metodzie Shaw’a, która pozwala na
otrzymanie odlewów najwyższej klasy
pod względem dokładności wymiarowej
i jakości powierzchni. W metodzie tej spoiwem jest zhydrolizowany, w obecności
alkoholu etylowego, wody i kwasu solnego, krzemian etylu. Ciekłą masę ceramiczną uzyskuje się mieszając, w odpowiednich proporcjach, spoiwo z ceramicznymi
materiałami wypełniającymi. Po dodaniu
utwardzacza w postaci 5%-wego, wodnego roztworu amoniaku, masa po pewnym,
ściśle określonym czasie zestala się.
Tabela 3. Charakterystyka materiałów
ceramicznych użytych w badaniach
Rodzaj
materiału
Udział
frakcji
poniżej
0,040
mm, %
Wielkość
ziaren,
mm
Mączka
kwarcowa
70
Mączka
molochitowa
Zawartość
głównych związków
chemicznych, %
Ogniotrwałość
zwykła, 0C
SiO2
ZrO2
Al2O3
-
96,5
-
-
1600
82
-
54,5
-
42,0
1750
Mączka
cyrkonowa
76
-
32,5
66,4
-
2200
Piasek
kwarcowy
-
0,056 –
0,2
95,4
-
-
1570
Piasek
molochite
-
0,18 –
0,30
55,2
-
41,7
1770
Piasek
cyrkonowy
-
0,10 –
0,24
32,2
66,0
-
2200
5.2. Wykonanie
z mas Shaw’a
próbek
do
badań
Przed przystąpieniem do wykonywania próbek z ciekłej masy Shaw’a sporządzono dwa rodzaje spoiwa, różniące się
zawartością krzemianu etylu:
-- spoiwo A, o zwykłej wytrzymałości –
zawartość SiO2: około 21%,
-- spoiwo B, o pełnej wytrzymałości –
zawartość SiO2: około 25%.
Proces hydrolizy krzemianu etylu prowadzono w następujący sposób: na stanowisku wyposażonym w mieszadło mechaniczne, do odpowiedniego naczynia
wlano krzemian etylu i alkohol etylowy. Po
włączeniu mieszadła dodano wodę z kwasem solnym i całość mieszano 30 minut.
Po tym czasie proces hydrolizy przebiegł
do końca w całej objętości mieszaniny.
Następnie, w celu stabilizacji właściwości zhydrolizowanego krzemianu dodawano drugą część mieszaniny w postaci
nie zhydrolizowanego krzemianu lub jego
mieszaninę z alkoholem.
Skład jakościowy i ilościowy obu roztworów przedstawiono w tabeli 4.
10
Odlewnictwo Współczesne
Na podstawie wyników przeprowadzonych badań jako optymalną do wykonywania formy tablicy okolicznościowej (rys. 11) wytypowano masę Shaw’a
ze zhydrolizowanym krzemianem etylu
o pełnej wytrzymałości oznaczoną w tabeli 5 numerem 6 o składzie mieszanki
ceramicznej:
-- mączka cyrkonowa - 6 cz. obj.
-- molochit - 4 cz. obj.
-- piasek cyrkonowy - 1 cz. obj.
Tabela 4. Proporcje składników spoiwa
Shaw’a użytego do badań
Roztwór
Lp.
1
2
I
3
4
5
II
6
Składniki
roztworu
Krzemian
etylu
Alkohol
etylowy
Woda
Kwas solny
Krzemian
etylu
Alkohol
etylowy
Zawartość składników
Spoiwo Spoiwo
A
B
5,0
5,0
3,5
0,9
0,01
3,5
0,9
0,01
2,0
4,0
2,0
-
Z udziałem tak przygotowanych roztworów
zhydrolizowanego
krzemianu
etylu (spoiw) sporządzano masy Shaw’a
dodając materiały ceramiczne, których
rodzaj i proporcje podano w tabeli 4 oraz
utwardzacz - 5%-owy wodny roztwór
wody amoniakalnej w ilości około 3%
objętościowych w stosunku do spoiwa.
Z mas sporządzano próbki do badania ich
właściwości technologicznych.
Próbki z mas Shaw’a wypalano wstępnie bezpośrednio po ich wykonaniu, a następnie poddano wypalaniu końcowemu
w temperaturze 850°C przez okres 2 godzin i badano po ich ostygnięciu.
W tabeli 5 podano wyniki badań technologicznych mas, przy czym górny indeks „ww” dotyczy próbek po wypaleniu
wstępnym, a indeks „wk” po wypaleniu
końcowym.
Analizując wyniki zawarte w tabeli
5 stwierdzić należy niską przepuszczalność
mas Shaw’a, zerowy skurcz po wypalaniu
końcowym oraz zróżnicowaną wytrzymałość na ściskanie. Najwyższą wytrzymałość posiadają masy zawierające mączkę
cyrkonową, molochitową i piasek cyrkonowy, to jest masy oznaczone numerami
1 i 6.
11
Odlewnictwo Współczesne
Tabela 5. Właściwości technologiczne ciekłych mas ceramicznych
L.p
Rodzaj
materiału
Skład mas, części objętościowe
Materiały drobnoziarniste
Mączka Mączka
Mączka
kwarco- molochicyrkonowa
wa
towa
Właściwości technologiczne
Materiały gruboziarniste
Piasek
kwarcowy
Molochite
Piasek
cyrkonowy
Czas
wiązania,
min
Przepuszczalność P,
10-8m2/Pa·s
Wytrzymałość
Skurcz
na ściskanie
Rc,
liniowy S, %
MPa
Pww
Pwk
Rcww
Rcwk
Sww
Swk
1
-
-
6
-
4
1
2,0
4
18
1,21
2,36
0
0
2
-
6
-
-
4
1
2,5
7
11
0,82
1,12
0,05
0
3
3
-
-
3
2
3,0
5
13
1,03
0,96
0,05
0
4
3
-
3
-
3
2
3,5
5
10
0,61
0,57
0,05
0
5
3
-
1
1
-
-
3,5
6
12
1,07
0,94
0,32
0,43
6
-
-
6
-
4
1
2,5
6
11
1,50
2,29
0
0
3
A
7
-
6
-
-
4
1
3,0
8
12
0,69
0,71
0
0
8
3
3
-
-
3
2
3,5
8
9
0,93
1,14
0
0
9
3
-
3
-
3
2
3,5
5
11
0,62
0,63
0
0
10
3
-
1
1
-
-
4,0
7
11
1,01
0,95
0,40
0,54
B
6. Wykonanie modeli i odlewów płaskorzeźb oraz miniatur obiektów
muzealnych
Kolejnym etapem prowadzonej pracy
badawczej było wykonanie modeli i odlewów płaskorzeźb oraz miniatur obiektów
muzealnych (rys. 21−22).
Model Ateny wykonany z białego marmuru poddano operacji skanowania 3D,
a następnie komputerowemu przeskalowaniu i wykonaniu w skali 1:2 w technice
Z-Corporation.
Rys. 22. Medal okolicznościowy z okazji 225 lat
nadania praw miejskich dla Podgórza, obecnie
prawobrzeżnej dzielnicy Kraków
Rys. 21. Model Ateny, odlew i miniaturka wykonana w skali 1:2
12
Odlewnictwo Współczesne
Innym elementem, którego model
wykonano był medal okolicznościowy
(rys. 22). Po przeskanowaniu dokonano
dwóch zabiegów, tj. przeskalowania oryginału (skan 3D wykonany w skali 1:1)
do skali 1:1,2 dla wykonania modelu płyty
oraz do skali 1:10 dla wykonania modelu
medalu okolicznościowego.
Szczególnym wyzwaniem dla autorów
niniejszej pracy badawczej było wykonanie modelu obiektu muzealnego Barbakanu wraz z murami obronnymi Krakowa.
Model ten skanowany z makiety znajdującej się w Muzeum Historycznym Miasta
Krakowa, w roku 2010 ma posłużyć do
wykonania odlewów w ramach projektu
pt.: Droga Królewska dla Niewidomych
i Niedowidzących.
Obróbka skanów była bardzo pracochłonna i jak wynika z obliczeń wyniosła
ok. 170 godzin. Wyniki skanowania oraz
wykonanie modelu rzeczywistego w skali
1:1 przedstawia rysunek 23.
Rys. 23. Makieta murów obronnych i Barbakanu, po zeskanowaniu 3D i wykonaniu
Wnioski
Z przeprowadzonych badań technik
RPS będących w posiadaniu Instytutu Odlewnictwa wynikają następujące wnioski:
1. Najbardziej przydatną techniką do
opracowania plików modeli oraz odlewów artystycznych jest technika projektowania CAD i skanowania 3D.
2. Najlepszym sposobem (czas wykonania oraz cena) wykonania modeli dla
odlewów artystycznych jest technika Z-Corporation. Niestety wykonane
modele posiadają budowę warstwową, co wynika z analizy komputerowej
obiektów i nanoszenia proszku. W tym
przypadku po procesie nasycenia spoiwami i ich utwardzeniu modele wymagają wstępnej obróbki powierzchni
przy pomocy np. drobnoziarnistego
papieru ściernego lub innych materiałów obróbczych.
3. Najbardziej optymalnymi technologiami odlewniczymi dla modeli wykonanymi w technice RPS jest metoda
wytapianych modeli i metoda Shaw’a.
4. Zasady obróbki mechanicznej tzw. cyzelowanie pozostają niezmienione i są
takie same jak dla modeli i odlewów
wykonanych w innych technikach.
13
Informacja naukowo-techniczna
WYBÓR INFORMACJI Z CZASOPISM NAUKOWO-TECHNICZNYCH
sowania i rozwoju tych gałęzi gospodarki.
USA jest w tym zakresie opóźnione. Tylko Francja wydaje na wytwarzanie energii
odtwarzalnej mniej niż USA. Chociaż USA
nie ratyfikowało Protokołu z Kyoto w 2005
roku, w którym wymagane jest ograniczenie emisji gazów o 66,6% w stosunku
do poziomu z 1990 roku, to zobowiązało
się do zmniejszenia emisji o 10% w 2020
roku.
01. ZAGANIENIA OGÓLNE
Jak wykorzystać przewodnik zakupu
wyposażenia dla odlewni.
Mod.Casting 2008, Vol. 98, nr 11, s. 38.
Opisano jak należy wykorzystać przewodnik w czasie 12 miesięcy dla zakupu wyposażenia dla odlewni, znaleźć odpowiedzi
na nurtujące pytania natury technicznej
lub przeanalizować fachową literaturę. A
wszystko to dla zaoszczędzenia czasu przy
poszukiwaniu dostawców wyposażenia,
urządzeń i usług.
Indywidualny wygląd samochodu.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 2, s. 88−89.
Omówiono działalność austriackiej firmy
"Alu-Guss" produkującej na skalę przemysłową felgi aluminiowe do różnych typów
samochodów w małych i dużych seriach.
(wielkość produkcji 3 mln szt./rok) Opisano wyposażenie firmy, urządzenia stosowane przy produkcji sterowane są numerycznie. Wykonane felgi obrabiane są za
pomocą specjalnie w tym celu skonstruowanej tokarki OvalFlex firmy "Ceratizit".
Krótko scharakteryzowano etapy produkcji felg.
Odlewy stosowane w urządzeniach do
wytwarzania energii odnawialnej.
Mod.Casting 2008, Vol. 98, nr 2,
s. 37−42.
W związku ze wzrostem zapotrzebowania
na energię i poszukiwaniem możliwości
wykorzystania odnawialnych źródeł energii oraz pracami związanymi z poszukiwaniem kopalnych surowców energetycznych
przemysł odlewniczy powinien zaopatrzyć
te gałęzie gospodarki w potrzebne tym
branżom odlewy. Opisano odlewy stosowane w energetyce wiatrowej i przy wytwarzaniu energii z biomasy. Są to: przemysłowe dmuchawy, zawory, urządzenia
do wytwarzania paliwa z biomasy, pompy
i wyposażenie do przepompowywania,
rury i rurociągi z żeliwa i stali, kompresory
powietrzne i gazowe, turbiny powietrzne
i ich części. Oddzielnie omówiono odlewy, które będą przeznaczone do produkcji
energii geotermalnej oraz dla wykorzystania energii słonecznej. Barierą dla rozwoju
energii odtwarzalnych jest brak znormalizowanych wytycznych państwa dla jej sto-
Targi EUROGUSS 2008.
Giesserei 2008, Jg. 95, H.2, s. 97−112,
117−118, 120−122, 124.
W formie krótkich notatek przedstawiono informacje na temat prezentowanych
na targach urządzeń i nowych rozwiązań
technicznych oraz konstrukcyjnych zastosowanych w odlewnictwie. Zaprezentowano, np. nową metodę podgrzewania kadzi do transportu ciekłego metalu.
Scharakteryzowano nowe rodzaje materiałów pomocniczych (smarujących i oddzielających) stosowanych w odlewnictwie
ciśnieniowym. Zaprezentowano nową ge-
14
Odlewnictwo Współczesne
nerację robotów firmy „Roesler” do wykańczania odlewów i obróbki powierzchni.
Podano krótkie informacje na temat odlewania ciśnieniowego stopów aluminium
i cynku (firma "Kalmbach"). Przedstawiono spektrometr do analizy stopów. Zaprezentowano nowe stale do pracy na gorąco.
W ramach prezentacji urządzeń do ochrony środowiska zaprezentowano urządzenie
do próżniowej destylacji ścieków (krótki
opis urządzenia). Na targach EUROGUSS
zaprezentowano nową maszynę ciśnieniową firmy "Schaufler Tooling". Maszynę
tę opisano pod kątem nowej konstrukcji
formy ciśnieniowej do odlewania bloków
silników. Przedstawiono nowości w zakresie programowania robotów do automatyzacji produkcji odlewów ciśnieniowych.
Omówiono nowinki w zakresie transportu
ciekłego metalu.
Międzynarodowy konkurs 2008 na
wykonanie ciśnieniowych odlewów
ze stopów aluminium i cynku = nagrody za innowacyjność i precyzję
wykonania.
Druckguss 2008, nr 4, s. 167−172.
W ramach inauguracji EUROGUSS 2008
dnia 10 marca w Norymberdze wręczono nagrody konkursu na wykonanie odlewów ciśnieniowych ze stopów aluminium
i cynku. Nagrodzone odlewy to: chłodnica
spalin (stop Al), obudowa reflektora (stop
Al), pokrywa obudowy silnika (stop Al),
obudowa instrumentu (stop Zn), złączka
(stop Zn), armatura do wanny (stop Zn).
W artykule opisano nagrodzone odlewy, a
także odlewy wyróżnione. Zamieszczono
ich zdjęcia.
Konferencja:
8.
Międzynarodowy
Dzień Niemieckich Odlewników Ciśnieniowych pod hasłem "Odlewanie
ciśnieniowe - Formowanie przyszłości".
Druckguss 2008, nr 4, s. 173−180.
EUROGUSS 2008. Ożywiona działalność innowacyjna na targach branżowych poświęconych odlewnictwu
ciśnieniowemu.
Druckguss 2008, nr 4, s. 148−158,
159−162.
Artykuł jest sprawozdaniem z międzynarodowej konferencji niemieckich odlewników ciśnieniowych. Odbyła się ona w
dniach 11−13 marca 2008 w Norymberdze. W artykule zamieszczono streszczenia wygłoszonych referatów. Oto tytuły
niektórych: „Odkształcalność odwrotna
odlewów ciśnieniowych - wykorzystanie w
aspekcie stosowania systemu zapewnienia
jakości". „Doświadczenia w zakresie produkcji odlewów ciśnieniowych odpornych
na uderzenia". „Szybkie uruchamianie
produkcji z wykorzystaniem innowacji".
„Oszczędność energii w odlewni ciśnieniowej". „Opracowanie nowej stali do pracy
na gorąco na formy ciśnieniowe". „Nowe
konstrukcje form ciśnieniowych do odlewania cynku". „Obróbka odlewów ciśnieniowych".
Artykuł jest obszernym sprawozdaniem
z targów „EUROGUSS 2008" na temat
maszyn ciśnieniowych. Krótko scharakteryzowano konstrukcję nowych typów
maszyn ciśnieniowych (modele Evolution
i Carat), opisano ich wyposażenie, sposób
sterowania. Następnie scharakteryzowano pod względem technicznym stosowane
do nich urządzenia peryferyjne: urządzenia do nanoszenia powłok czy urządzenia
do regulacji temperatury form m.in. firmy
Buehler. Podano krótkie charakterystyki
urządzeń włoskiego producenta maszyn
ciśnieniowych „Colosio” i niemieckiego
„Oskar Frech”. W tym drugim przypadku
omówiono także sposób sterowania i rejestracji danych procesu, urządzenia peryferyjne stosowane do urządzeń. Inne firmy produkujące urządzenia ciśnieniowe,
których produkcję scharakteryzowano
w ramach tego sprawozdania to: Italpresse, IDRA Pressen i ENP.
Zależność zużycia energii w odlewni
staliwa od jej struktury i stosowanych technologii.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 14−18.
Dokonano techniczno-ekonomicznej oce-
15
Odlewnictwo Współczesne
ny struktury odlewania staliwa Ukrainy
i przedstawiono główne kierunki ich doskonalenia. Przedstawiono charakterystyki ekonomiczne procesów, pokazano ich
efektywność w powiązaniu z ekonomią
dostawców energii.
go. Przy aktywizacji sieci przez wejściowy
wektor klastery organizują się z neuronami, a masy synaltyczne (masy związane
z innymi neuronami), które w najmniejszym stopniu różnią się od odpowiednich
składników tego wektora, stanowią parametry i wskaźniki jakości obiektów klasteryzacji i klasyfikacji. Zadanie klasteryzacji
i klasyfikacji obiektów odlewanych rozwiązuje się w kolejno następujących etapach,
które scharakteryzowano w artykule.
Kontrola temperaturowa i ekspresowa cieplno-fizycznych procesów
metalurgicznych,
oprzyrządowania
i materiałów. Analiza historyczna,
stan aktualny i perspektywy rozwoju.
Processy lit'ja 2008, nr 1, s. 29−37.
Symulacja właściwości odlewów ze
szczególnym uwzględnieniem parametrów obróbki cieplnej.
Druckguss 2008, nr 3, s. 113−118.
W Instytucie FTJMSe NAN Ukrainy omawiano rys historyczny, stan aktualny
i perspektywy na przyszłość metod pomiarów temperatury i kontrolnych zabiegów
stosowanych w procesach metalurgicznych oraz istniejącego oprzyrządowania
i materiałów. Powołano się przy tym na
doświadczenia zagraniczne. Ustalono, że
na bazie współczesnych osiągnięć naukowych stale rozwijają się nowe, efektywne techniki kontroli, takie jak: światłowodowe, spektralno-kompensacyjne,
termodynamiczne i oparte na anomalnym
efekcie cieplnym opracowanym przez
autora artykułu w ukraińskim Instytucie FTJMSe. Podkreślono, że w Instytucie
tym opracowano 98 patentów na tematy
metod i urządzeń kontroli procesów metalurgicznych zastrzeżonych na Ukrainie
i w Rosji oraz 29 patentów w krajach rozwiniętych, w tym w USA, w Kanadzie,
w Niemczech, Szwecji i Japonii.
Przedstawiono model symulacji lokalnych właściwości mechanicznych odlewów z metali lekkich i zweryfikowano go
na próbnych odlewach w postaci płyt ze
stopu AZ91E. Następnie poszerzono ten
model o nowoopracowany, wysokowytrzymały stop MRI207. Dla obu stopów
wykorzystano opracowany model wykonując odlew obudowy do samolotu Business Jets G150. Poszerzając zastosowanie
modelu na stopy przeznaczone na głowice
cylindrów i zastosowanie go do różnych
etapów obróbki pokazało, że jest możliwe
transponowanie opracowanych podstaw
do innych zastosowań. Uzyskane wyniki
pokazują możliwości optymalizacji skomplikowanych procesów technologicznych
z wykorzystaniem symulacji.
02. ZASTOSOWANIE KOMPUTERÓW W ODLEWNICWIE
03.
OCHRONA ŚRODOWISKA
I BHP
Metoda klasteryzacji i klasyfikacji
obiektów przemysłu odlewniczego
przy zastosowaniu sieci neuronowych.
Lit.Proiz. 2008, nr 1, s. 40−42.
Jaki jest udział odlewnictwa w powstawaniu gazów cieplarnianych?
Mod.Casting 2008, Vol. 98, nr 5,
s. 32−35.
Jako podstawę realizacji procedur klasteryzacji i klasyfikacji obiektów odlewanych
wybrano jednowarstwową, neuronową
sieć Kohoniena, w której każdy neuron
związany jest ze wszystkimi składnikami n-wymiarowego wektora wejściowe-
Jest to drugi artykuł z serii trzech, które
ukazały się w Modern Casting na temat
zmian klimatu. Ustalono tu ilości gazów
cieplarnianych, za które odpowiedzialny
jest przemysł odlewniczy w USA. Publikowana ocena oparta jest na opracowa-
16
Odlewnictwo Współczesne
04. WYTYCZNE PROJEKTOWANIA TECHNOLOGII ODLEWNICZYCH
nych w 2008 roku prognozach i trendach
oraz na „Wytycznych dotyczących teoretycznie najlepszych metod wykorzystania energii w operacjach odlewniczych”
opracowanych w 2004 roku w ramach
Przemysłowo-Technologicznego Programu
Departamentu Energetycznego USA opracowanych w 2004 roku. Raport ten oparto o stan produkcji w 2003 roku. Obecne
emisje są nieco wyższe, ale przewiduje się
ich spadek do opisanego w artykule poziomu. Z danych wynika, że 52% udziału w
produkcji gazów cieplarnianych mają odlewnie żeliwa, odlewnie aluminium mają
udział w 30%, odlewnie staliwa 10%, odlewnie stopów miedzi 3% i inne odlewnie
stopów nieżelaznych - 7%. Analizowano
także odnośne przepisy prawne.
O efektywności stosowania egzotermicznych i izolujących cieplnie mas
przy produkcji odlewów staliwnych.
Lit.Proiz. 2008, nr 4, s. 17−21.
Omawiano kryteria oceny efektywności
działania mas egzotermicznych i izolujących cieplnie stosowanych w nadlewach
odlewów staliwnych. Przyjęto współczynniki efektywności działania nadlewów wykonanych z tych mas. W tabeli podano
parametry dla tych nadlewów, a na specjalnym nomogramie określono sprowadzoną grubość nadlewu i czas jego krzepnięcia. Na podstawie eksperymentów
ustalono, że realne przedłużenie czasu
krzepnięcia nadlewów egzotermicznych
o średnicy 150−200 mm jest około 2−3
razy większe niż czas krzepnięcia nadlewów o takich samych wymiarach
w zwykłej formie piaskowej i 1,5 do 2 razy
większe dla nadlewów o średnicy 300−350
mm. Na nomogramie zaznaczono zakres
stosowania mas egzotermicznych dla nadlewów ze stali węglowej i niskostopowej.
Wynika z niego, że nadlewy takie opłaca
się stosować do średnic 350 mm. Graniczną średnicę 400 do 450 mm ustalono dla staliwa wysokostopowego. Podano
przykłady mas termoizolacyjnych firmy
Foseco oraz analogiczne masy produkcji
rosyjskiej. Artykuł uzupełniono szeregiem
przykładów obliczania nadlewów egzotermicznych.
Nie tylko modelki patrzą na każdy kilogram.
Rozwój techniki pod kątem ochrony
środowiska na przykładzie lekkich
konstrukcji dla motoryzacji przez zastosowanie innowacyjnych odlewów
ciśnieniowych.
Druckguss 2008, nr 2, s. 95−96.
Scharakteryzowano działalność firmy
DGS Druckguss Systeme AG specjalizującej się w wykonywaniu lekkich konstrukcji
(elementów karoserii) metodą odlewania
ciśnieniowego. Firma wykonuje konstrukcje lekkie o dużym stopniu skomplikowania. To są przede wszystkim odlewy
aluminiowe, ostatnio także odlewy ciśnieniowe ze stopów magnezu. Firma wykonuje także konstrukcje łączone: spawane,
klejone, warstwowe, nitowane. W artykule scharakteryzowano szeroko organizację
produkcji.
Modelowanie za pomocą metody elementów skończonych procesu paczenia się odlewów ciśnieniowych.
Druckguss 2008, nr 2, s. 69−81.
W artykule przedstawiono sposób modelowania odkształcania się odlewów, który uwzględnia fakt zmian wymiarowych
wnęki na końcu procesu wypełniania formy jako kształtu wyjściowego dla procesu
krzepnięcia i chłodzenia. Dokładne odtworzenie początkowego kształtu i warunków
wymiany ciepła pomiędzy ścianką formy
17
Odlewnictwo Współczesne
a odlewem można osiągnąć poprzez zastosowanie siatki elementów skończonych
do obliczeń za pomocą programu ABAQUS.
Za pomocą metody elementów skończonych można przeliczyć ten trójwymiarowy,
termomechaniczny model - składający
się z: odlewu, wkładek do form, ram formy, płyty podmodelowej. Jako przykładowy odlew przyjęto ożebrowaną płytę, jak
to praktykowano już w podobnych badaniach tego typu. W badaniach zastosowano maszynę ciśnieniową zimnokomorową
firmy Buehler SC-250 (na wyposażeniu
Uniwersytetu Stanowego Ohio). W celu
sprawdzenia wyników symulacji wykonano
próbne odlewy, w których badano wpływ
wielkości i czasu trwania doprasowania na
wymiary odlewu. Wartości symulowane
i wartości zmierzone na odlewie był dla
niektórych wymiarów zgodne, natomiast
w niektórych przypadkach stwierdzono
odchyłki wymiarowe. W ramach tego artykułu przedyskutowano wyniki i podano
wytyczne do dalszych prac.
Kontrola wyników symulacji procesu
zagęszczania masy formierskiej za
pomocą tomografii komputerowej.
Giesserei-Prax. 2008, nr 4, s. 120−124,
bibliogr. 6 poz. Zsfg.
Wyznaczono zależność między gęstością określoną za pomocą przemysłowej
tomografii komputerowej (iCT) a gęstością rzeczywistą materiałów formierskich
wiązanych gliną. Zbadano powtarzalność
wyników pomiarowych. Powtarzalność
okazała się wysoka i wynosiła 0,003.
Wykonano garby formy o dwóch różnych kształtach. Jednocześnie dla tych
przypadków symulowano proces zagęszczania. Oba garby zbadano za pomocą
przemysłowej tomografii komputerowej.
Uzyskane za pomocą iCT wyniki eksperymentalne zostały wykorzystane do oceny
wyników numerycznych podczas zagęszczania masy formierskiej. Oceny dokonano pod kątem rozkładu gęstości. Przedstawiono rzeczywiste i uzyskane z symulacji
wyniki gęstości dla dwóch przypadków
różnych mieszanin mas formierskich. Dokonano walidacji wyników numerycznych.
Porównanie obrazów wskazuje na dużą
zgodność wyników eksperymentalnych i
symulacyjnych.
05. TECHNOLOGIA ODLEWANIA DO FORM WYKONANYCH Z
ZASTOSOWANIEM
OGNIOODPORNEJ OSNOWY ZIARNOWEJ
Proszkowe i granulowane nanokompozycje zawierające grafit na pokrycia przeciwdziałające przypaleniom.
Lit.Proiz. 2008, nr 1, s. 12−14.
Twój materiał formierski to istota
nieznana.
Giesserei-Prax. 2008, nr 4, s. 126−130.
W przemyśle konieczne jest utrzymanie stabilności procesu przy zachowaniu
ograniczonych tolerancji. Szczególnie
w obszarze przygotowania mas formierskich istnieją jeszcze pewne możliwości
optymalizacji. Znajduje tu zastosowanie
urządzenie ROTOCONTROL RTC 106, które podczas mieszania masy kontroluje,
w sposób ciągły, jej poziom zagęszczenia pod kątem wielkości zadanej (próbki
pobierane są bezpośrednio z mieszarki).
W celu zapobieżenia wydłużeniu się czasu mieszania i w celu zwiększenia dokładności pomiaru zainstalowano dodatkowo
miernik do pomiaru wilgotności masy zużytej do określania (kontrolowania) war-
Nowoopracowane proszkowe i granulowane pokrycia zapobiegające przypaleniom
mają wyższą wytrzymałość i odporność
na temperaturę niż standardowe grafitowo-bentonitowe pokrycia, ponieważ
zawierają superrozdrobnione aktywne
wypełniacze. W ramach badań opracowano: składy zawierających grafit proszkowych i granulowanych kompozycji pokryć
o lepszych właściwościach, technologię
przygotowania proszkowych kompozycji w
mielnicach - aktywatorach: odśrodkowych
i wibracyjnych; technologię granulacji dla
przygotowania wodnych przeciwprzypaleniowych pokryć dla odlewów żeliwnych
i dla odlewów z metali kolorowych.
18
Odlewnictwo Współczesne
06. TECHNOLOGIA ODLEWANIA
KOKILOWEGO I NISKOCIŚNIENIOWEGO
tości założonej ilości wody (na początku
cyklu). Dzięki zainstalowaniu regulatora
pomiędzy punktem pomiaru zagęszczenia a pomiarem zawartości wody operacja
dodawania wody jest lepiej kontrolowana, co umożliwia ograniczenie dodawania
podczas cyklu mieszania przy jednoczesnym zwiększeniu ilości wody na początku cyklu. Oprócz kontroli ilości wody
kontrolowany jest czas mieszania, który
zmienia się w zależności od ilości dodanej
wody. Tak więc mieszarki nie otwiera się
po określonym czasie mieszania lecz po
osiągnięciu odpowiedniej zageszczalności. Dodatkowy pomiar wytrzymałości na
ściskanie umożliwia kontrolowane (regulowane) dodawanie bentonitu. Pełna dokumentacja namiaru masy podawanej do
mieszarki pozwala na uzyskanie przejrzystości właściwości masy.
Wpływ cieplno-siłowej obróbki stopu
AK7 z 6% Fe na powstawanie faz zawierających żelazo.
Processy lit'ja 2008, nr 5, s. 57−61.
Analizowano wspólne oddziaływanie warunków cieplnych i siłowego oddziaływania wirnikiem na porcję ciekłego stopu
AK7 z dodatkiem 6% Fe na powstawanie
faz zawierających żelazo w warunkach kokilowego odlewania. Oddziaływanie wirnikiem ma miejsce w zakresie temperatur
likwidus - solidus. Wykazano, że dzięki
przemieszaniu metalu o wysokiej częstotliwości i zwiększeniu prędkości chłodzenia
obróbka wirnikiem stopu ogranicza proces
przenoszenia mas przy perytektyce, co
ułatwia powstawanie zwartej morfologii
związków międzymetalicznych zawierających żelazo. Przewiduje się, że technika
ta może być stosowana przy suspensyjnym zalewaniu w połączeniu z kontrolowanymi procesami odprowadzania ciepła
i zabezpieczeniu jednorodności składników fazowych.
Urządzenie Qualimaster AT1 firmy
Eirich jako przyrząd do kontroli masy
formierskiej w sposób ciągły.
Giesserei-Prax. 2008, nr 4, s. 131−132.
Urządzenie pomiarowe do kontroli masy
formierskiej Qualimaster AT1 zapewnia
wysoką jakość mas bentonitowych, współpracuje z pakietami oprogramowania
"Sandreport" i "Sandexpert". Urządzenie
pomiarowe Qualimaster AT1 firmy Eirich
stosowane jest z urządzeniem do korekty wilgotności, mierzy różne parametry
masy, a to pozwala na dokładne określenie ilości dodawanych dodatków do masy
i uzyskanie dobrej jakości masy (formy)
w ruchu ciągłym. Dzięki stosowanemu
oprogramowaniu możliwa jest ciągła regulacja ilości dodatków i wody. W artykule
opisano funkcjonowanie tego urządzenia
i wykorzystanie jego możliwości w praktyce.
Wytwarzanie odpowiedzialnych odlewów kokilowych ze stopów A535
i A206.
Mod.Casting 2008, Vol. 98, nr 2,
s. 43−46.
Stop aluminium A535 mógłby być stosowany na odlewy motoryzacyjne, do budowy okrętów i na cele militarne dzięki wysokiej odporności na korozję w środowisku
rozpylonych cieczy lekko alkalicznych
i kwasowych oraz ze względu na kombinację wysokich właściwości wytrzymałościowych, udarności i stabilności wymiarowej
w stanie po odlaniu. Jednak stop ten wykazuje niską odporność na pęknięcia na gorąco przy odlewaniu do form kokilowych.
Przyczyną tego jest prawdopodobnie duży
zakres temperatur między likwidusem
i solidusem. Podobnie zachowuje się stop
A206. Opisano badania mające na celu
ocenę możliwości wykonywania odlewów
19
Odlewnictwo Współczesne
z tych stopów w kokilach. Wybrano pięć
rodzajów odlewów próbnych. Ustalono, że
rozdrobnienie ziaren sprzyja zwiększeniu
odporności tych stopów na pęknięcia na
gorąco. Przełamuje to wzrost dendrytów,
poprawiają się warunki zasilania i zmniejsza ilość resztkowej cieczy przy ostatnich
stadiach krzepnięcia. Korzystnym okazało
się podgrzewanie kokil do 400°C. Podano
inne zalecenia technologiczne odnośnie
budowy kokili i procesu zalewania.
od 0,5 do 5 m/s. Zinterpretowano wyniki badań doświadczalnych i porównano je
z badaniami modelowymi.
Za pomocą (odpowiedniego) układu
wlewowego można wyeliminować
prawie zupełnie nadlewy.
Druckguss 2008, nr 2, s. 93−94.
Firma Oskar Frech GmbH + Co KG opracowała nową metodę ciśnieniowego odlewania stopów cynku. Metoda nosi nazwę
FGS (Frech Gating System). W metodzie
tej udało się zredukować nadlew do niezbędnego minimum. Osiągnięto w ten sposób redukcję kosztów i poprawę jakości
odlewów, zmniejszono też ilość materiału
obiegowego i koszty topienia. Zastosowanie metody FGS polegało na opracowaniu nowego układu wlewowego w tradycyjnej metodzie odlewania ciśnieniowego
(formie ciśnieniowej). Tłok po wypełnieniu formy metalem powraca do pozycji
wyjściowej, wówczas przez otwór dyszy
wlewowej metal, znajdujący się w układzie wlewowym formy, powraca do tygla
pieca. Natomiast w metodzie FGS metal
stale utrzymywany jest na tym samym
poziomie układu wlewowego. W związku
z tym, jako novum w tym przypadku należy uznać wlew, który doprowadza ciekły metal o stałej temperaturze, do układu wlewowego. To rozwiązanie wymagało
dużej wiedzy na temat nadlewów i zasilania odlewów ciśnieniowych
07. TECHNOLOGIA ODLEWANIA
CIŚNIENIOWEGO
Oddziaływanie głównych czynników
w technologii Rheocasting. Wpływ
składników
stałych
i
prędkości
w układzie wlewowym na właściwości odlewów.
Druckguss 2008, nr 2, s. 85−92.
W przypadku praktycznego zastosowania
technologii Tixocasting (przeróbki w stanie semi-solid) stosuje się maksymalny
udział składników stałych. Inny sposób
ustalenia warunków procesu powoduje
kapanie ciekłego metalu, niestabilność
trzpieni, problemy z realizacji procesu. W
technologii Rheocasting tego typu problemy nie występują. Rozmiękczony (ciastowaty) stop podczas nadawania mu kształtu znajduje się w odpowiednim zbiorniku i
nie ma potrzeby zwiększania ilości części
stałych do dalszej obróbki. Można ustalić maksymalną ilość materiału stałego
w rozmiękczonym (ciastowatym) stopie.
Technologia Rheocasting ma coraz większe znaczenie praktyczne dlatego też
konieczne jest lepsze poznanie wpływu
części stałych w stopie i prędkości przepływu metalu w układzie wlewowym (te
wielkości muszą być od siebie niezależne)
na strukturę, jakość elementu (odlewu)
i jego właściwości. Jest to konieczne dla
lepszego doboru parametrów procesu.
Dokonano oceny wpływu tych czynników,
gdzie udział części stałych zmieniał się od
0 (prasowanie w stanie ciekłym) do 0,5
(maksymalny udział części stałych dla
stopu A365) przy prędkości przepływu
Naprężenia w formach ciśnieniowych
- symulacja i przykład praktyczny.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 2, s. 28, 30,
32−33
Formy ciśnieniowe narażone są na działanie bardzo wysokich naprężeń termomechanicznych. O ile naprężenia cieplne powstają i zanikają w czasie kilku sekund to
naprężenia mechaniczne wywołane przez
ciśnienie wtryskiwanego metalu zmieniają się w czasie zaledwie kilku tysięcznych
sekundy. Naprężenia te można obliczyć
metodą elementów skończonych i przedstawić graficznie za pomocą odpowiednich
programów komputerowych. Wykresy obrazujące powstawanie naprężeń pomaga-
20
Odlewnictwo Współczesne
ją konstruktorom w znalezieniu odpowiednich rozwiązań eliminujących naprężenia
w odlewie.
mi. Badania pokazały, że jest możliwe
wytwarzanie cienkościennych odlewów ciśnieniowych ze stopów aluminium zarówno z układem wlewowym „stycznym" jak
i „wielopunktowym", ponieważ ciekły stop
aluminium w sposób równomierny wpływa do formy. Parametry technologiczne
procesu, takie jak: czas odlewania, prędkość, temperaturę formy czy ciekłego metalu wyznaczono doświadczalnie.
Odlewanie ciśnieniowe (część 44).
Część 1: Tworzywa.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 2, s. 44−46,
48, 50, 52−60, 62−65
Artykuł o charakterze cyklicznym, jest
zestawieniem literatury na temat odlewów ciśnieniowych i poświęcony jest tworzywom przeznaczonym na odlewy ciśnieniowe. Artykuł podzielony jest na grupy
tematyczne, grupy tworzyw, są to: stopy
aluminium, stopy magnezu, stopy cynku, stopy miedzi. Odrębne grupy stanowią stale na formy i rdzenie (rodzaje stali,
ich wytrzymałość, możliwość powlekania)
oraz materiały oddzielające i smarujące.
Omawiając poszczególne grupy tworzyw
przeznaczonych na odlewy ciśnieniowe
omówiono ich właściwości wytrzymałościowe, możliwości ich częściowego przetworzenia i przygotowania, np. do odlewania tixotropowego, a także obróbkę
cieplną, możliwości spawania, odporność
na korozję możliwości odzysku (stopy Al
i Mg).
Usuwanie odlewów z wnęki formy
w procesie odlewania ciśnieniowego.
Druckguss 2008, nr 3, s. 125−136.
Opisano rozwój i zastosowanie metod obliczania siły niezbędnej do usunięcia odlewu z formy ciśnieniowej. Przedstawiona
metoda obliczeń naprężeń powierzchniowych, a tym samym sił działających na
rdzeń (środek odlewu) albo wkładkę, zakłada, że cienkie przekroje odlewu wokół
rdzenia podczas skurczu są plastyczne.
W przekrojach plastycznych naprężenia wywołane skurczem osiągają granicę
plastyczności stopu. W obszarze cienkich
przekrojów odlewu maksymalne napięcie
powierzchniowe równe jest granicy plastyczności stopu. Fakt ten stał się podstawą do określenia sił niezbędnych do
wyciągnięcia prostokątnych i cylindrycznych odlewów z formy z uwzględnieniem
właściwości stopu, współczynnika tarcia
i temperatury w momencie wyciągania
odlewu z formy. Za pomocą tej uproszczonej metody można wyznaczyć siły działające na skomplikowane odlewy i wkładki.
Z przykładów obliczeniowych sił wynika,
że tylko po wyznaczeniu siły niezbędnej
do wyciągnięcia odlewu z formy można
zaprojektować odpowiednią formę ciśnieniową.
Technologia wykonania cienkościennych obudów do notebooków jako
odlewów ciśnieniowych ze stopów
aluminium.
Druckguss 2008, nr 4, s. 163−166.
Wykonywanie cienkościennych odlewów
ciśnieniowych ze stopów aluminium jest
szczególnym wyzwaniem, ponieważ trudne jest ustalenie odpowiedniej lejności
i odpowiedniego sposobu zasilania dla grubości ścianki mniejszej niż 1 mm. Dlatego
też w ramach tej pracy przeprowadzono
badania pod kątem wykonania odlewu
cienkościennego (obudowy notebooka)
o grubości ścianki 0,7 mm, ze stopu
Al-Si-Cu. Do badań zastosowano oprogramowanie do symulacji krzepnięcia MAGMAsoft. Próby odlewania przeprowadzono
na maszynie firmy Buehler model Evolution B53D. Zbadano dwa różne rodzaje
układów wlewowych „styczny" i „wielopunktowy" z sześcioma różnymi wlewa-
Odlewy ciśnieniowe wykonywane
metodą Vacural z przeznaczeniem na
elementy podlegające znacznym obciążeniom.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 3, s. 36−38,
40.
Odlewy ciśnieniowe znajdują zastosowanie głównie tam, gdzie konieczne jest
zastosowanie skomplikowanych elemen-
21
Odlewnictwo Współczesne
tów w połączeniu z ich funkcjonalnością.
Odlewy ciśnieniowe cienkościenne krzepną szybko, mają drobną strukturę a tym
samym dobre właściwości mechaniczne.
Wykonane metodą tradycyjną mają szereg wad, jak na przykład: porowatość,
jamy skurczowe, co wpływa niekorzystnie na ich właściwości i sprzyja stosowaniu alternatywnych metod wytwarzania.
Stosowanie metod próżniowych w odlewnictwie ciśnieniowym umożliwia redukcję
wad odlewów poprawia ich właściwości
mechaniczne poprzez obróbkę cieplną T6.
Techniką próżniową jest metoda odlewania „Vacural". Podstawową ideą metody
„Vacural" w odlewnictwie ciśnieniowym jest
pełne odpowietrzenie wnęki formy przed
wprowadzeniem do niej ciekłego metalu.
W ten sposób uniemożliwia się powstawanie pęcherzy i wtrąceń powietrza, a także innych zanieczyszczeń. W metodzie tej
ciekły metal wprowadzany jest do wnęki
formy od dołu, zasysany bezpośrednio z
pieca do wytrzymywania ciekłego metalu.
O ilości podawanego metalu decyduje ruch
tłoka, którym zamyka się dopływ metalu.
Odlewy wykonywane metodą „Vacural"
można spawać, mają one lepsze właściwości mechaniczne. Omówiono właściwości mechaniczne odlewów wykonanych tą
metodą i porównano je z właściwościami
odlewów wykonanymi tradycyjnymi technologiami. Podano przykłady zastosowania odlewów wykonanych metodą „Vacural” (motoryzacja).
oraz mieć trwałą konstrukcję. W artykule
tym omówiono istotne właściwości zaworów próżniowych, których sprawność, jak
i funkcja są bardzo istotne dla procesu
odlewania. Opisano także sposób sterowania ich pracą oraz znaczenie w procesie
odlewania. Tak na przykład układ próżniowy VDS pracuje w sposób ciągły, zastosowano go do szybkich (o dużej sprawności) systemów sterowania i trwałych
pod względem konstrukcyjnym zaworów.
Zawory próżniowe stosowane w procesie
odlewania ciśnieniowego powinny mieć
niskie koszty eksploatacji. Przeprowadzono szereg prób i pomiarów oraz symulację
numeryczną przy wprowadzaniu nowych
układów próżniowych (zaworów).
08. TECHNOLOGIA ODLEWANIA
PRECYZYJNEGO. PRASOWANIE
W STANIE CIEKŁYM.
ODLEWANIE W FORMACH
SKORUPOWYCH
Opracowanie modelu matematycznego przesycania powierzchniowej
warstwy masy spoiwem przy otrzymywaniu form skorupowych.
Processy lit'ja 2008, nr 5, s. 67−77.
W Fizyczno-Technologicznym Instytucie
Metali i Stopów na Ukrainie opracowano
oryginalną metodę otrzymywania form
skorupowych. Łączy ona szereg technologicznych operacji, prowadzonych bezpośrednio w skrzynce - kontenerze. Operacja
ta podobna jest do zabiegu przygotowania
masy i polega na wymuszonym przesycaniu w próżni suchego piasku spoiwem,
który skleja warstwę piasku przy roboczej
powierzchni i tym samym tworzy związaną formę skorupową. Rozpatrywano matematyczny model wpływu gradientu ciśnienia, sorbcji i temperatury na proces
przesycania piasku spoiwem.
Optymalizacja pracy układu próżniowego do wytwarzania próżni w celu
poprawy jakości odlewów ciśnieniowych. Studium praktyczne.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 3, s. 43−48.
Próżniowe odlewanie ciśnieniowe umożliwia wykonywanie odlewów aluminiowych
o małych grubościach ścianek z powtarzalnością, określonych właściwości mechanicznych z uwzględnieniem lub bez
uwzględniania obróbki cieplnej, a także uzyskanie odpowiedniej jakości powierzchni odlewów. Taki proces wymaga
szybkiej i dokładnej kontroli próżni, a
także jej oceny. Zawory próżniowe muszą
mieć krótki czas reakcji (czas zamykania)
Monitorowanie lepkości z zastosowaniem czujnika stanu stałego w zastosowaniu do mieszanek ceramicznych.
Incast 2008, Vol.21, nr 5, s. 28−29.
Monitorowanie lepkości mieszanek cera-
22
Odlewnictwo Współczesne
micznych w procesach precyzyjnego odlewania jest istotnym czynnikiem dla utrzymania kontroli procesów i osiągnięcia
końcowych świadectw jakości. W przypadku kiedy odlewnia stosuje szereg metod
dla zapewnienia jakości swoich mieszanek
najbardziej przydatnym urządzeniem jest
wiskozymetr. Scharakteryzowano budowę
i możliwości wiskozymetrów pracujących
na zasadzie czujników fal akustycznych.
Ich zalety powodują, że przewyższają one
możliwości wiskozymetrów tradycyjnych
- mechanicznych i elektromechanicznych.
Są to małe urządzenia, które mogą być
całkowicie zanurzone w gęstwie ceramicznej. Na ich wskazania nie mają wpływu
takie czynniki jak warunki przepływu,
uderzenia i wibracje. Mogą być stosowane
w trudnych warunkach w zakresie temperatury od 0 do 80−730°C, a pomiary mają
dużą dokładność. Mogą one dostarczać
informacji on-line o lepkości i temperaturze gęstwy. I mogą być zintegrowane
z platformami pomiarowymi. Wiskozymetry akustyczne mierzą akustyczny
opór pozorny. Do pomiaru wykorzystuje
się rezonator fal akustycznych z kryształu kwarcu w kontakcie z badaną cieczą.
Dane zbierane są w jednominutowych odstępach, monitorowane i rejestrowane.
precyzyjne dla turbin gazowych i odlewów
dla urządzeń lotniczych.
Nowa technologia unikania odwęglania warstwy powierzchniowej odlewów staliwnych przy odlewaniu metodą wytapianych modeli.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s.21−26.
Opracowano technologię, która ma na
celu eliminację odwęglania odlewów staliwnych i żeliwnych w procesie odlewania
metodą wytapianych modeli. Stwierdzono, że wprowadzenie do warstwy ognioodpornej formy ceramicznej fluorku potasu, (która rozkłada się przy nagrzewaniu
do temperatury powyżej 1000 stopni C z
wydzieleniem fluoru) powoduje związanie
tlenu. Wprowadzenie fluorku równocześnie do drugiej i trzeciej warstwy formy
ceramicznej w zupełności zapobiega procesowi odwęglania.
Technologiczne możliwości wykorzystania odpadów z produkcji modeli ze
styropianu spienionego.
Processy lit'ja 2008, nr 2, s. 43−48.
Przedstawiono metody przeróbki (wykorzystania) odpadów z produkcji modeli ze
spienionego styropianu. Przedstawiono
wyniki prac doświadczalnych nad wpływem zawartości „wtórnych granulek” na
szczelność, wytrzymałość zgazowanych
modeli i na szybkość podnoszenia się metalu w formie. Stwierdzono, że wprowadzenie do matrycy (formy na model) 50%
„wtórnych granulek” nie prowadzi do pogorszenia jakości modeli i uzyskanych z
nich odlewów. Uzyskane wyniki pozwalają
zaoferować opracowaną metodę do aplikacji przemysłowej.
Obniżenie o 50% ciężaru zespołu
przez dobre rozwiązanie i zastosowanie odlewów precyzyjnych.
Incast 2008, Vol.21, nr 6, s. 12.
Na życzenie klienta odlewnia Aristo-Cast
wprowadziła innowacyjne rozwiązanie,
w którym w miejsce zespołu tulei cylindrowej, składającego się z 6 obrabianych
mechanicznie części, zastosowano jeden
odlew.
White Light - system pomiaru dokładności wymiarowej odlewow precyzyjnych przy użyciu 3-wymiarowej digitalizacji.
Incast 2008, Vol.21, nr 7, s. 24−25.
Technologia przyspieszonego wyżarzania form ceramicznych.
Processy lit'ja 2008, nr 2, s. 49−55.
Opracowano technologię przyśpieszonego wyżarzania form ceramicznych dla
metody wytapianych modeli z wprowadzeniem do masy ceramicznej dodatków
zawierających utleniacze. Ustalono optymalne parametry wprowadzania utlenia-
Opracowano nowoczesny system bezkontaktowego pomiaru dokładności wymiarowej dla Przedsiębiorstw Przemysłu Ciężkiego Mitsubishi produkujących odlewy
23
Odlewnictwo Współczesne
usuwanie dużych frakcji wtrąceń niemetalicznych przez przesycanie kąpieli wodorem w 1-szym etapie oraz usuwanie
wodoru znaną, efektywną metodą w drugim etapie rafinacji. Przedstawiono wyniki
badań wpływu rafinacji (opisaną w artykule metodą) na właściwości mechaniczne
stopów AK12M2 i AK7M2 (wytrzymałość,
plastyczność).
czy i ich skład. Czas wyżarzania form został skrócony o ponad 20%.
09. INNE TECHNOLOGIE
ODLEWANIA
O hydrodynamice procesu zalewania
ciekłego metalu do formy wirującej
wzdłuż osi poziomej.
Lit.Proiz. 2008, nr 4, s. 26−30.
Urządzenia do wielowyjściowej dostawy mocy pozwalają zwiększyć
produkcję odlewów precyzyjnych.
Incast 2008, Vol. 21, nr 5, s. 24−27.
Ruch ciekłego metalu przy zalewaniu do
form wirujących można podzielić na trzy
fazy, wychodząc z założenia warunków dynamicznych panujących w formie. Fazy te
opisano obszernie w artykule. Fazę trzecią podzielono na dwa okresy. Hydrodynamiczne warunki ruchu ciekłego metalu
w formach wirujących wokół osi poziomej
są różne. Najważniejszym parametrem
jest szybkość zalewania formy, zależna
od średnicy kanału doprowadzającego
metal. Ruch metalu wzdłuż formy zależy
także od właściwości powierzchniowych
ciekłego metalu, materiału wewnętrznej
powierzchni formy i atmosfery gazowej
we wnęce. Ważnym jest w tej technologii
proces rozpoczynania wirowania, w którym powinno się zapobiegać tak zwanemu
”deszczowaniu” kropel ciekłego metalu.
Scharakteryzowano stację generatora
mocy zdolną do zasilania równoczesnego
dwóch lub więcej pieców. Jest ona stosowana w dużych topialniach od początku
lat 90-tych ubiegłego wieku dla odlewni
stosujących odlewanie w masach wilgotnych. Zwykle ta uniwersalna stacja umożliwia topienie przy równoczesnym wytrzymywaniu ciekłego metalu w drugim
piecu podczas dodawania pierwiastków
stopowych, pobierania próbek i spustu.
Ostatnio generatory te zaczęto stosować
w odlewniach precyzyjnych. Stacja ta
umożliwiła topienie równocześnie w dwóch
piecach, topienie w jednym piecu i ciągłe
odlewanie lub obróbkę cieplną w drugim,
a także topienie i przetrzymywanie przy
odlewaniu przeciwgrawitacyjnym. W artykule opisano jak rozwijała się technologia
wielofunkcyjnego zasilania mocą. Podano
także praktyczne rozwiązania z podaniem
przykładów odlewni w której stacje pracują. Oprócz zasilania dwóch pieców podano
schematyczne rozwiązania dla potrójnej
dostawy mocy.
10. TOPIENIE
Rafinacja stopów Al w celu usunięcia
stałych wtrąceń niemetalicznych z
wykorzystaniem wodoru.
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 48−56.
Oczyszczanie ciekłego aluminium.
Mod.Casting 2008, Vol. 98, nr 11,
s. 32−34, 36−37.
Najbardziej rozpowszechnione metody
rafinacji mają niedostatki, takie jak zależność stałych, niemetalicznych wtrąceń od przypadkowego charakteru spotkania z pęcherzykami gazu lub topnika
oraz niekontrolowany charakter usuwania
drobno rozłożonych wtrąceń niemetalicznych, które spełniają korzystną rolę jako
zarodki krystalizacji. Dla zapobieżenia
tym szkodliwym procesom zaproponowano kombinowaną metodę. Obejmuje ona
Konieczne jest zrozumienie i kontrola absorpcji wodoru, tworzenia się żużla, metalicznych i niemetalicznych wtrąceń oraz
powstawania tlenków dla uzyskania właściwej jakości stopionego metalu. Omówiono powstawanie wtrąceń gazowych
w różnych fazach topienia i transportu ciekłego metalu oraz skuteczności różnych
metod odgazowywania.
24
Odlewnictwo Współczesne
11. OCZYSZCZANIE I WYKAŃCZANIE ODLEWÓW
Piece elektryczne do topienia, wytrzymywania ciekłego metalu i odlewania (część 42).
Giesserei 2008, Jg. 95, H.3, s. 64−70,
75−78, 80
Szczególne aspekty technologicznego
procesu naprawy odlewow ze stopów
magnezu.
Lit.Proiz. 2008, nr 3, s. 14−16.
Artykuł o charakterze cyklicznym stanowi zestawienie literatury na temat pieców
elektrycznych do: topienia, wytrzymywania ciekłego metalu i odlewania. Artykuł
podzielono na następujące grupy tematyczne: stan techniki w zakresie pieców
elektrycznych stosowanych w odlewnictwie (technologia topienia); energia elektryczna w topialni (zasady optymalnego
jej wykorzystania); topienie indukcyjne
żeliwa i stali; topienie indukcyjne metali
nieżelaznych i transport ciekłego metalu;
układy podgrzewane do automatycznego
odlewania.
Wysoka skłonność stopów magnezu do
utleniania i skurczu powoduje występowanie dużego procenta braków w odlewach
takich jak pęcherze, pęknięcia, wtrącenia
topników i żużla. Scharakteryzowano te
wady. Jako podstawową metodę naprawy tych wad uznano spawanie. Dlatego
w ośrodkach badawczych prowadzono
badania spawalności i sposobów jej podwyższenia dla najczęściej stosowanych
układów Mg-Al-Zn i Mg-Zn-Zr. Opisano
charakterystyczne cechy procesu spawania stopów magnezu. Problemem jest
tutaj zapobieganie powstawaniu pęknięć
na gorąco w napawanym metalu i czasem
w strefie przejściowej. Podano zalecenia
technologiczne i metalurgiczne dla naprawy odlewów ze stopów magnezu przez
spawanie i zalecono skład drutu na spoinę
dla stopów ML5, ML10, ML12 i ML15.
Perspektywy zastosowania technologii bezpośredniego wprowadzania
pierwiastków stopowych przy zastosowaniu tlenków metali.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 26−30.
Przegląd literatury na temat bezpośredniego stopowania odlewanych stopów
manganem i chromem z utleniających
materiałów. Przedstawiono eksperymentalne dane stopowania żeliwa chromem,
niklem, wanadem z tlenkami z kąpieli metalowej. Pokazano prostotę i efektywność
technologii stopowania odlewanych stopów tlenkami metali.
Obróbka odlewów na wymiar.
Druckguss 2008, nr 2, s. 82−84.
Firma „Koenig Praezision" GmbH wyspecjalizowała się w precyzyjnej obróbce odlewów. Początkowo w roku 2000 wykrawano (usuwano) zalewki także ręcznie.
Z biegiem czasu, ze względu na rosnące wymagania jakościowe obróbki powierzchni odlewów, firma się modernizowała i aktualnie posiada nowoczesne
urządzenie odśrodkowe do śrutowania.
Opisano eksploatację takiego urządzenia.
Podano jego opis techniczny.
Odgazowanie stopów aluminium metodą próżniowo-plazmową.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 35−38.
Przedstawiono nowe technologie rafinacji
stopów metali nieżelaznych (kolorowych)
przy nieprzerywanym (ciągłym) rozlewaniu metalu, rozpatrzono właściwości procesu usuwania wodoru ze stopów Al przy
dogłębnej ich obróbce zimną i gorącą plazmą argonową w warunkach atmosferycznych i w próżni.
Wyższa wartość rynkowa produkcji
dzięki robotom. Roboty przemysłowe
przejmują procesy obróbki.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 2, s. 134−135.
W artykule przedstawiono w sposób kompleksowy zastosowanie nowoczesnych,
sterowanych
numerycznie
25
Odlewnictwo Współczesne
12. METALOZNAWSTWO
I OBRÓBKA CIEPLNA
z wyspecjalizowanym oprogramowaniem
robotów w gniazdach odlewania ciśnieniowego. Roboty znajdują zastosowanie nie
tylko jako urządzenia do odbioru odlewów
ciśnieniowych. Stosowane są także jako
urządzenia do usuwania zalewek, a także wykańczania odlewów, wykonywania
takich czynności, jak: toczenie, nawiercanie, frezowanie, szlifowanie. W odlewnictwie ciśnieniowym coraz częściej stosuje
się roboty wielofunkcyjne, które mogą
współpracować z szeregiem maszyn ciśnieniowych. Automatyczne wykańczanie
odlewów możliwe jest w pewnych granicach, które narzucane są przez dopuszczalne tolerancje i są one różne dla różnych obszarów odlewu. Ograniczeniem
może być też usytuowanie robota czy odlewu obrabianego w urządzeniu.
O modyfikowaniu stopów aluminiowo-krzemowych przy odlewaniu
ciśnieniowym.
Lit.Proiz. 2008, nr 3, s. 19−22.
Badano wpływ modyfikowania stopów aluminium zaprawą Al-Ti-B przy odlewaniu
ciśnieniowym ze szczególnym uwzględnieniem zmiany morfologii dendrytów.
Ponieważ przy odlewaniu ciśnieniowym
następuje rozdrobnienie ziarna w odlewach, celem modyfikacji jest w tym przypadku badanie oddziaływania modyfikatora na morfologię, rozłożenie w odlewie
i stabilność wymiarów pierwotnych kryształów roztworu stałego α w stopie aluminium. Do badań wybrano stop AK8M2BR
i porównano ze stopem AK12. Opisano
otrzymaną mikrostrukturę po modyfikacji. Metoda ta pozwoliła między innymi
zmniejszyć porowatość dzięki temu, że
tytan wiąże wodór w wodorki. Właściwości stopów porównywano w temperaturze
eksploatacji cylindrów. Dyskutowano mechanizm oddziaływania modyfikatora na
strukturę stopu AK8M2BR. Zalecany dodatek tytanu wynosi 0,01−0,15%. Pokazano fragment układu potrójnego Al-Ti-B,
na który wprowadzono konoidalny trójkąt
Al-TiB2-TiAl3. Fazy TiB2 i TiAl3 mają wysoką
temperaturę topienia. Służą jako zarodki
krystalizacji dla pierwotnych kryształów
dendrytów roztworu α. Przedstawiono obliczenia ilości ziaren i opisano mechanizm
ich wzrostu, zapewniający wyrównywanie
i stabilność wielkości ziaren.
Obróbka za pomocą robotów z systemem „robmill".
Druckguss 2008, nr 3, s. 121−124.
Artykuł dotyczy zastosowania robotów
z systemem „robmill" do wykańczania odlewów ciśnieniowych. System został opracowany przez austriacką firmę Fill GmbH.
W artykule poruszono zagadnienie dokładności obróbki. W celu rozwiązania
tego problemu zdecydowano się na zastosowanie kinematyki standardowej, ponieważ gwarantuje ona dużą elastyczność
pracy robota i duże możliwości obróbki
jeśli chodzi o zakres pracy robota. W ramach projektu dokonano zmian konstrukcyjnych robota poprawiając jego sztywność oraz technikę sterowania jego pracą.
Omówiono obróbkę odlewów za pomocą
zmodernizowanego robota. Poruszono
także aspekt kosztów.
Osobliwości krystalizacji żeliwa sferoidalnego modyfikowanego w formie (metoda Inmold).
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 16−21.
Celem badań była analiza powstawania
mikrostruktury żeliw modyfikowanych
różnymi metodami, przedstawienie złożoności, mechanizmu i kinetyki procesu modyfikacji, a także kształtowanie się pierwotnej struktury w formie odlewniczej.
Na podstawie badań wywnioskowano, że
26
Odlewnictwo Współczesne
mechanizm pierwotnej grafityzacji z żeliwie sferoidalnym otrzymywanym metodą Inmold posiada charakter dualistyczny
i charakteryzuje się kinetyką fluktuacyjną.
i tlenku glinu na bazie fenomenologicznej teorii budowy faz metalurgicznych
według modelu harmonicznych struktur
materii (teoria MGS). Na bazie wyników
opracowanych w pierwszej części badań
opracowano strukturalne kompozycje faz
pośrednich krzemianów żelaza, których
skład określony został na podstawie układu podwójnego stanu FeO-SiO2 zbudowanego nową metodą graficzno-analityczną
w całym zakresie koncentracji stałych
i ciekłych składników.
Rozdrobnienie struktury krzepnącego
stopu w warunkach wibracji o niskiej
częstotliwości.
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 35−40.
Rozpatrzono możliwe mechanizmy oddziaływania wibracji o niskiej częstotliwości na
proces rozdrobnienia struktury pierwotnej
krzepnących modelowych wlewków metali. Badano związek między mechanizmem
oddziaływania wibracji a intensywnością
procesu odprowadzania ciepła z krzepnącego wlewka. Wykazano możliwość
rozwoju kawitacji w stopie przy oddziaływaniu wibracji o niskiej częstotliwości.
Przy krzepnięciu wlewka oddziaływanie
wibracji na krystalizujący stop powoduje powstawanie następujących efektów:
mechaniczne łamanie się i rozdrobnienie
kryształów na froncie krystalizacji powoduje zwiększenie ilości zarodków krystalizacji, zarodkowanie centrów krystalizacji w objętości stopu w wyniku kawitacji,
zniszczenie kryształów przy powstawaniu
pęcherzy kawitacyjnych. Jednak problem
czynnika dominującego nie jest ustalony.
Opisano metodę badań przeprowadzonych dla ustalenia modelu oddziaływania
wibracyjnego na krzepnący wlewek.
Wykonywanie odlewów w formach
wykonanych z ognioodpornej osnowy
ziarnowej, kokilowych z metali lekkich (część 45). Cześć 1: Aluminium podstawy metaloznawcze, tworzywa
i ich właściwości.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 3, s. 50−60,
62.
Artykuł o charakterze cyklicznym stanowi
zestawienie literatury na temat wykonywania odlewów piaskowych i kokilowych
z metali lekkich ze szczególnym uwzględnieniem aluminium. Literaturę zestawiono pod kątem podstaw metalurgicznych,
stosowanych tworzyw i ich właściwości.
Omawiane pozycje literatury opatrzone są
krótkim komentarzem. Artykuł podzielono
na następujące grupy tematyczne: struktura; wady struktury; obróbka cieplna
stopów; opracowywanie nowych stopów
aluminium i optymalizacja ich właściwości; zmęczenie stopów i ich zniszczenie
mechaniczne; zmęczenie termomechaniczne, pełzanie i naprężenia własne;
właściwości korozyjne i właściwości powierzchni; zużycie.
Strukturyzacja faz tlenkowych w procesach odtleniania stopów Fe-C krzemem i aluminium. Część 2.
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 56−62.
Przy odtlenianiu stopów Fe-C krzemem
i aluminium natura wtrąceń niemetalicznych
warunki powstawania obszarów homogenizacji, stabilność termiczna określane są
stanem strukturalno-chemicznym układu
potrójnego FeO-SiO2- Al2O3, obejmujące układy binarne FeO-SiO2, FeO-Al2O3,
SiO2-Al2O3, które były przedmiotem badań
w kolejnych publikacjach. W pierwszej części
przedstawiono wyniki badań strukturalnochemicznych stanu wyjściowego ciekłych
i stałych składników: wustytu, krzemionki
13. ŻELIWO I ODLEWY
ŻELIWNE
Kształtowanie się struktury żeliwa
modyfikowanego cyrkonem na klocki
hamulcowe.
Lit.Proiz. 2008, nr 3, s. 2−3.
Prowadzono badania modyfikacji cyrkonem żeliwa przeznaczonego na klocki hamulcowe dla pojazdów szynowych.
27
Odlewnictwo Współczesne
Określono kształtowanie się struktury
i mechanizm powstawania ferrytu. Określono krzywe chłodzenia. Stwierdzono, że
cyrkon oddziaływuje rafinująco i odgazywująco na żeliwo oraz że cyrkon rozdrabnia fazę grafitową.
gań technicznych. Dlatego przeprowadzono badania mające na celu opracowanie
rozwiązań technologicznych przy odlewaniu dużych tulei dla silników okrętowych. Równomierna gęstość form i różna przewodność cieplna poszczególnych
części form zapewni optymalne warunki
krystalizacji metalu i powstawania wymaganej struktury w odlewach. Opracowano nową technologię przygotowania
odlewów pierścieni. Zastosowano okrągłe
skrzynki, zapewniające równą warstwę
masy na obwodzie odlewu i formę stopniową o poziomej płaszczyźnie podziału.
W poszczególnych częściach formy zastosowano różne masy: dla części pod
nadlewem masy o wysokiej przewodności
cieplnej a dla pozostałych masę piaskowo-gliniastą z dodatkiem szamotki, masy
chromitowe, masy chromitowo-magnezytowe oraz masy wiązane chemicznie. Wykonano próbną serię przemysłową według
nowej technologii dla odlewów z żeliwa
o wytrzymałości do 300 MPa i twardości
do 260 HB.
Problemy zabieleń w odlewach żeliwnych i metody zapobiegające im.
Lit.Proiz. 2008, nr 3, s. 4−6.
Omówiono problem zabieleń w odlewach
żeliwnych. Dla ich wyeliminowania proponuje się obróbkę cieplną lub modyfikację grafityzującą. Najbardziej optymalna
jest późniejsza modyfikacja grafityzująca prasowanymi tabletkami modyfikatora
o specjalnym składzie chemicznym
umieszczonych we wlewie głównym formy
odlewniczej. W tej technologii uzyskujemy
maksymalny efekt grafityzacji (zarodkowanie i wzrost grafitu), prawidłowy obraz
cementytu i wyrównanie fizyczno-mechanicznych właściwości żeliwa w przekrojach
odlewu.
Wysokojakościowe żeliwo jako materiał na szybko zużywające się elementy maszyn.
Lit.Proiz. 2008, nr 2, s. 2−4.
Efektywna metoda zapobiegania zabieleniom w odlewach żeliwnych.
Lit.Proiz. 2008, nr 1, s. 2−4.
Eliminacja zabieleń w odlewach żeliwnych
jest trudnym problemem w produkcji części dla maszyn. Autorzy zbadali i rozwinęli
efektywną metodę pozwalającą rozwiązać
ten problem. Opracowali i wytworzyli dodatek grafityzujący eliminujący zabielenia
w odlewach żeliwnych o różnej postaci
grafitu.
Opracowano oszczędnościowe, chromowe, odporne na ścieranie żeliwo. Porównawcze badania właściwości mechanicznych i użytkowych dziesięciu gatunków
żeliw odpornych na ścieranie pozwoliły
na ujawnienie dwu najlepszych gatunków: ekonomicznego stopu ICh270Kh18
i bezniklowego stopu ICh210Kh30G2. Dla
poprawy udarności i obrabialności opracowano kompleksowe modyfikatory i warunki obróbki pozwalające na wykonywanie elementów zastępujących dotychczas
stosowane ze stali (np. części do kultywatorów lub lemiesze).
Rozwój technologii odlewanych wałów korbowych z wysokowytrzymałego żeliwa.
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 9−16.
Przedstawiono kilkuletnie prace badawcze
nad poprawą technologii wałów korbowych z żeliwa sferoidalnego, które zastępują części kute z niskostopowych stali.
Dokonano analizy pod względem technologicznym, ekologicznym rynkowym i ekonomicznym i wskazano sposoby poprawy
właściwości fizycznych, mechanicznych
i użytkowych, które zastępują części kute
z niskostopowych stali.
O wykonywaniu masywnych odlewów tulei dla silników okrętowych
Diesel’a.
Lit.Proiz. 2008, nr 2, s. 8−11.
Stwierdzono, że właściwości tulei cylindrowych według stosowanej technologii
nie mogą spełnić podwyższonych wyma-
28
Odlewnictwo Współczesne
Wpływ dodatków kompleksowych
związków miedzi, siarki, aluminium
lub tytanu na strukturę żeliwa szarego.
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 21−29.
Odlewnia Dotson Iron Castings zastąpiła
spawany z wielu elementów zespół mocujący traktora - kilkoma częściami odlewanymi z żeliwa sferoidalnego, redukując
ciężar (o 30%) zespołu, poprawiając jego
parametry i wygląd zewnętrzny.
Wprowadzenie do żeliwa szarego miedzi
i siarki powoduje powstawanie w strukturze osobnych wydzieleń kombinacji
siarczków tworzących zwarte wtrącenia
o kulistym kształcie. Siarczki tworzą się
w połączeniu z miedzią, żelazem i manganem. Działają one jako elementy smarujące w strukturze i podwyższają właściwości
trybologiczne. Dla uzyskania podwyższonej odporności na ścieranie w ekstremalnych warunkach tarcia użyto dodatku aluminium i tytanu. Dlatego przeprowadzono
badania wpływu aluminium lub tytanu na
strukturę, skład chemiczny faz (szczególnie siarczków), właściwości mechaniczne
faz żeliw stopowych z miedzią i siarką.
Naskórek odlewniczy oddziałuje na
lekkie odlewy z żeliwa sferoidalnego.
Mod.Casting 2008, Vol. 98, nr 2,
s. 49−50.
Objęte normami właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego i wermikularnego badane są na próbkach obrabianych
mechanicznie. Ponieważ odlewy zachowują w dużej mierze swoją warstwę powierzchniową zwaną naskórkiem, to właściwości statyczne jak i dynamiczne mogą
w praktyce odbiegać od wartości mierzonych standardowych próbkach. W miarę
jak grubość odlewu maleje wpływ naskórka na właściwości mechaniczne wzrasta.
Przeprowadzono badania różnych cech,
które razem definiują wpływ naskórka, opracowano metodę jego pomiaru
w cienkościennych odlewach z żeliwa sferoidalnego i jaki mają wpływ na jego właściwości. Badano także wpływ naskórka
w odlewach z żeliwa wermikularnego. Podzielono tzw. „naskórek” na dwie części:
powierzchniową, która jest uznana jako
chropowatość odlewu i warstwę podpowierzchniową obejmującą zdegenerowane wydzielenia grafitu oraz pierścień perlityczny. Stwierdzono, że chropowatość
wzrasta ze wzrostem ciśnienia metalostatycznego. Degeneracja mikrostruktury
w podpowierzchniowej warstwie naskórka
jest wynikiem dyfuzji tlenu z formy do żeliwa, a dyfuzja węgla z formy może być
powodem powstania pierścienia perlitu.
Struktura i twardość odlewanych kul
z żeliwa chromowego odlewanych
z zastosowaniem modeli zgazowanych.
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 63−67.
Stosowane metody odlewania mielników do różnego rodzaju kokil cechują się
dużą ilością braków, dochodzącą do 25%.
W celu zmniejszenia ilości braków poszukiwano technologii alternatywnych. Przeprowadzono próby odlewania mielników
z zastosowaniem metody modeli zgazowanych. Wykonano dwie serie odlewów
o średnicach 25 i 90 mm. Opisano mikrostrukturę na przekroju odlewów. W charakterze wypełniacza form zastosowano
piasek kwarcowy i śrut metalowy. Zastosowano pokrycia ochronne, ognioodporne,
z pasty cyrkonowej. Mikrostruktura odlewów składa się z eutektyki austenitycznowęglikowej na bazie węglików chromu.
Porównano strukturę (zabielenie) i twardość kul odlanych technologią zgazowanych modeli i kokilowo.
Odlew rozwiązuje problemy.
Mod.Casting 2008, Vol. 98,
s. 45−48.
nr
Wskaźniki mechaniki pękania różnych gatunków żeliwa.
Konstruieren+Giessen 2008, Jg. 33, nr 4
s. 2−34.
W artykule tym przedstawiono w sposób
kompleksowy badania prowadzone przez
Instytut Materiałoznawstwa Akademii Górniczej we Freibergu dotyczące wyznaczania i wykorzystania wskaźników mechani-
11,
29
Odlewnictwo Współczesne
ki pękania różnych gatunków żeliwa przy
obciążeniu statycznym, dynamicznym
i zmiennym. W rozważaniach uwzględniono także obszerną literaturę, która jest
bibliografią tego artykułu. Wynikiem badań mechaniki pękania gatunków żeliwa
o dobrych właściwościach plastycznych (żeliwa sferoidalnego) pokazują wyraźnie, że
w porównaniu ze stalą i staliwem wskaźniki te są znacznie wyższe niż należałoby się tego spodziewać po stosunkowo
niskiej udarności. Dlatego też jest możliwa rzeczywista ocena bezpieczeństwa
odlewów z żeliwa o dobrych właściwościach plastycznych (żeliwa sferoidalnego)
w przypadku bezpośredniego porównania
ze stalą i staliwem. Tak jak to miało miejsce w przypadku dopuszczenia do eksploatacji rur z żeliwa EN-GJS-400-18 odlewanych odśrodkowo. W artykule opisano
badania następujących gatunków żeliwa:
żeliwo szare z grafitem płatkowym, żeliwo szare z grafitem wermikularnym, sferoidalne, ciągliwe. Omówiono zagadnienie
odporności na zużycie żeliw zabielanych.
Omówiono zastosowanie odlewów żeliwnych, np. na koła wagonów, zbiorniki,
elementy turbin elementy elektrowni wiatrowych. Przedstawiono też zagadnienie
wytrzymałości żeliwnych połączeń spawanych.
także substancje posiadające właściwości
twardych smarów, które zawierają grafit
i siarczki metali z heksagonalną krystaliczną siatką.
14. STALIWO I ODLEWY
STALIWNE
Otrzymywanie narzędzi odlewanych
z odpadów stali szybkotnącej.
Lit.Proiz. 2008, nr 4, s. 6−8.
W Rosji prowadzone są prace nad ujednoliceniem technologii przeróbki odpadów
stali szybkotnącej mające na celu zapewnienie stabilnych właściwości narzędzi
szybkotnących. Do badań wybrano odpady stali R6M5 które przetapiano elektrożużlowo i poddano obróbce termomechanicznej, tzw. ekstruzji. Badania wykazały
nieco obniżoną zawartość wolframu i molibdenu w stosunku do zalecanej w GOST
19265-73. Zawartość pozostałych pierwiastków odpowiada zaleceniom normy.
Mikrostruktura próbek po odlaniu i po wyżarzeniu w wysokiej temperaturze wykazywała grubą siatkę ledeburytu. Zastosowanie ekstruzji pozwoliło na rozdrobnienie
i rozrywanie siatki ledeburytu. Pokazano
makrostrukturę ziaren stali po ekstruzji
i obróbce pod ciśnieniem. Przedstawiono
wyniki kompleksowych badań właściwości
tej stali. Trwają badania frezów wykonanych według opisanych w artykule zaleceń.
Nowe stopy na bazie żelaza odporne na zużycie z uzupełniającą fazą
(siarczkową) - analogia trwałego
smarowania.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 70−73.
Techniczne możliwości podwyższania
odporności na niską temperaturę odlewów staliwnych.
Lit.Proiz. 2008, nr 3, s. 7−11.
Odporne na zużycie przez ścieranie stopy, które używane są do produkcji elemnetów pracujących w warunkach suchego
i granicznego tarcia wymagają pewnej
określonej struktury. W większości przypadków struktura tych stopów powinna
odpowiadać zasadom Sharpy. Główne wymagania trybologiczne odnośnie odpornych na ścieranie stopów to tworzenie na
powierzchni narażonej na ścieranie cienkiej warstwy (słoja) odpornej osnowy lub
dodatkowej fazy ograniczającej transfer
masy. W zakresie takich materiałów mogą
mieć zastosowanie miękkie i plastyczne
materiały (głównie miedź, cyna, ołów), a
Wykazano, że właściwości eksploatacyjne
odlewów staliwnych w warunkach klimatu o niskich temperaturach można poprawić przez mikrododatki silnie węglikotwórczych pierwiastków. Stwierdzono, że
efektywność modyfikacji staliwa modyfikatorami z pierwiastkami ziem rzadkich
zależna jest od szybkości stygnięcia.
30
Odlewnictwo Współczesne
Nowe technologie produkcji drobnych
odlewów ze stopów żelaza.
Lit.Proiz. 2008, nr 2, s. 37−39, sum.
15. STOPY METALI NIEŻELAZNYCH I ODLEWY Z TYCH
STOPÓW
Opisano produkcję śrutu staliwnego w zakładzie samochodowym w Mińsku, przy
wykorzystaniu specjalnego kompleksu
urządzeń. Uzyskuje się regularnie sferyczne powierzchnie i gładką powierzchnię śrutu.
Badanie właściwości nowych stopów
magnezu użytych do odlewania ciśnieniowego części samochodowych.
Lit.Proiz. 2008, nr 3, s. 27−30.
Przedstawiono dane studialne na temat
właściwości mechanicznych stopów Mg
nowej generacji, przeznaczonych na części
samochodowe. Określono wpływ dodatku
niektórych pierwiastków na wytrzymałość
i plastyczność stopów w temperaturach
20°C, 150°C i 250°C. Zbadano wpływ dodatku wapnia na redukcję utlenialności
stopów. Porównano właściwości eksploatacyjne części samochodowych wykonanych z badanego stopu z innymi odlewanymi ciśnieniowo stopami.
Badanie wpływu domieszek metali
nieżelaznych na właściwości staliwa
wysokojakościowego.
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 29−35.
Zbadano wpływ śladowych dodatków metali kolorowych (antymonu, ołowiu, cyny,
bizmutu i cynku) na właściwości mechaniczne staliwa stopowego (12Kh2GMFRL,
15Kh1M1FL, 34KhNZML) w temperaturze pokojowej i temperaturze wysokiej w
przedziale 1100°C - solidus.
Żarowytrzymałość tłokowych stopów
aluminiowo-krzemowych.
Lit.Proiz. 2008, nr 1, s. 5−6.
Kierunki poprawy jakości materiałów
ogniotrwałych do odlewania staliwa.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 31−34.
Określono wartości wydłużenia, współczynnika i czasu pękania próbek obciążonych w temperaturze 300°C. Wykazano,
że wartości trwałości podawane w literaturze prawie zawsze zawyżone są około
dwa razy. Właściwości odporności tłoków siluminowych w temperaturze 300°C
mogą być porównywalne z wytrzymałością
38,1 MPa po wstępnej obróbce cieplnej
w 100 h w temperaturze 300°C.
Przedstawiono badania nad zastosowaniem różnego typu ceramiki na filtry takich materiałów ogniotrwałych jak korund,
cyrkon z wykorzystaniem modyfikatorów
(proszki aluminium) a jako elementów
wiążących - zhydrolizowanego krzemianu etylu i spoiw fosforanowych. Przedstawiono skład chemiczny i charakterystyki
materiałów na filtry. Stwierdzono, że zastosowanie modyfikowanej ognioodpornej
ceramiki o omawianym składzie pozwala
otrzymać filtry o wysokich eksploatacyjnych właściwościach.
Odlewanie stopów aluminium z nanostrukturalnym i sferoidalnym krzemem.
Lit.Proiz. 2008, nr 1, s. 31−33, bibliogr. 3
poz. sum.
Artykuł omawia odlewanie z utwardzaniem
w czasie krystalizacji. Jest to gruntownie
nowa obiecująca technologia pozwalająca na produkcję odlewów ze stopów Al o
unikalnych fizykomechanicznych, technologicznych i eksploatacyjnych właściwościach. Opracowano i stworzono urządzenia i pilotowe stanowisko pozwalające
produkować 0,5−2 t odlewów na godzinę.
31
Odlewnictwo Współczesne
Pierwiastki stopowe dodawane do
stopów cynku na cienkościenne odlewy ciśnieniowe.
Mod.Casting 2008, Vol. 98, nr 9,
s. 39−42.
nych na odlewy. Stopy w stanie obróbki
T1 scharakteryzowano za pomocą wyników szeregu badań wytrzymałościowych.
Były to: jednoosiowe rozciąganie, badanie wrażliwości na wydłużenie, badanie
udarności (skłonności do rozdarcia), próby zginania, próby zginania płyty (próby
zginania przy trzech punktach podparcia)
i próba spęczniania przy ściskaniu osiowym. Ciągliwość warstwy brzegowej określono za pomocą modelowania odwrotnego. Określono także poziom zniszczenia
warstwy brzegowej (metody Cockcroft
i Latham). Wyniki w postaci danych numerycznych zostały wykorzystane w modelowaniu odkształcenia profili „U” podczas osiowego spęczniania i zginania przy
założeniu, że warstwa brzegowa jest bez
wad oraz, że obszar wewnętrzny profilu
posiada ograniczoną ciągliwość. Uzyskane podczas badań wyniki można zestawić
następująco: krzem wpływa na ciągliwość
i odkształcenie w wyniku rozciągania;
pęknięcia powstają w obszarach eutektycznych; ograniczenie ilości Si poprawia odkształcalność; przy jednoosiowym
obciążeniu inicjacja pęknięć ma miejsce
w środku odlewu, warstwa brzegowa ma
większą ciągliwość; przy odkształceniu
strukturalnym stop AlSi4Mg we wszystkich
przypadkach okazał się bardziej plastyczny; numeryczne przewidywanie zachowania się tworzywa (stopu) przy próbie
osiowego spęczniania jest w dużej mierze
zgodne z wynikami pomiarów jeśli chodzi
o powierzchnie było porównywalne; stop
AlSi9Mg okazał się bardziej kruchy zarówno przy próbie spęczniania, jak i przy próbie zginania.
W celu opracowania nowej rodziny
ciśnieniowych, cienkościennych odlewów
ze stopów cynku do handlowych stopów
cynku wprowadzano dodatek aluminium.
Uzyskano podwyższenie lejności stopu
oraz poprawę udarności, a próby przemysłowe wykazują, że stopy te mogą
być stosowane na odlewy cienkościenne
o wysokiej jakości. Przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych tych
stopów. Obliczenia termodynamiczne były
przeprowadzane, aby pomóc wyjaśnić zachodzące zjawiska i umożliwić przewidywanie projektów nowego typu stopów.
Jako punkt odniesienia wybrano stop 7
z grupy ZAMAK. Następnie przygotowano
stopy doświadczalne - przede wszystkim
z dodatkiem aluminium, zarówno nad- jak
i podeutektyczne.
Produkcja odlewów z brązów chromowych metodą odlewania kokilowego.
Processy lit'ja 2008, nr 4, s. 77−80.
Temperatura zalewania brązu chromowego w zależności od grubości odlewu powinna wynosić 1250−1350°C, temperatura kokili: 700−900°C, termoizolacyjne
pokrycie roboczych części kokili składa
się z 4% grafitu i 96% maszynowego oleju. Przy długotrwałym przetrzymywaniu
ciekłego metalu pod topnikiem w otwartym piecu powinno się dodawać 0,02% B
co każde 25−30 minut po wprowadzeniu
chromu.
Odlewanie metali kolorowych (część
42).
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 2, s. 66−76,
78.
Przejmowanie energii i strukturalna
zdolność do odkształceń odlewów ciśnieniowych ze stopów Al-Si.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 2, s. 34−36,
38, 40, 42.
Artykuł o charakterze cyklicznym jest
zestawieniem literatury na temat odlewania metali kolorowych. Podzielono go
na następujące grupy tematyczne: stopy odlewnicze miedzi; brązy i mosiądze
(ich badanie, rodzaje i rozwój); odlewanie
cyny i cynku (z pominięciem odlewania ciśnieniowego); odlewy ze stopów tytanu i
W poniższej pracy opisano badania cienkościennych profili „U” ze stopów AlSi4Mg
i AlSi9Mg, odlewanych ciśnieniowo, w celu
scharakteryzowania stopów zastosowa-
32
Odlewnictwo Współczesne
odlewanie stopów tytanu; odlewanie niklu
i odlewy ze stopów niklu.
do odlewania ciśnieniowego, monolitycznych bloków silników.
Ramy wewnętrzne drzwi rozmiaru
XXL.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 2, s. 129−132.
Rozważania na temat pomiaru wytrzymałości zmęczeniowej odlewów
ze stopów aluminium przeznaczonych
na silniki.
Konstruieren+Giessen 2008, Jg. 33, nr 4,
s. 35−37.
Artykuł dotyczy opracowywania konstrukcji i wykonania ram wewnętrznych drzwi
samochodowych bardzo dużych rozmiarów w aspekcie otrzymywania konstrukcji
lekkich. Przedstawiono historię rozwoju
dużych konstrukcji tego typu. Wcześniej
były to konstrukcje „mieszane” (stalowoblaszane). Aktualnie konstrukcje takie
wykonuje firma „Alcoa Automative”, są to
konstrukcje odlewane ciśnieniowo metodą ciśnieniową AVDC (metoda próżniowego odlewania ciśnieniowego). Tego typu
konstrukcje wykonywane są ze stopów Al
o masie 5,5 kg. Opisano wykonanie konstrukcji o wymiarach 1300 x 750 mm.
W przypadku tego typu dużych konstrukcji istotny jest dobór odpowiedniej grubości ścianki w celu zapewnienia odpowiedniej sztywności odlewu (przyjęto grubość
ścianki 3 mm). Istotną cechą konstrukcji
jest zdolność do przejmowania energii
uderzenia. Wybrano stop AlMg3Mn wytrzymujący uderzenia o szczególnie dużej
sile. Opisano sposób wykonania odlewu.
Dynamiczne wskaźniki wytrzymałościowe
mają coraz większe znaczenie w opracowywaniu konstrukcji odlewanych. Wyznaczanie wskaźników wytrzymałościowych,
szczególnie
odlewów
przeznaczonych
na elementy silnika, musi odbywać się
w warunkach eksploatacji. Należy brać
pod uwagę rodzaj struktury, charakter
obciążenia i warunki otoczenia. W artykule tym omówiono zależność średnich naprężeń od temperatury. W oparciu o liczne
badania głowic cylindrów i korpusów silników można, było niezależnie od siebie,
ustalić wpływ różnych odstępów między
dendrytami i charakteru porowatości na
wytrzymałość zmęczeniową. Istotna jest
tu także technologia wytwarzania.
Odlew ciśnieniowy obudowy silnika do ciężkich samochodów dostawczych ze stopu Al.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 3, s. 32−35.
Wpływanie
na
strukturę
stopu
AlSi17Cu4Mg poprzez dodatek węglika wapnia.
Druckguss 2008, nr 3, s. 109−112.
Stale rosnące koszty transportu doprowadziły również do ograniczania masy podzespołów odlewanych do samochodów dostawczych. Do ograniczenia masy pojazdu
a tym samym do zmniejszenia zużycia paliwa przyczynia się m.in. opracowywanie
lekkich konstrukcji obudów silników wykonywanych jako odlewy ciśnieniowe ze
stopów aluminium. To są odlewy ciężkie
o dużych grubościach ścianek i aby sprostać rosnącym wymaganiom jakościowym konieczny jest wybór odpowiedniej
technologii formowania i odlewania. Nad
doborem odpowiednich stopów i metod
odlewania konstrukcji lekkich pracuje od
lat firma Honsel GmbH & Co. KG. W artykule przedstawiono, na podstawie przykładów, zastosowanie lekkich konstrukcji
odlewanych w samochodach dostawczych
i autobusach (głównie obudów silników).
Omówiono sposoby wykonania z zastoso-
Przedstawiono
możliwości
wpływania
na strukturę nadeutektycznego stopu
AlSi17Cu4Mg, przeznaczonego na tłoki
i bloki silników, przez dodatek węgliku
wapnia w celu dopasowania go do rosnących wymogów przemysłu motoryzacyjnego. Przez ustalenie zmodyfikowanej
struktury i przez jednoczesne rozdrobnienie kryształów krzemu pierwotnego
z 45 do 28 mikrometrów stop AlSi17Cu4Mg
uzyskuje większą o 18% wytrzymałość
na rozciąganie i granicę plastyczności w
porównaniu ze stopem standardowym.
Uzyskany spadek temperatury wydzielania się krzemu pierwotnego pozwolił na
znaczne obniżenie temperatury odlewania
stopu AlSi17Cu4Mg, co stwarza warunki
33
Odlewnictwo Współczesne
konstrukcyjne i użytkowe. Mogą posiadać
dobrą odporność na zużycie oraz wysokie
właściwości eksploatacyjne i fizyko-mechaniczne. Kompozyty o osnowie metalowej otrzymuje się drogą przemieszczania fazowego stało-ciekłego i specjalnych
metod odlewania. Przykładem jest tutaj
odlewanie odśrodkowe, które umożliwia otrzymywanie struktury warstwowej
w odlewach, zróżnicowanej w warstwie
zewnętrznej i wewnętrznej. W celu prognozowania racjonalnych składów kompozytów na osnowie aluminium i wyboru
optymalnych wypełniaczy przeprowadzono obliczenia trajektorii ruchu różnych
cząstek zbrojących kompozyty odśrodkowo odlewane. Przy obliczeniach uwzględniano siły oddziaływujące na zachowanie
się cząstek wprowadzanych do wirującego
stopu aluminium. Ustalono, że cząstki wiór
z brązu osiągają zewnętrzną powierzchnię odlewu znacznie szybciej niż cząsteczki węglika krzemu i cząsteczki odlewane
z kamienia.
waniem nowoczesnych programów symulacyjnych. Omówiono warunki pracy tych
odlewów i przedstawiono wymagania wytrzymałościowe.
16. KOMPOZYTY
Wpływ obróbki laserowej na strukturę i właściwości odlewanego kompozytu Fe-Cr-Cu-C-Ti.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 51−59.
Zbadano wpływ oddziaływania laserem na
strukturę warstwy powierzchniowej kompozytu Fe-Cr-Cu-C-Ti i na jego charakterystyki trybologiczne w warunkach granicznej ścieralności (granicznego tarcia).
Określono między innymi mikrotwardość
i skład chemiczny odlewanych kompozytów przed obróbką i po obróbce laserem
w osnowie, w poszczególnych fazach i wydzieleniach warstwy powierzchniowej stopu.
Wpływ dodatku nanografitu na trybologiczne właściwości kompozytu na
osnowie stopu aluminium AK7 z 60%
dodatkiem SiC.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 64−67.
Badanie mechanizmu zużycia przez
abrazję makroheterogenicznych kompozytów metodą sklerometryczną.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 80−84.
Za pomocą metody sklerometrycznej
badano mechanizm zużycia abrazyjnego odlewanego materiału kompozytowego o budowie makroheterogenicznej
i monostopu. Był to kompozyt o budowie przeciwciernej typu BRA9Ż4 wzmocniony stalowym śrutem o średnicy granulek 1,0 do 1,5 mm. Badano próbki
w stanie wyjściowym i po zahartowaniu
w wodzie. Porównano otrzymaną strukturę ze strukturą monostopu brązu. Badania odporności na zużycie prowadzono
na specjalnym stanowisku wyposażonym
w przystawkę mikrotrybometryczną, przy
zastosowaniu różnych obciążeń. Badania
ujawniły zalety odlewanych materiałów
kompozytowych stal-miedź w warunkach
abrazyjnego oddziaływania. Stwierdzono,
że makroheterogeniczna struktura składająca się w 50−70% z twardych, stalowych granulek, równomiernie rozłożonych
w stopie miedzi sprzyja zmniejszeniu intensywności zarysowywania powierzchni
Zbadano trybologiczne charakterystyki
kompozytowego materiału na osnowie
stopu AK7 z ceramiczną fazą SiC (60% objętości) i efekt dodatku w ilości mniej niż
1% nanografitu. Stwierdzono, że dodatek
w takiej ilości grafitu o nanorozmiarach
zwiększa odporność na ścieranie kompozytu. Oceniono efektywność zastosowania
nanostrukturalnych wypełniaczy w charakterze smaru w odpornych na ścieranie
kompozytowych materiałach na osnowie
aluminium wzmacnianych cząsteczkami
ceramicznymi.
Cechy szczególne procesu odśrodkowego odlewania kompozytów heterofazowych o osnowie metalowej.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 67−70.
Odlewane kompozytowe materiały na
osnowie aluminium znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle jako materiały
34
Odlewnictwo Współczesne
W artykule scharakteryzowano urządzenia pomiarowe stosowane w przemyśle
odlewniczym, oferowane przez firmę KOEGEL. To są na przykład: urządzenie do
próby klinowej, urządzenie do badań wytrzymałości mas formierskich (badania na
wilgotno), urządzenie do kontroli kształtu.
W artykule scharakteryzowano nie tylko
te urządzenia podając ich opis techniczny
i parametry, ale także podano informacje
dotyczące oprogramowania i możliwości
współpracy z komputerem.
przez cząsteczki abrazyjne. Podwyższona
odporność na zużycie abrazyjne była potwierdzona w czasie badania kompozytu
przy różnych warunkach tarcia abrazyjnego. Badania trybotechniczne i sklerometryczne oraz badania doświadczalno-przemysłowe pozwalają polecić ten kompozyt
jako materiał przeciwcierny na łożyska
do stosowania w warunkach tarcia suchego, przy podwyższonych obciążeniach
i temperaturze oraz przy działaniu cząstek
endo- i egzogenicznych.
Problem wydzielających się z rdzeni
gazów.
Mod.Casting 2008, Vol. 98, nr 10,
s. 34−37.
17. SYSTEMY ZAPEWNIANIA
JAKOŚCI, STATYSTYCZNA KONTROLA PROCESU (SPC), CERTYFIKACJA, KONTROLA JAKOŚCI,
BADANIA ODBIORCZE
Wady powodowane gazami wydzielającymi się z rdzeni są prawdziwą plagą
w przemyśle odlewniczym. W artykule omówiono badania realizowane przez
specjalnie powołane konsorcjum, które
powinny spowodować ograniczenie tych
wad.
Nowoczesne metody badań właściwości mechanicznych tworzyw odlewanych.
Giesserei-Prax. 2008, nr 4, s. 134−137.
W artykule opisano wyznaczanie właściwości mechanicznych za pomocą nowoczesnych urządzeń, w których istnieje
możliwość pełnej dokumentacji wyników
badań właściwości badanych gatunków
tworzyw. Tak na przykład maszyny do badań wytrzymałościowych prób rozciągania
i zginania sterowane są za pomocą oprogramowania, które umożliwia rejestrację
przebiegu badań w sposób automatyczny.
W artykule opisano wyznaczanie właściwości mechanicznych przez: próbę rozciągania, bezdotykowe badanie wydłużenia,
granicy plastyczności i wytrzymałości na
rozciąganie w podwyższonej temperaturze. Omówiono stosowane oprogramowanie.
Niezawodna analiza mikroporowatości. Badania rentgenowskie za pomocą urządzeń o wysokiej rozdzielczości
w DGH Group.
Giesserei 2008, Jg. 95, H. 2, s. 82−83.
Omówiono działalność korporacji firm
Druckguss Heidenau Group zajmującej
się produkcją odlewów ciśnieniowych ze
stopów aluminium i magnezu na potrzeby
motoryzacji, znanych producentów samochodów (odlewy skomplikowane do 100
kg). Produkowane odlewy poddawane są
szczegółowej kontroli pod kątem występowania porowatości. Do tego celu wykorzystuje się urządzenia rentgenowskie
o wysokiej rozdzielczości firmy „Phoenix”
Opisano eksploatację nowoczesnych urządzeń rentgenowskich do kontroli jakości
odlewów. Działalność odlewni z integrowana jest z centrum badawczym i centrum produkcji form ciśnieniowych.
Urządzenia pomiarowe firmy KOEGEL.
Giesserei-Prax. 2008, nr 4, s. 138−140.
Działalność firmy KOEGEL obejmuje
wszystkie gałęzie przemysłu. Produkuje
ona różnego typu urządzenia pomiarowe.
Działalność firmy obejmuje także modernizację istniejących urządzeń pomiarowych i doradztwo w zakresie ich doboru.
35
Odlewnictwo Współczesne
Aspekty powstawania pęknięć na gorąco na przykładzie stopów AlSi.
Druckguss 2008, nr 3, s. 119-120.
19. HISTORIA ODLEWNICTWA
I ODLEWY ARTYSTYCZNE
Powstawanie pęknięć na gorąco jest zjawiskiem, które w przypadku odlewów ze
stopów aluminium prowadzi do znacznych
problemów. Mechanizmy, które prowadzą
do pęknięć na gorąco są bardzo złożone
i ogólne wyjaśnienie tego zjawiska jest
trudne. W artykule wymieniono niektóre
aspekty powstawania pęknięć na gorąco
na przykładzie stopów AlSi.
Wpływ parametrów technologicznych
na jakość odlewów wykonywanych
w formach cementowych.
Lit.Proiz. 2008, nr 2, s. 24−27.
Podano charakterystyczne cechy odlewania z wytapianych modeli do form wykonywanych z nalewanych mas na spoiwie
cementowym wyrobów artystycznych ze
stopów miedzi. W skład masy wchodzi
wypełniacz na osnowie krzemionki, cement portlandzki i dziewięcio-uwodniony
azotan aluminium. W masie tej można
wykonywać także odlewy żeliwne, których
nie można odlewać w formach gipsowych.
Jednak w odlewach żeliwnych powstają wady typu pęcherzy gazowych. Opracowana masa cementowa w odróżnieniu
od zwykle stosowanej, charakteryzuje
się znacznie mniejsza przepuszczalnością
i praktycznie zerowym wytwarzaniem gazów przy zalewaniu. Omawiano wzajemne
oddziaływanie w wysokiej temperaturze
węgla w żeliwie i siarczanu wapnia zawartego w spoiwie krzemionkowym. Określono sposoby zapobiegania powstawaniu
braków w odlewach.
18. MASZYNY I URZĄDZENIA
Urządzenie magnetyczne do dozowania ciekłego metalu.
Processy lit'ja 2008, nr 3, s. 43−45.
Przedstawiono
magnetyczno-wagowy
system dozowania ciekłego metalu przy
zalewaniu. Głównymi elementami tego
systemu są: magnetycznodynamiczne
urządzenie do zalewania, waga tensometryczna i układ mikroprocesorowy dla
pomiaru i kontroli procesu dozowania.
Przedstawiono konstrukcję urządzenia do
zalewania i schemat systemu kierowania
procesem zalewania form odlewniczych.
36
Szkolenia-konferencje-seminaria-spotkania
Zebranie Plenarne Komitetu Nauki
o Materiałach Polskiej Akademii Nauk
W dniu 23 lutego 2010 roku w naszym
Instytucie odbyło się Zebranie Plenarne Komitetu Nauki o Materiałach Polskiej
Akademii Nauk. Spotkaniu przewodniczył
pan prof. dr hab. inż. Marek Hetmańczyk,
przewodniczący Rady Naukowej Instytutu
Odlewnictwa.
Referat problemowy pt.: „Opracowanie konstrukcji odlewu i wykonanie modeli
elementów i podzespołów układów napędowych o podwyższonej niezawodności
długookresowych i permanentnych protez
serca" wygłosił mgr inż. Wojciech Leśniewski.
Prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak
przedstawił możliwości badawcze Instytutu, następnie oprowadził gości po zmodernizowanym budynku laboratoryjno-technologicznym, w którym poszerzono bazę
laboratoryjną oraz zaplecze szkoleniowokonferencyjne i administracyjno-socjalne.
W trakcie zwiedzania gościom zademonstrowano Centrum Badań Wysokotemperaturowych, Centrum Projektowania
i Prototypowania oraz stanowiska do badań nieniszczących, zwłaszcza rentgenowski tomograf komputerowy.
Spotkanie Członków Zarządu European Investment Casters‘ Federation
Dnia 2 marca 2010 r. gościliśmy w Instytucie Odlewnictwa Członków Zarządu
European Investment Casters‘ Federation
w osobach: dr F.J. Feikusa, R. Williamsa,
J. Parkera, dr A. Forda, M. Ruenza,
W. Blanka, S. Leylanda, dr C. Olabe,
G. Facchini, M. Dungelhoeffa oraz dyrektora Zakładu Odlewów Precyzyjnych WSK
„PZL-Rzeszów" SA, pana mgr inż. A. Grykę,
a także prodziekana Wydziału Odlewnictwa
Akademii Górniczo-Hutniczej pana prof.
J. Zycha.
Spotkanie prowadził Dyrektor Instytutu Odlewnictwa, prof. J. J. Sobczak. Obecni
byli: Kierownik Centrum Badań Wysokotemperaturowych - doc. N. Sobczak, Kie-
37
Odlewnictwo Współczesne
Sympozjum nr 2 - Pancermet
rownik Centrum Informacji i Promocji mgr
Joanna Madej, Kierownik Pracowni Odlewnictwa Artystycznego - dr inż. J. Krokosz,
a także dr inż. Zbigniew Pączek.
Głównym celem spotkania było omówienie spraw dotyczących organizacji 27.
Międzynarodowej Konferencji „European
Heritage”, która ma się odbyć w Krakowie w dniach 16−18 maja 2010 roku pod
auspicjami European Investment Casters‘
Federation, WSK „PZL-Rzeszów" oraz Instytutu Odlewnictwa w Krakowie. Koordynatorem organizacji Konferencji z ramienia Instytutu jest dr inż. Z. Pączek.
Zaproszeni goście przy okazji swojej
wizyty obejrzeli zmodernizowany budynek
laboratoryjno-technologiczny oraz Centrum Badań Wysokotemperaturowych.
W dniach 25 i 26 lutego 2010 roku
w Instytucie Odlewnictwa odbyło się Sympozjum nr 2 PANCERMET pod przewodnictwem dr inż. Andrzeja Morki z Wojskowej
Akademi Technicznej.
W pierwszym dniu odbyła się rejestracja uczestników oraz ogólne Obrady
Komitetu Sterującego. Dzień drugi został
podzielony na dwie sesje w których pokrótce przedstawione zostały informacje
dotyczące partnerów oraz ich prezentacje.
Na zakończenie obrad zaproszeni goście zostali oprowadzeni po zmodernizowanym budynku Instytutu Odlewnictwa.
38
Odlewnictwo Współczesne
INWESTUJEMY W WASZĄ PRZYSZŁOŚĆ – DOTACJE NA INNOWACJE
POPRAWA NIEZAWODNOŚCI BEZOŁOWIOWYCH POŁĄCZEŃ LUTOWANYCH
W PAKIETACH ELEKTRONICZNYCH
Projekt jest realizowany w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka na lata 2007-2013
Priorytet I. Badania i Rozwój Nowoczesnych Technologii
Działanie 1.3. Wsparcie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców realizowanych przez jednostki naukowe
Poddziałanie 1.3.1. Projekty rozwojowe
Koordynator projektu (Beneficjent):
Instytut Odlewnictwa (Koordynator Konsorcjum)
ul. Zakopiańska 73
30-418 Kraków
Pozostali Konsorcjanci:
Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN
ul. Reymonta 25
30-059 Kraków
FIDELTRONIK Imel Spółka z o.o.
ul. Beniowskiego 1
34-200 Sucha Beskidzka
Instytucje otrzymujące wsparcie finansowe:
Instytut
Odlewnictwa
Instytut Metalurgii i
Inżynierii Materiałowej PAN
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków
Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
Celem bezpośrednim projektu jest realizacja dyrektyw UE w zakresie zakazu stosowania
niebezpiecznych substancji w produktach elektronicznych na drodze poprawy niezawodności
bezołowiowych połączeń lutowanych pakietów elektronicznych, wytwarzanych z wykorzystaniem
przyjaznych dla środowiska nowej generacji lutowi bezołowiowych, poprzez:
– systemowe i kompleksowe badania porównawcze właściwości różnego typu połączeń
lutowanych wytwarzanych w skali laboratoryjnej i przemysłowej,
– zidentyfikowanie przyczyn utraty niezawodności połączeń,
– określenie wpływu charakterystyk materiałowych, parametrów technologicznych oraz
innych zidentyfikowanych czynników na strukturę, fizyczne, mechaniczne i użytkowe
właściwości różnego typu połączeń lutowanych,
– opracowanie/udoskonalenie procedury kontrolingu procesu lutowania i oceny jakości
połączeń lutowanych,
– opracowanie rozwiązań materiałowo-technologiczno-konstrukcyjno-organizacyjnych
zapewniających poprawę niezawodności połączeń pakietów elektronicznych.
INSTYTUT ODLEWNICTWA
ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
tel.: +48 12 26-18-526, fax: +48 12 266-08-70
[email protected]
Pb-free
39
Z historii odlewnictwa...
Badania składu chemicznego dzwonów w kościele parafialnym
pod wezwaniem Św. Jana Chrzciciela w Dobczycach
Jacek Krokosz*, Rafał Pabiś*, Kustosz Mieczysław Kowalski**
*
**
Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73,
30-418 Kraków
Muzeum Reginalne PTTK
im. Władysława Kowalskiego, ul. Podgórska
1 (ZAMEK), 32-410 Dobczyce
W artykule scharakteryzowano miasto Dobczyce i podano historię dzwonów w kościele pod wezwaniem Św. Jana
Chrzciciela.
Opisano nieco faktów z technologii
i wymagań stawianym dzwonom oraz podano składy chemiczne niektórych dawnych dzwonów na świecie.
Zestawiono tabelarycznie skład chemiczny dzwonów i serc zawieszonych
w kościele parafialnym pod wezwaniem
Św. Jana Chrzciciela w Dobczycach.
Badania składu chemicznego wykonano przyrządem NITON, zakupionym
w ramach projektu MCITiM (www.iod.krakow.pl/mcitim).
Dobczyce to miasto leżące w powiecie myślenickim,
w województwie małopolskim,
na skraju Pogórza Wielickiego i Pogórza Wiśnickiego nad
rzeką Rabą, na południe od
Krakowa z niewielką, bo liczącą zaledwie
około 6000, liczbą mieszkańców. Znane od XIII w. jako Dobczyce (w 1266
r.), prawa miejskie Dobczyce otrzymały
najprawdopodobniej w drugiej połowie
XIII w. Nie zachował się dokument lokacyjny, ale w dokumencie z 1310 roku
mowa jest o wójcie Dobczyc, a więc w tym
roku Dobczyce były miastem. W przeszłości były ośrodkiem przemysłu skórzanego. Obecnie są znanym ośrodkiem turystyczno-wypoczynkowym.
Tu też oprócz zamku częściowo odbudowanego i pozostałości murów obronnych z XIV w., znajduje się kościół pod
wezwaniem Św. Jana Chrzciciela, a także
zapora piętrząca wody sztucznego Jeziora
Dobczyckiego. Zbiornik wodny zaopatruje w wodę użytkową mieszkańców jednej
z dzielnic Krakowa [1] oraz okolicznych
miejscowości.
Przy kościele Św. Jana Chrzciciela postawiono w 1855 r. murowaną z kamienia
ciosanego dzwonnicę , z trzema zawieszonymi w niej dzwonami. W 1874 r. przebudowano ją dostawiając arkadę drewnianą
w której zawieszono dwa dzwony – „Józef” i „Maria”, które Niemcy zabrali w czasie drugiej wojny światowej 1943 r. podczas rekwizycji dla celów wojska.
Dane z ,,kroniki parafialnej” podają
również następujące fakty. Otóż 27 lutego
1898 r. pękł dzwon największy, podczas
dzwonienia na „pacierze”. Ludzie mówili
wówczas, że to z żalu za roratami, które
ks. Brańka przeniósł do dolnego Kościoła
w mieście. W dniu 28 listopada 1903 r. odesłano rozbity dzwon do przelania do Białej,
zaś w roku 1904, 16 kwietnia przywieziono
z kolei nowy dzwon. Pierwszego maja tegoż roku poświęcono go ku czci św. Andrzeja Apostoła. Dzwon ten w czasie II
Wojny Światowej został również zarekwizowany przez Niemców.
Obecnie w dzwonnicy znajdują się trzy
dzwony, dzwon „Jan" (odlany w 1504 r.)umieszczony pośrodku oraz dwa dzwony
boczne - mniejszy św. Kazimierz i większy - Matka Boska Częstochowska, które
zostały odlane w 1975 r. w zakładzie Braci
Felczyńskich w Przemyślu (na zamówienie ks. proboszcza Tadeusza Gozdawy
Giżyckiego).
40
Odlewnictwo Współczesne
Dzwon „Jan" nie został zarekwirowany przez Niemców ze względu na napis
w języku niemieckim i jego wartość historyczną.
rozpuszczone w metalu podstawowym
(w stosowanym lub rozpatrywanym
zakresie temperatur);
b. stopy o strukturze dwu lub więcej fazowej, czyli mieszaniny dwóch lub więcej
faz (składników strukturalnych). Stopy o strukturze mieszanin mają zwykle gorszy i mniej wyrazisty wygląd
zewnętrzny, lecz ich zaletą jest niższa
temperatura topnienia i krzepnięcia,
a także niższa temperatura przegrzania oraz niższy koszt, gdyż dodatek
stopowy jest zwykle tańszy, np. cynk,
który jest tańszy od cyny. Stąd stopy,
przeznaczone na odlewy, które trzeba
wykonać w zakresie niskich temperatur (np. poniżej 350°C) – czyli stopy niskotopliwe posiadają zwykle strukturę
mieszanin dwu lub więcej fazowych.
Do stopienia stopu i wykonania odlewu trzeba było stosować temperatury
wyższe o około 30−50°C (tzw. temperaturę przegrzania). Niektóre stopy metali, często stosowane na odlewy noszą specjalne nazwy, ogólne
i szczególne. Do tych pierwszych należą brązy – to stopy miedzi z dodatkiem cyny, mosiądze − stopy miedzi
z dodatkiem cynku i spiże − stopy miedzi dodatkiem cyny i cynku.
W niektórych dawnych recepturach
stopów odlewniczych takie stopy (zwłaszcza mosiądz) traktowane były niekiedy
jako dodatki stopowe, czyli tak jak czyste
metale.
Rozpowszechnienie techniki odlewania na różne cele nie tylko na odlewy artystyczne w XIX w., spowodowało wprowadzenie różnych szczegółowych nazw
stopów na odlewy o określonym przeznaczeniu, jak złoto aptekarskie, introligatorskie, stop Ks. Ruprechta, Prinzmetall,
Similor itd.
Stopy metali przeznaczone do wykonywania odlewów artystycznych nie były
dotąd tematem badań nowoczesnego metaloznawstwa. Zainteresowanie badaczy
skierowane jest właściwie nadal wyłącznie na potrzeby współczesnej techniki,
zwłaszcza masowo produkowanych wyrobów.
Dzięki nawiązaniu kontaktów z przedstawicielem Muzeum Regionalnego PTTK
w Dobczycach im. Władysława Kowalskiego postanowiono dokonać pomiarów składu chemicznego niektórych odlewanych
eksponatów muzealnych. Do prac badawczych wytypowano na początek dzwony
zawieszone w dzwonnicy kościoła pod
wezwaniem Św. Jana Chrzciciela, a także eksponaty znajdujące się w ekspozycji
Muzeum.
Wyniki badań składu chemicznego
dzwonów zestawiono w tabeli 4, natomiast wyniki z pomiarów eksponatów muzealnych będą przedmiotem osobnej publikacji.
Stopy stosowane na odlewy artystyczne
Metale znalazły zastosowanie na trwałe przedmioty, wywołujące przez kształt
i/lub zabarwienie wrażenia estetyczne,
około 3500 r. p.n.e. Wykazywały one ponadto odpowiednią wytrzymałość (zwłaszcza odporność na uderzenia i deformację)
i odporność na działania atmosferyczne
w powietrzu lub ogniu, a także wygląd
i zabarwienie podobne (zwłaszcza po wypolerowaniu powierzchni) do metali szlachetnych, złota lub srebra. Szczególne
znaczenie dla przedmiotów artystycznych
miała technika odlewnicza pozwalała ona
na prawie dowolne kształtowanie dzieła
spełniające wymagania artystycznego natchnienia, na to nie pozwalała przeróbka
plastyczna (kowalstwo).
Optymalne właściwości dla dzieł artystycznych wykazują czyste metale tzn.
nie zawierające domieszek innych metali (tzn. stopy metali). Wadą ich jest jednak wyższa temperatura topnienia, a więc
i przegrzania, potrzebna dla wykonania
odlewu w odpowiedniej formie.
Istnieją dwa rodzaje stopów metali:
a. stopy o strukturze jednofazowej (jednorodnej) czyli roztwory w których
drugi metal (lub inne metale) zostają
41
Odlewnictwo Współczesne
Współczesna technika zainteresowana jest najczęściej stopami o wysokich
właściwościach mechanicznych, dużej wytrzymałości – także w wysokich i niskich
(podzerowych) temperaturach, odporności na ścieranie, na korozję atmosferyczną lub środków chemicznych (również
w wysokich temperaturach).
a niektóre nawet nie zostały zdefiniowane w języku „technicznym”. W obecnej
chwili współczesne metaloznawstwo nie
jest, więc w stanie wskazać stopów metali właściwych do zastosowania na odlewy
artystyczne. Dla wskazania takich stopów
trzeba oprzeć się na dawnych „recepturach”, doświadczeniach oraz analizach
chemicznych dawnych odlewów artystycznych.
Jednak ustalenie prawidłowego składu chemicznego dawnych odlewów artystycznych na takich podstawach natrafiło na pewne trudności. Miedź wytapiana
w starożytności nieraz zawierała domieszki innych metali pochodzące z kruszców,
dlatego Pliniusz wymienił kilka „rodzajów”
miedzi, jak cypryjska, salistjańska, mariańska lub kordubeńska. Nawet później,
w XVIII wieku metalurgowie rozróżniali
„rodzaje” miedzi pochodzące z różnych
obiektów hutniczych. Poza tym dawni
ludwisarze często stosowali we wsadzie
złom metali, miedzi, brązu, mosiądzu itp.,
który mógł zawierać pewne ilości cyny,
cynku, ołowiu i innych domieszek.
Stopy złota wymienione na przykład
w „Historii naturalnej” zawierały zwykle
domieszkę srebra w ilości 10–12,5% Ag,
a nawet do 20% Ag. Najczystsze złoto naturalne wydobywane w kopalniach zawierało ok. 2,8% Ag.
Wymagania techniczne
Stop przeznaczony na odlewy artystyczne, a dzwony do takich odlewów należą, powinien posiadać pewne charakterystyczne cechy. Głównie do nich zaliczyć
należy:
a. jak największą zdolność do wypełniania wnęki formy czyli tzw. lejność i dokładnego odtwarzania kształtu nadanego przez formę odlewniczą;
b. jak największą gładkość powierzchni
(trzeba tu uwzględnić rodzaj i materiał
formy odlewniczej, ewentualnie stosując pokrycie wnęki formy);
c. dość wysoką wytrzymałość, twardość,
a zwłaszcza odporność na uderzenia
i ścieranie;
d. możliwie dużą odporność na korozję,
tzn. odporność na działanie atmosfery, między innymi wilgotnej;
e. podatność na zastosowanie na powierzchni pewnych powłok o charakterze estetycznym (patyna);
f. możliwie niezbyt wysoki koszt składników.
Realizacja
wszystkich
wymagań
w jednym stopie nie jest oczywiście możliwa i stąd, zależnie od rodzaju odlewu
artystycznego trzeba wybierać pewne
optimum zespołu cech. Na przykład stopy na odlewy luf armat i moździerzy musiały posiadać przede wszystkim wysoką
wytrzymałość, podczas gdy wytrzymałość
stopu przeznaczonego do odlania płaskorzeźby może być niska. Wyznaczenie takiego optimum zespołu cech dla poszczególnych rodzajów odlewów artystycznych
natrafia na pewną trudność niezależnie od
wysokich kosztów tego rodzaju prac.
Wymagania techniczne dla odlewów
artystycznych nie zostały dotąd ustalone (w postaci wskaźników liczbowych),
Stopy do odlewania dzwonów
Do odlewania dzwonów należało stosować stop o określonych właściwościach
tzn. o ściśle określonym składzie chemicznym. Poza ogólnymi wymaganiami, jakie
stawiają odlewy artystyczne, stop stosowany na odlewy dzwonów musiał zapewnić dotrzymanie z góry ustalonego tonu
(zależało to prawdopodobnie od modułu
sprężystości metalu) i wykazywać ponadto dość wysoką wytrzymałość i odporność
na uderzenie.
Skład brązu do odlewania dzwonów
został wynaleziony, jak się przyjmuje na
dalekim Wschodzie, już w czasach dynastii Chou (okres od 1100 do 221 r. p.n.e.).
Odlewano dzwony z brązu cynowego o zawartości ok. 15% Sn, podobny stop stoso-
42
Odlewnictwo Współczesne
wany był do odlewania dzwonów w Japonii (VIII w. p.n.e.). Dość liczne receptury
zawarte w dawnych traktatach są ze sobą
zgodne. Do odlewania dzwonów zalecano,
więc brąz cynowy o zawartości 16–20%
Sn; małe dzwonki należało odlewać z brązu zawierającego więcej Sn nawet 33%
Sn (Tab. 1). Był to brąz znacznie twardszy
i bardziej kruchy od brązu armatniego,
decydowały tu właściwości akustyczne.
Przeprowadzone analizy kilku dzwonów, potwierdzają opublikowane w literaturze XVI–XVIII w. receptury, co
zestawiono w tabeli 2. Analizy wykazały niewielkie ilości domieszek Zn i Pb,
a w dzwonie z Japonii znaleziono dodatek
Sb [3].
Tabela 1. Skład brązów i spiżów dzwonowych wg literatury XVI–XVIII w. [3]
Skład stopu (części)
Zawartość, % wag.
Autor, data
Cu
Sn
Mosiądz
Sn
Zn
Cu
5
1
---
16,7
---
reszta
Kruenitz (1780)
100
23
---
18,7
---
reszta
Biringuccio (1540)
100
24
---
19,4
---
reszta
Biringuccio (1540)
100
25
---
20,0
---
reszta
Biringuccio (1540), G. Fallopius
(1571), Kruenitz (1780)*
100
26
---
20,6
---
reszta
Biringuccio (1540)
3
1
---
25,0
---
reszta
Vallo (1554), Schauplatz (1705)
2
1
---
33,3
---
reszta
Fioravanti (1597)
100
50
---
33,3
---
reszta
Kruenitz (1780)**
10
1
1
8,3
2,1
reszta
Kruenitz (1780)
2
1
27/32
26,0
5,5
reszta
Kruenitz (1780)
* dla dużych dzwonów,
** dla małych dzwonów
43
Odlewnictwo Współczesne
Tabela 2. Skład dawnych dzwonów z brązu na podstawie analizy chemicznej [3]
Zawartość, %
Rodzaj odlewu
(pochodzenie)
Datowanie
Dzwon (Chiny)
Sn
Zn
Pb
Ni
Sb
1101-221
p.n.e.
13,27
0,06
---
0,05
---
Dzwon (Chiny)
1101-221
p.n.e.
16,88
0,93
0,04
---
---
Dzwon (Chiny)
1101-221
p.n.e.
17,45
0,08
8,45
0,03
---
Dzwon (Japonia)
VIII w.
15,45
---
5,63
1,35
8,32
Dzwon
(Winchester
Anglia)
X w.
18,75
---
4,35
---
---
Dzwon „Urban”
Biecz
1382 r.
19,2
0,05
0,64
0,1
4,5
Car – Kałakoł
(Moskwa –
Rosja)
1735 r.
13,91
---
---
1,0
---
Badanie
składu
chemicznego
dzwonów zawieszonych na dzwonnicy przy kościele Św. Jana Chrzciciela w Dobczycach
Napis na dzwonie w języku niemieckim uratował dzwon przed zabraniem go
przez Niemców z przeznaczeniem na armaty w 1943 r. Wyżej wymieniony dzwon
naprawiono po pęknięciu w latach 60-tych
ubiegłego wieku oraz zmieniono serce,
które uległo zniszczeniu. Prace prowadzone były przez Księdza Proboszcza T. G. Giżyckiego.
W tabeli 3 przedstawiono charakterystykę badanych dzwonów, a w tabeli 4
podano wyniki pomiarów składu chemicznego.
Pomiary wykonywano z zastosowaniem urządzenia NITON GOLDD 900 XL
3T produkcji amerykańskiej w atmosferze
ochronnej helu. Czas naświetlania 75 s.
Zasadę działania urządzenia opisano w
artykule [4].
Jak już wcześniej wspomniano na
dzwonnicy przy kościele Św. Jana Chrzciciela pozostał dzwon Jan wykonany
w 1504 r. w czasie panowania w Polsce
króla Aleksandra Jagiellończyka, z interesującym napisem gotyckim:
Wer die glocke hat gegossen (kto odlał ten dzwon) - Der ist unverdrossen (ten
jest dobrej myśli) - Gott bietet ihm wahren herzenschaft (Bóg daje mu prawdziwe oparcie dla serca) – Er kummere sich
nich für das erde gold (nie troszczy się on
o złoto ziemi) - Die glocke ist gegossen
(Dzwon ten jest ulany) - Zu St. Johannis
ehre (na cześć św. Jana).
Poprawny, w formie wiersza, pełen
tekst brzmi następująco:
„Kto odlał ten dzwon + Dobrej myśli
jest on + Bo Bóg da mu zbawienie + Więc
nie troszczy się o mienie + Dzwon ten został ulany + Na cześć św. Jana oddany”.
Autorką tłumaczenia tekstu jest
dr Olga Dobijanka na zlecenie dr G.
Leńczyka [3].
44
Odlewnictwo Współczesne
Tabela 3. Charakterystyka dzwonów znajdujących się w dzwonnicy przy kościele w Dobczycach
Lp.
Nazwa
Napisy na dzwonie
Zdjęcie
1808-1974 FELCZYŃSKI
CANTRIFUSOR PREM
IMIE MOJE MARJA
1
dzwon1
serce1
dzwon2
2
POWSTAJĘ W ŚWIĘTYM ROKU
JUBILEUSZOWYM 1974 KU CZCI
MATCE BOŻEJ WSPOMOŻYCIELKI ZA
SZCZEGÓLNĄ OPIEKĘ WDZIĘCZNI
PARAFIANIE ZA PONTYFIKATU
PAPIEŻA PAWŁA VI KIEDY
ARCHIDIECEZJĄ KRAKOWSKĄ
RZĄDZIŁ KARDYNAŁ KAROL
WOJTYŁA STARANIEM KS.TADEUSZA
GIŻYCKIEGO
Wer die glocke hat gegossen
Der ist unverdrossen
Gott bietet ihm wahren
herzenschaft
Er kummere sich nich für das
erde gold
Die glocke ist gegossenZu St.Johannis ehre
serce2
dzwon3
1808-1974 ME FECIT FELCZYŃSKI
CONTRIFUSOR PREM
ŚW. KAZIMIERZU KRÓLEWICZU
serce3
ŻYŁEŚ WSRÓD NAS POZOSTAŃ
DUCHEM NA ZAWSZE W
PRASTARYCH DOBCZYCACH W
ŚWIĘTYM ROKU JUBILEUSZOWYM
1974 STARANIEM KS. PROBOSZCZA
TADEUSZA GIŻYCKIEGO
3
Tabela 4. Skład chemiczny badanych (w % wag.) dzwonów i serc
Lp.
Nazwa
Sb
Sn
1
dzwon1
2
serce1
3
dzwon2
4
serce2
0
0
0
0
5
dzwon3
0,078
18,99
0
6
serce3
0
0,1
0
0,322 19,232
0
0,168
3,946 15,009
Mo
Bi
0
0
0,003
0
0
Pb
Zn
Ni
Fe
Mn
Cr
V
Ti
S
P
Si
2,439 0,586 75,915
0
1,011
0
0
0,05
0,148
0
0
0
0,57
0
0
Cu
7,345
0,029 1,473 0,928 77,082 0,237
0
0,026
89,947 0,569 0,101 0,014 0,027 0,672 0,044 0,289
0,602
0
0,04
0
0,225
0
0
0
0
0,02
0,143
0
0,091
0
0
0
0
0,049
1,457
0
97,383 0,566 0,117
0
1,632 0,658 77,295
0
0,871
0
0,04
0
93,945 0,519 0,095
0
4,951
45
0
0
0,056 0,142
0
0,013 0,135
Odlewnictwo Współczesne
Podsumowanie
Literatura
Z powyższych rozważań wynika, że
początki odlewania dzwonów sięgają starożytności. Wprawdzie nie zachowały się
prawie żadne obiekty tego typu, to jednak
zachowane zapiski historyczne świadczą
o tym, że dzwony wówczas używane były
do różnych celów. Początkowo małe, kute,
w miarę upływu wieków coraz większe,
odlewane pełniły także znaczącą rolę w liturgii kościoła katolickiego.
W Polsce pierwsze dzwony pojawiają się na przełomie X i XI w. Świadczą
o tym zapisy w kronice Kosmasa z Pragi,
a także ostatnio odkryte elementy korony
w Gieczu. Zachowane, najstarsze czynne
dzwony w Polsce znajdują się w Gruszowie k. Łapanowa, we Wrocławiu - Muzeum
Archidiecezjalne oraz w Wieży Srebrnych
Dzwonów na Wawelu w Krakowie.
W dzwonach 1 i 3 (tab. 4) zwraca uwagę obniżona zawartość Sb w stosunku do dzwonu 2. Także zawartość Sn
w dzwonie 2 jest nieco niższa niż zalecana w literaturze XVI–XVIII w. podana
w tabeli 1.
Serca wszystkich dzwonów wykonane
są ze stopu żelaza o czym świadczy zawartość żelaza wynosząca od 89,947% do
97,383% (tab. 4).
1. http://www.wiw.pl/geografia/miasta/
termin.asp?et=m_00126
2. Piaskowski J.: Technologia dawnych
odlewów artystycznych, Instytut Odlewnictwa Kraków, 1981
3. Kowalski W.: Przewodnik Dobczyce.
Muzeum Regionalne PTTK w zamku
i skansenie. Wyd. II. Zmienił i uzupełnił Piotr Przęczek. Konsultacja Kazimierz Kowalski – honorowy kasztelan
zamku.
4. Krokosz J., Pabiś R., Wiłkojć E.,
Kostecki J., Fudal A.: Analiza składu
chemicznego luf dział z XVI-XVIII w.
oraz kul ze zbrojowni Zamku Królewskiego na Wawelu z wykorzystaniem
metody mikrofluorescencji rentgenowskiej, Prace Instytutu Odlewnictwa, Tom XLIX, 2009, nr 3.
46
Publikacje
Raport Naukowy 2009
W niniejszej publikacji zamieszczono informacje za rok 2009, dotyczące: struktury
i organizacji Instytutu Odlewnictwa, stanu zatrudnienia, systemu zarządzania jakością,
realizowanego programu naukowego, badawczego i usługowego, a także informacje
o uzyskanych patentach, nagrodach i wyróżnieniach oraz organizowanych konferencjach i szkoleniach. Przedstawiono działalność wydawniczą, certyfikacyjną i normalizacyjną. Zamieszczono również wykaz publikacji pracowników Instytutu.
„Raport” z rocznej działalności Instytutu wydawany jest po raz trzeci. Pierwszy „Raport” ukazał się w roku 2008 i obejmował lata 2006-2007.
Instytut Odlewnictwa
47