Show publication content!

Transkrypt

Foundry Research Institute
Instytut Odlewnictwa
ISSN 1899-2439
www.iod.krakow.pl
Prace Instytutu Odlewnictwa | Transactions of the Foundry Research Institute
1/2015
since 1949
1/2015
ISSN 1899-2439
KRAKÓW 2014
Foundry Research Institute
Instytut Odlewnictwa
PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA
TRANSACTIONS OF THE FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE
Vo l u me 5 5
2015
Number 1
SPIS TREŚCI / CONTENTS
1. ANDRZEJ BALIŃSKI
Wpływ wskaźnika struktury WB uwodnionego krzemianu sodu na wytrzymałość końcową
masy formierskiej ....................................................................................................................
Influence of the structure index WB of the soluble sodium silicate on the residual strength of
molding sand ..........................................................................................................................
3
2. IZABELA KRZAK, KRZYSZTOF JAŚKOWIEC, ADAM TCHÓRZ, ŁUKASZ BOROŃ
Zastosowanie rentgenowskiej tomografii komputerowej do porównania metody
niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego i metody odlewania grawitacyjnego ...
Application of X-ray computed tomography to compare gravity casting to counter-gravity
low-pressure air-melted process ............................................................................................
11
3. WOJCIECH LEŚNIEWSKI, PIOTR WIELICZKO, MARCIN MAŁYSZA
Doświadczalna weryfikacja symulacji procesu odlewania odśrodkowego w formach
ceramicznych ..........................................................................................................................
Experimental verification of the simulation of centrifugal casting in ceramic moulds .............
3
11
23
23
4. Wskazówki dla Autorów ..........................................................................................................
31
Instructions for Authors ...........................................................................................................
34
5. Procedura recenzyjna artykułów zgłoszonych do kwartalnika „Prace Instytutu Odlewnictwa” ...
37
38
Review Procedure for articles submitted to “Transactions of the Foundry Research Institute” ...
Wydawca/Editor:
INSTYTUT ODLEWNICTWA / FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE
KOLEGIUM REDAKCYJNE / EDITORIAL BOARD:
Jerzy Józef SOBCZAK (Redaktor Naczelny / Editor-in-Chief), Andrzej BALIŃSKI (Z-ca Redaktora Naczelnego / Assistant
Editor), Andrzej BIAŁOBRZESKI, Stanisława KLUSKA-NAWARECKA, Natalia SOBCZAK,
Józef Szczepan SUCHY, Joanna MADEJ (Sekretarz Redakcji / Secretary)
Redaktor statystyczny / Statistical Editor: Andrzej KARPISZ
Redaktorzy tematyczni / Thematic Editors: Natalia SOBCZAK (chemia fizyczna / Physical Chemistry),
Marta KONIECZNA (odlewnictwo / Metalcasting), Andrzej GAZDA, Tomasz DUDZIAK (inżynieria materiałowa /
Materials Engineering), Piotr DUDEK (metalurgia / Metallurgy)
KOMITET NAUKOWY / SCIENTIFIC COMMITTEE:
Simeon AGATHOPOULOS (Grecja/Greece), Rajiv ASTHANA (USA), Dana BOLIBRUCHOVÁ (Słowacja/Slovakia),
Andreas BÜHRIG-POLACZEK (Niemcy/Germany), Józef DAŃKO, Ludmil DRENCHEV (Bułgaria/Bulgaria),
Natalya FROUMIN (Izrael/Israel), Hidetoshi FUJII (Japonia/Japan), Edward GUZIK, Marek HETMAŃCZYK,
Mariusz HOLTZER, Milan HORACEK (Czechy/Czech Republic), Werner A. HUFENBACH (Niemcy/Germany),
Jolanta JANCZAK-RUSCH (Szwajcaria/ Switzerland), Olga LOGINOVA (Ukraina/Ukraine), Enrique LOUIS (Hiszpania/
Spain), Luis Filipe MALHEIROS (Portugalia/Portugal), Adam MAZURKIEWICZ, Tadeusz MIKULCZYŃSKI,
Sergei MILEIKO (Rosja/Russia), Kiyoshi NOGI (Japonia/Japan), Władysław ORŁOWICZ, Alberto PASSERONE (Włochy/
Italy), Klaus-Markus PETERS (USA), Krystyna PIETRZAK, Wojciech PRZETAKIEWICZ,
Pradeep Kumar ROHATGI (USA), Sudipta SEAL (USA), Jan SZAJNAR, Michał SZWEYCER,
Roman WRONA, Paweł ZIĘBA
Publikowane artykuły były recenzowane / The articles published herein have been reviewed
Projekt okładki / Graphic Design: Jan Witkowski
Skład komputerowy / Computer Typesetting: Anna Samek-Bugno
Korekta wydawnicza / Proofreading: Marta Konieczna, Anna Samek-Bugno
ADRES REDAKCJI / EDITORIAL OFFICE:
„Prace Instytutu Odlewnictwa”
30-418 Kraków, ul. Zakopiańska 73
tel. (12) 261-83-81, fax (12) 266-08-70
http://www.prace.iod.krakow.pl
e-mail: [email protected]
© Copyright by Instytut Odlewnictwa
Żadna część czasopisma nie może być powielana czy rozpowszechniana bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich
No part of this publication may be reproduced or distributed without the written permission of the copyright holder
Printed in Poland
ISSN 1899-2439 (printed version – the original one)
ISSN 2084-123X (online)
Publikacja dofinansowana ze środków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego.
This publication was funded by the Ministry of Science and Higher Education.
TRANSACTIONS OF FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE
Volume LV
Year 2015
Number 1
© 2015 Instytut Odlewnictwa. All rights reserved.
DOI: 10.7356/iod.2015.01
Wpływ wskaźnika struktury WB uwodnionego krzemianu sodu na wytrzymałość
końcową masy formierskiej
Influence of the structure index WB of the soluble sodium silicate on the residual
strength of molding sand
Andrzej Baliński1
1
1
Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
Foundry Research Institute, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
E-mail: [email protected]
Streszczenie
Abstract
Przedstawiono wyniki badań wytrzymałości końcowej
Rctk próbek masy formierskiej wykonanej ze stałym udziałem składników wiążących uwodnionego krzemianu sodu
o różnej wartości wskaźnika struktury WB, utwardzanego
w procesie estrowym. Zakres temperatury badań wynosił od
300°C do 1000°C, co 100°C. Stwierdzono istotną zależność
pomiędzy wartością wskaźnika struktury WB i wytrzymałością końcową Rctk próbek masy formierskiej. Masy formierskie wykonane z udziałem uwodnionego krzemianu sodu
o małej wartości wskaźnika struktury WB < 1,4 posiadają
korzystniejsze właściwości związane z usuwaniem rdzenia
z odlewu i odlewu z formy, w zakresie temperatury nagrzewania formy od około 600°C do około 900°C, w porównaniu do analogicznych właściwości w przypadku zastosowania uwodnionego krzemianu sodu charakteryzującego się
wskaźnikiem struktury WB ≥ 1,4.
Results of Rctk residual strength tests are presented for
samples of moulding sands prepared with a stable content
of soluble sodium silicate binding agents of different WB
structure indicator values, hardened in the ester process.
The test temperature range was 300°C to 1000°C, with
100°C steps. A notable relation between the WB structure
indicator values and Rctk residual strength of moulding sand
samples was observed. Moulding sands prepared with soluble sodium silicate with low values of WB structure indicator
< 1.4 have more advantageous properties related to removing cores from castings and castings from moulds, in the
mould heating temperature range from approx. 600°C to approx. 900°C, compared to similar properties when using soluble sodium silicate with a WB structure indicator of ≥ 1.4.
Key words: moulding sand, soluble sodium silicate, colloidal
structure, residual strength
Słowa kluczowe: masa formierska, uwodniony krzemian sodu,
struktura koloidalna, wytrzymałość końcowa
1. Wstęp
1. Introduction
Nieorganiczne spoiwa, do których zaliczany jest
uwodniony krzemian sodu, stosowane do wytwarzania
mas formierskich i rdzeniowych, posiadają wiele korzystnych cech w aspekcie higieny i ekologii ich stosowania. W porównaniu do spoiw organicznych, produkty
ich rozpadu termicznego nie posiadają toksycznych
i szkodliwych cech oddziaływujących negatywnie na
środowisko. Właściwości wiążące tego rodzaju spoiw
wynikają z zastosowania nieodwracalnych reakcji jego
utwardzania (reakcji chemicznych), bądź też reakcji
odwracalnych, wykorzystujących zjawisko dehydra-
Inorganic binders, which include soluble sodium
silicate, are used for the production of mould and core
sands, and possess many advantageous characteristics
in terms of hygiene and ecological usage. Compared
to organic binders, their thermal decomposition products do not possess toxic or harmful characteristics,
negatively affecting the environment. Binding properties of this type of binders result from using irreversible
hardening reactions (chemical reactions), or reversible
reactions utilising the dehydration phenomenon (effect
of high temperature). The change in strength properties
3
A. Baliński: Wpływ wskaźnika struktury WB uwodnionego krzemianu sodu na wytrzymałość końcową masy formierskiej
tacji (oddziaływanie podwyższonej temperatury). Od
właściwości powstałej w różnych warunkach termicznych bądź chemicznych fazy utwardzającej zależy
w dużym stopniu zmiana właściwości wytrzymałościowych mas formierskich poddanych działaniu podwyższonej temperatury. Niekorzystnymi właściwościami stosowanego aktualnie typowego spoiwa nieorganicznego,
jakim jest uwodniony krzemian sodu, w porównaniu do
spoiw organicznych (żywic syntetycznych) jest gorsza
wybijalność rdzeni z odlewów oraz odlewów z formy.
Właściwość ta wynika z dużej wartości wytrzymałości końcowej, szczególnie w przypadku wytwarzania
cienkościennych odlewów ze stopów o temperaturze
topnienia zbliżonej do temperatury topnienia stopów
aluminium. Zjawisko to powoduje także utrudnienia
w procesie regeneracji osnowy ziarnowej [1−4].
of moulding sands subjected to heightened temperature
depends largely on properties of the hardening phase,
created under different thermal or chemical conditions.
The disadvantage of the currently utilised typical inorganic binder that constitutes soluble sodium silicate is,
compared to organic binders (synthetic resins), is the
inferior removability of cores from castings and castings from moulds. This property results from the high
residual strength, particularly in the case of producing
thin-walled castings of alloys with high melting points,
similar to that of aluminium alloys. This phenomenon
also poses difficulties in the grain matrix regeneration
process [1−4].
2. Charakterystyka materiałów stosowanych
w badaniach
2. Characteristics of materials used
in the testing
2.1. Uwodniony krzemian sodu jako spoiwo mas
formierskich
2.1. Soluble sodium silicate as binder for
moulding sands
Badania przeprowadzono z zastosowaniem trzech
rodzajów uwodnionego krzemianu sodu uzyskanych
w wyniku autoklawowego roztwarzania szkliwa krzemianowo-sodowego o module krzemionkowym M = 3,3,
zgodnie z reakcjami hydratacji (1) i hydrolizy (2) [5]:
The tests were conducted using three types of soluble
sodium silicate, obtained by way of autoclave digestion
of sodium-silicate glass with a silica modulus of M = 3.3,
in accordance with the hydration (1) and hydrolysis (2)
reactions [5]:
Na2O ∙ nSiO2 + mH2O → Na2O ∙ nSiO2 ∙ xH2O + (m – x) H2O + Q
(1)
Na2O ∙ nSiO2 ∙ yH2O → NaOH + nSiO2 + (y – 1) H2O
(2)
gdzie:
where:
Q – ciepło rozpuszczania
Q – dissolution heat
Tabela 1. Charakterystyka uwodnionego krzemianu sodu otrzymanego ze szkliwa krzemianowo-sodowego
o module M = 3,3
Table 1. Characteristics of soluble sodium silicate acquired from silica-sodium glass with modulus M = 3.3
Rodzaj
uwodnionego
krzemianu sodu /
Type of soluble
sodium silicate
Gęstość, g/cm3 /
Density, g/cm3
Zawartość SiO2,
% wag. /
SiO2 content,
wt. %
uks1 / sss1
1,40
uks2 / sss2
1,45
uks3 / sss3
1,50
Zawartość Na2O,
% wag. /
Na2O content
wt. %
Moduł
krzemionkowy M /
Silica modulus M
23,62
11,61
2,099
25,85
12,70
2,096
27,88
13,70
2,096
Przebieg reakcji hydrolizy jest ograniczany stężeniem
NaOH w roztworze. Ponieważ krzemionka łatwo reaguje
z wodorotlenkiem sodu, jego duże stężenie powoduje
zanik reakcji hydrolizy. W przypadku zastosowania po-
4
The reaction results are limited by NaOH concentration in the solution. Since silica easily reacts with sodium
hydroxide, its high concentration causes the hydrolysis
reaction to cease. If the solution is again diluted with
Prace IOd 1/2015
A. Baliński: Influence of the structure index WB of the soluble sodium silicate on the residual strength of molding
nownego rozcieńczenia wodą, hydroliza oczywiście powraca. Uzyskany tą metodą uwodniony krzemian sodu
poddano modyfikacji związkami sodu, w celu otrzymania
uwodnionego krzemianu sodu o wartości modułu krzemionkowego M zbliżonej do 2,1, a następnie poddano
go procesowi zagęszczania do gęstości 1,40 g/cm3,
1,45 g/cm3 i 1,50 g/cm3. Charakterystykę zastosowanych w badaniach trzech rodzajów uwodnionego krzemianu sodu podano w tabeli 1.
water, hydrolysis obviously returns. The soluble sodium
silicate obtained this way was subjected to modification
with sodium compounds in order to acquire soluble sodium silicate with a silica modulus M close to 2.1, and
was subsequently thickened to the density of 1.40 g/cm3,
1.45 g/cm3 and 1.50 g/cm3. Characteristics of the three
types of soluble sodium silicate used during testing are
presented in Table 1.
2.2. Utwardzanie uwodnionego krzemianu sodu
2.2. Hardening of soluble sodium silicate
Jako utwardzacz zastosowano ester dioctan glikolu
etylenowego o gęstości 1,1 g/cm3 (flodur 1). Reakcja
utwardzania uwodnionego krzemianu sodu przebiega w dwóch etapach, z których pierwszy polega na
hydrolizie estru, natomiast drugi na chemicznym żelowaniu uwodnionego krzemianu sodu pod wpływem
kwasu wydzielającego się podczas tej hydrolizy, zgodnie
z poniższymi reakcjami (3−5) [6].
Ethylene glycol diacetate ester with density of
1.1 g/cm3 (flodur 1) was used as the hardener. The
soluble sodium silicate hardening reaction occurs in
two steps, where step one consists in hydrolysis of the
ester, while step two – in chemical gelling of soluble
sodium silicate under the effects of acid forming during
this hydrolysis, in accordance with the reactions below
(3−5) [6].
(CH3COOCH2 – CH3COOCH2) + 2H2O → (CH2OH – CH2OH) + 2CH3COOH
(dioctan glikolu etylenowego)
(glikol etylenowy)
(kwas octowy)
(ethylene glycol diacetate)
(ethylene glycol)
(acetic acid)
Kwas octowy dysocjuje z wydzieleniem jonów H+
Acetic acid dissociates, liberating H+ ions
CH3COOH2 → CH3COOH– + H+
i równocześnie
(3)
(4)
and at the same time
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
(5)
(octan sodu)
(sodium acetate)
2.3. Osnowa ziarnowa mas formierskich
2.3. Grain matrix of moulding sands
Osnowę ziarnową stanowił piasek kwarcowy o frakcji głównej 0,20/0,16/0,32 i zawartości lepiszcza 0%,
charakteryzujący się wskaźnikiem kształtu Wk = 1,08,
jednorodnością J = 80, średnią wielkością ziarna d50 =
0,23 mm, przepuszczalnością Ps = 160 m2/Pa · s oraz
temperaturą spiekania 1550°C.
The grain matrix was quartz sand with a main fraction
of 0.20/0.16/0.32 and 0% binder content, characterised by shape coefficient Wk = 1.08, uniformity J = 80,
average grain size d50 = 0.23 mm, permeability Ps =
160 m2/Pa · s and sintering temperature 1550°C.
3. Wskaźnik struktury stosowanych rodzajów
uwodnionego krzemianu sodu
3. Structure indicator of the utilised type of
soluble sodium silicate
Wartości wskaźnika struktury WB obliczono na podstawie określenia cząstkowych wskaźników struktury
WBi, zgodnie z procedurą [7−8], stosując analizę PCS
The WB structure indicator values were calculated
based on determination of partial WBi structure indicators, as per the procedure [7−8], using PCS (Photon
Transactions of FRI 1/2015
5
(Photon Correlation Spectroscopy) roztworów uwodnionego krzemianu sodu (6):
��
gdzie:
dGi
�� ∑��
Correlation Spectroscopy) analysis of soluble sodium
silicate solutions (6):
��
�� ∑��
where:
��
(6)
��
– średnia wartość średnic cząstek koloidalnych
frakcji głównej i-tego roztworu uwodnionego
krzemianu sodu,
dGi – average diameter of main fraction colloidal particles of soluble sodium silicate solution no. i,
dsGi – półzakres szerokości rozkładu cząstek koloidalnych frakcji głównej i-tego roztworu uwodnionego krzemianu sodu,
dsGi – semi-range of distribution breadth of main fraction colloidal particles of soluble sodium silicate
solution no. i,
dsRi – szerokość rozkładu cząstek koloidalnych frakcji rozproszonej i-tego roztworu uwodnionego
krzemianu sodu.
dsRi – width of distribution of dissolved fraction colloidal
particles of soluble sodium silicate solution no. i.
Wartości wskaźnika struktury WB badanych rodzajów
uwodnionego krzemianu sodu podano w tabeli 2.
WB structure indicator values of the tested types of
soluble sodium silicate are presented in Table 2.
Tabela 2. Wartość wskaźnika struktury WB badanych rodzajów uwodnionego krzemianu sodu
Table 2. WB structure indicator values of the tested types of soluble sodium silicate
Rodzaj uwodnionego krzemianu sodu /
Type of soluble sodium silicate
Wskaźnik struktury WB /
WB structure indicator
uks1 / sss1
0,28
uks2 / sss2
2,57
uks3 / sss3
1,40
4. Preparatyka masy formierskiej wykonanej
z udziałem badanych rodzajów uwodnionego
krzemianu sodu
4. Preparation of moulding sands made
using the tested types of soluble sodium
silicate
Masa formierska z udziałem uwodnionego krzemianu
sodu była utwardzana dodatkiem dwuoctanu glikolu etylenowego (flodur 1) w ilości 15% mas. zawartości uwodnionego krzemianu sodu. Udział uwodnionego krzemianu sodu w masie formierskiej obliczano w taki sposób,
aby jego zawartość była nie mniejsza niż 2,5 cz.mas.
oraz aby ilość składników wiążących, czyli suma SiO2
i Na2O była stała i wynosiła dokładnie 39% mas. [4, 7].
Standardowe próbki masy formierskiej, przeznaczone
do oznaczania wytrzymałości, wykonywano metodą
wibracyjnego zagęszczania masy za pomocą urządzenia LUZ. Czas zagęszczania wynosił 20 sekund, przy
amplitudzie drgań 2 mm.
Moulding sands with a share of soluble sodium silicate was hardened using an addition of ethylene glycol
diacetate (flodur 1) in the amount of 15% mass. of the
soluble sodium silicate content. The soluble sodium
silicate share in the moulding sand was calculated in
such a way that its content is no less than 2.5 weight
parts and that the amount of binding components, i.e.
the sum of SiO2 and Na2O was constant and equalled
precisely 39% mass. [4, 7]. Standard samples of moulding sands, dedicated for strength determination, were
prepared by the vibration sand thickening method using
a LUZ device. The thickening time was 20 seconds at
a vibration amplitude of 2 mm.
6
Prace IOd 1/2015
5. Określanie wytrzymałości końcowej
próbek masy formierskiej wykonanej
krzemianu sodu
5.Determination of residual strength of
moulding sand samples prepared using
the tested types of soluble sodium silicate
Po 24 godzinach od wykonania próbek masy formierAfter preparing the moulding sand samples for
skiej poddawano je wygrzewaniu przez 0,5 godziny 24 hours, they were subjected to curing for 0.5 hour at
w temperaturze od 300°C do 1000°C, co 100°C. Jako temperature from 300°C to 1000°C, with 100°C steps.
urządzenie grzewcze stosowano piec PK-9/1300 wyposa- The PK-9/1300 furnace equipped with a PRT 911 conżony w mikroprocesorowy regulator temperatury o działa- stant operation microprocessor temperature regulator
niu ciągłym PRT 911, zapewniający dokładność regulacji with temperature adjustment precision of ±0,5°C [4, 9].
temperatury w punkcie ±0,5°C [4, 9]. Z uwagi na to, że Since the unevenness of temperature distribution within
nierównomierność rozkładu temperatury w obszarze ko- the 150 mm × 100 mm × 300 mm operating chamber is
mory roboczej o wymiarach 150 mm × 100 mm × 300 mm ±5°C, test samples were always situated in the same
wynosi ±5°C, próbki do badań usytuowane były zawsze spot of the furnace chamber. Once the assumed samw tym samym miejscu komory pieca. Po założonym ple curing time passed, they were removed from the
czasie wygrzewania próbek usuwano je z komory pieca furnace chamber and cooled until they reached ambient
i studzono do momentu osiągnięcia przez nie temperatury temperature, and subsequently their Rctk compressive
otoczenia, a następnie określano ich wytrzymałość na strength was determined using a LRuE-2 device. Test
ściskanie Rctk za pomocą aparatu LRuE-2. Wyniki badań results are presented in Table 3 and Figure 1.
mikroprocesorowy regulator temperatury o działaniu ciągłym PRT 911,
przedstawiono w tabeli 3woraz
na rysunku 1.
zapewniający dokładność regulacji temperatury w punkcie ±0,5°C [4,9]. Z uwagi
na to, że nierównomierność rozkładu temperatury w obszarze komory roboczej
Tabela 3. Wartość końcowa Rctk próbek masy formierskiej wykonanej
o wymiarach 150 x 100 x 300 mm wynosi ±5°C, próbki do badań usytuowane były
krzemianu sodu
zawsze w tym samym miejscu komory pieca. Po założonym czasie wygrzewania
Table 3. Rctk end values of moulding sand samples prepared using the tested types of soluble sodium silicate
próbek usuwano je z komory pieca i studzono do momentu osiągnięcia przez nie
tk
temperatury otoczenia,
a następnie
określano ich próbek
wytrzymałość
ściskanie Rc °C /
Temperatura
nagrzewania
masynaformierskiej,
Rodzaj
Moulding
sand
sample
heating
temperature,
uwodnionego
za pomocą aparatu LRuE-2. Wyniki badań przedstawiono w tabeli 3 oraz °C
na
krzemianu
sodu1./
300
400
500
600
700
800
900
1000
rysunku
Type of soluble
tk
Rc , MPa
sodium silicate
tk
Tabela 3. Wartość końcowa Rc próbek masy formierskiej wykonanej z udziałem badanych
2,50
1,80
1,25
0,50 sodu
0,50
0,80
1,80
rodzajów uwodnionego
krzemianu
uks1 / sss1
Rodzaj
uks2 / sss2
uks3
2,75
uwodnionego
300
sodu2,90
/ krzemianu
sss3
uks1
2,50
uks2
2,75
uks3
2,90
Temperatura
nagrzewania
próbek masy
1,50
1,20
0,70
1,00 formierskiej,
2,00
400
1,50
1,80
1,50
1,50
500
0,90
1,25
1,20
0,90
600
700
800
0,90
Rctk, MPa 1,20
0,50
0,50
0,80
0,70
1,00
2,00
0,90
1,20
2,00
°
900
2,00
1,80
2,65
3,10
C
2,80
2,65
3,10
3,10
3,10
1000
2,80
3,10
3,10
Wytrzymałość końcowa Rctk, MPa
3,5
3
300°C
2,5
400°C
2
500°C
1,5
600°C
700°C
1
800°C
0,5
0
900°C
1000°C
0,28
1,4
Wskaźnik struktury, WB
2,57
tk
Rys. 1. Wpływ
wskaźnika
WB na wytrzymałość
końcową R
Rc tkpróbek
mas formierskich,
Rys. 1. Wpływ wskaźnika
struktury
WBstruktury
na wytrzymałość
końcową
c próbek mas formierskich, określoną
°
°
°
do 1000 C, co
C
określoną dla temperatury
od 300
dla temperatury
od 300°C
doC1000°C,
co100
100°C
Fig. 1. Effects of WB structure
indicator on Rctk residual strength of moulding sand samples, determined for temperatures
6. Wnioski
from 300°C to 1000°C, with 100°C steps
1. Charakterystyka zmian wartości wytrzymałości końcowej Rctk próbek mas
formierskich wykonanych z udziałem uwodnionego krzemianu sodu jest
7
6. Wnioski
6. Conclusions
1. Charakterystyka zmian wartości wytrzymałości
końcowej Rctk próbek mas formierskich wykonanych z udziałem uwodnionego krzemianu sodu jest
w istotnym stopniu zależna od charakterystyki struktury koloidalnej określonej wskaźnikiem struktury
WB. Podobnie jak w przypadku wytrzymałości na
ściskanie próbek mas formierskich utwardzanych
w procesie estrowym w temperaturze otoczenia,
zmniejszenie wartości wskaźnika struktury WB
uwodnionego krzemianu sodu do wartości 1,4 powoduje wzrost wytrzymałości na ściskanie próbek
masy formierskiej. Dalsze zmniejszenie wartości tego wskaźnika poniżej wartości 1,4 skutkuje
zmniejszeniem wartości wytrzymałości na ściskanie
próbek masy formierskiej.
1. The profile of Rctk residual strength value changes of
samples of moulding sands prepared using soluble
sodium silicate strongly depends on the characteristics of colloidal structure, described with the
WB structure indicator. Similarly as in the case of
compressive strength of moulding sand samples
hardened in the ester process at an ambient temperature, lowering the WB structure indicator value
to 1.4 results in an increase in compressive strength
of moulding sand samples. Further decreasing the
value of this indicator below 1.4 results in lowering
the moulding sand sample compressive strength
value.
2. W zakresie temperatury, istotnym w aspekcie wytwarzania odlewów ze stopów o temperaturze zalewania
od około 600°C do około 900°C, zmniejszenie wartości wskaźnika struktury WB uwodnionego krzemianu sodu, od 2,57 do 1,4 powoduje wystąpienie
tendencji wzrostu wartości wytrzymałości końcowej Rctk. Wzrost tej wartości wynosi około 30% dla
temperatury wygrzewania próbek masy formierskiej
wynoszącej 600°C, około 20% dla temperatury wynoszącej 700°C i 900°C, w porównaniu do wartości wytrzymałości końcowej Rctk dla uwodnionego
krzemianu sodu posiadającego wskaźnik struktury
WB = 2,57. Stosując temperaturę wygrzewania próbek masy formierskiej wynoszącą 800°C i 1000°C,
nie stwierdzono istotnych zmian wartości wytrzymałości końcowej Rctk. Dalsze zmniejszenie wartości
wskaźnika struktury uwodnionego krzemianu sodu,
od 1,4 do 0,28 powoduje zmniejszenie wartości wytrzymałości końcowej Rctk, w porównaniu do wartości
wytrzymałości końcowej Rctk dla uwodnionego krzemianu sodu posiadającego wskaźnik struktury WB =
2,57. Zmniejszenie wartości wytrzymałości końcowej
Rctk wynosi około 30% dla temperatury wygrzewania
próbek masy formierskiej wynoszącej 600°C, około
50% dla temperatury wynoszącej 700°C, około 60%
dla temperatury wynoszącej 800°C, około 30% dla
temperatury wynoszącej 900°C i około 10% dla temperatury wynoszącej 1000°C.
2. Within the temperature range important for producing castings with pouring temperatures from
approx. 600°C to approx. 900°C, decreasing the
WB structure indicator value of soluble sodium silicate from 2.57 to 1.4 results in a tendency of the Rctk
residual strength values to increase. The increase
of this value is approx. 30% for the moulding sand
sample curing temperature of 600°C, approx. 20%
for a temperature of 700°C and 900°C, compared to
the Rctk residual strength value for soluble sodium
silicate with a WB structure indicator = 2.57. When
applying moulding sand sample curing temperatures of 800°C or 1000°C, no significant changes
in Rctk residual strength values were noted. Further
decreasing the structure indicator of soluble sodium
silicate from 1.4 to 0.28 results in a decrease in
the Rctk residual strength values, compared to Rctk
residual strength values for soluble sodium silicate
with a WB structure indicator = 2.57. The decrease
of Rctk residual strength values is approx. 30% for
the moulding sand sample curing temperature of
600°C, approx. 50% for a temperature of 700°C,
approx. 60% for a temperature of 800°C, approx.
30% for a temperature of 900°C, and approx. 10%
for a temperature of 1000°C.
3. Masy formierskie wykonane z udziałem uwodnionego krzemianu sodu o małej wartości wskaźnika
struktury WB < 1,4 (np. około 0,28), utwardzanego
w procesie estrowym, posiadają korzystniejsze właściwości związane z usuwaniem rdzenia z odlewu
i odlewu z formy, w zakresie temperatury nagrzewania formy od około 600°C do około 900°C, w porównaniu do analogicznych właściwości w przypadku
zastosowania uwodnionego krzemianu sodu charakteryzującego się wskaźnikiem struktury WB ≥ 1,4.
3. Moulding sands prepared with soluble sodium
silicate with low values of WB structure indicator
< 1.4 (e.g. approx. 0.28), hardened in the ester process, have more advantageous properties related
to removing cores from castings and castings from
moulds, in the mould heating temperature range
from approx. 600°C to approx. 900°C, compared to
similar properties when using soluble sodium silicate
with a WB structure indicator of ≥ 1.4.
8
Prace IOd 1/2015
Podziękowania
Acknowledgement
Wyniki przedstawione w niniejszej publikacji zostały
częściowo uzyskane w oparciu o badania przeprowadzone w ramach projektu nr 7 T08B 001 13 „Badania wpływu
struktury uwodnionego krzemianu sodu na wytrzymałość
kohezyjną wieloskładnikowego układu mas formierskich
utwardzanych chemicznie” i pracy doktorskiej Moniki
Korzeniowskiej pt.: „Wpływ struktury uwodnionego krzemianu sodu jako spoiwa mas formierskich na właściwości żelu krzemionkowego w wysokich temperaturach”
(promotor pracy doktorskiej Andrzej Baliński), Akademia
Górniczo-Hutnicza, Kraków, 2009.
The results presented in this publication were partially based on research conducted under Project no.
7 T08B 001 13 “Research the influence of the structure
of soluble sodium silicate on the cohesive strength of
the multi-component molding sands chemically curing”
and PhD dissertation Korzeniowska M. “Influence of
the structure of soluble sodium silicate as a binder of
moulding sands, on the properties of silica gel at high
temperatures” (dissertation supervisor Baliński A.),
University of Mining and Metallurgy, Kraków, 2009.
Literatura/References
1. Dańko, J., Holtzer, M., Dańko, R. (2006). Dobór efektywnych procesów regeneracji oraz gospodarka masami formierskimi w aspekcie najlepszych dostępnych technik (NDT-BAT). Archiwum Odlewnictwa, 6(20), 31−38.
2. Dobosz S., Major-Gabryś, K. (2004). Zjawiska powierzchniowe a wybijalność mas ze szkłem wodnym. Krzepnięcie
Metali i Stopów, 24(1), 49−56.
3. Baliński, A., Izdebska-Szanda, I. (2004). Wpływ morfoaktywnych modyfikatorów uwodnionego krzemianu sodu
na przemiany temperaturowe zachodzące w masach formierskich z tym spoiwem. Archiwum Technologii Maszyn
i Automatyzacji, 24(1), 19−30.
4. Baliński, A. (2002). Wytrzymałość resztkowa mas z uwodnionym krzemianem sodu utwardzanym dioctanem glikolu
etylenowego, w świetle przemian fazowych i temperaturowych powstałego żelu krzemionkowego. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 22(1), 11−22.
5. Baliński, A. (2000). Wybrane zagadnienia technologii mas formierskich ze spoiwami nieorganicznymi. Struktura
uwodnionego krzemianu sodu i jej wpływ na wiązanie mas formierskich. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
6. Wilkosz, B. (1986). Mechanizm utwardzania mas floster S. Przegląd Odlewnictwa, 36(1), 15−18.
7. Korzeniowska, M. (2009). Wpływ struktury uwodnionego krzemianu sodu jako spoiwa mas formierskich na właściwości żelu krzemionkowego w wysokich temperaturach. Rozprawa doktorska. Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza.
8. Baliński, A. (2009). O strukturze uwodnionego krzemianu sodu jako spoiwa mas formierskich. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
9. Baliński, A. (2001). Analiza różnych rodzajów wytrzymałości mas formierskich z uwodnionym krzemianem sodu,
utwardzanych dwuoctanem glikolu etylenowego. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 21, 193.
9
Volume LV
Year 2015
Number 1
DOI: 10.7356/iod.2015.02
Zastosowanie rentgenowskiej tomografii komputerowej do porównania
metody niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego i metody
odlewania grawitacyjnego
Application of X-ray computed tomography to compare gravity casting to
counter-gravity low-pressure air-melted process
Izabela Krzak1, Krzysztof Jaśkowiec2, Adam Tchórz1, Łukasz Boroń3
1
Instytut Odlewnictwa, Zespół Laboratoriów Badawczych, Laboratorium Badań Nieniszczących, ul. Zakopiańska 73,
30-418 Kraków
2
3
1
Instytut Odlewnictwa, Zakład Stopów Żelaza, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
Instytut Odlewnictwa, Zespół Laboratoriów Badawczych, Laboratorium Badań Struktury i Właściwości,
ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
Foundry Research Institute, Complex of Accredited Research Laboratories, Laboratory for Non-destructive Testing,
ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
2
3
Foundry Research Institute, Zakład Stopów Żelaza, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
Foundry Research Institute, Complex of Accredited Research Laboratories, Laboratory for Structure Analysis and
Mechanical Testing, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
Streszczenie
Abstract
Celem niniejszej pracy była ocena struktury wewnętrznej
odlewów zbliżonych do AlSi9Mg (EN AC-43300), wykonanych metodą niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego w atmosferze powietrza – CLA (Counter-gravity
Low-pressure Air-melted – powietrzne, niskociśnieniowe
odlewanie przeciwgrawitacyjne) oraz metodą grawitacyjną. Metodę rentgenowskiej tomografii komputerowej – CT
(Computed Tomography) w połączeniu z badaniami strukturalnymi i mechanicznymi, zastosowano do oceny jakości
odlewów wytworzonych wyżej wymienionymi technikami.
Nieciągłości strukturalne odlewów wykonanych metodą
CLA i metodą grawitacyjną zbadano, analizując wyniki prześwietlania przemysłowym tomografem komputerowym firmy
Phoenix X-ray. Przykładowo przedstawiono je w postaci wybranych przekrojów (2D) i w wizualizacji przestrzennej (3D).
Z uwagi na fakt, że same badania tomograficzne okazały się
niewystarczające, dla porównania jakości odlanych próbek
różnymi technikami, przeprowadzono badanie mikrostruktury z wykorzystaniem mikroskopu świetlnego oraz wykonano statyczną próbę rozciągania próbek w temperaturze
otoczenia.
The purpose of this paper is to evaluate the internal structure of alloys similar to AlSi9Mg (EN AC-43300), made with
the counter-gravity low-pressure air-melted process (CLA)
and with the gravity casting process. The X-ray computed
tomography (CT) examination method was combined with
structural and mechanical testing for a qualitative evaluation of the castings produced with these processes.
The structural discontinuities in CLA and gravity castings
were investigated by studying the imaging made with an industrial-grade CT scanner manufactured by Phoenix X-ray.
The examples of images are shown on selected cross-sections (2D) and by 3D visualisation. The CT examination proved to be insufficient for a qualitative comparison of castings
produced with different techniques; hence a microstructural
examination was carried out under an optical microscope
and a static tensile test was completed on the samples at
ambient temperature.
Keywords: counter-gravity low-pressure air-melted casting
(CLA), X-ray computed tomography (CT), structural discontinuities
11
I. Krzak, K. Jaśkowiec, A. Tchórz, Ł. Boroń: Zastosowanie rentgenowskiej tomografii komputerowej do porównania …
Słowa kluczowe: niskociśnieniowe odlewanie przeciwgrawitacyjne (CLA), rentgenowska tomografia komputerowa (CT),
nieciągłość strukturalna
1. Wprowadzenie
Podstawowym warunkiem umożliwiającym stosowanie metody niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego (CLA) jest zastosowanie form ceramicznych
o odpowiedniej gazoprzepuszczalności wykonywanych
techniką wytapianych modeli. Formę taką umieszcza się
w komorze próżniowej z otwartym układem wlewowym
skierowanym w dół. Do układu wlewowego przymocowuje się rurkę z materiału ogniotrwałego. Następnie
uszczelniona komora opuszczana jest do ciekłego stopu roztopionego w tyglu pieca indukcyjnego, na wyznaczoną doświadczalnie głębokość zanurzenia rury.
W wyniku działania podciśnienia w komorze formy, stop
zasysany jest z tygla do układu wlewowego, wypełniając stopniowo wnękę formy. Po zakrzepnięciu zassanego metalu, próżnia zostaje „usunięta”, a nadmiar
ciekłego stopu z układu wlewowego spływa do pieca.
W efekcie pozostają tylko krótkie odgałęzienia układu
zasilającego przy poszczególnych odlewach, usuwane
przez szlifowanie. Unika się dzięki temu mechanicznego
usuwania układu wlewowego. Warto zaznaczyć, że do
wytwarzania odlewów tą metodą wykorzystywane jest
60−90% zakrzepniętego metalu w formie. W metodzie
grawitacyjnej natomiast w przypadku odlewania precyzyjnego większość masy roztopionego metalu pozostaje
w układzie wlewowym. Wykorzystywane jest wówczas
tylko 15−50% ciekłego stopu. Inną zaletą metody CLA
jest możliwość dwu- do trzykrotnego zwiększenia upakowania modeli woskowych na wlewie głównym, w odróżnieniu od tradycyjnego procesu grawitacyjnego, co
dodatkowo zwiększa uzysk [1, 2].
Procesy niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego pozwalają otrzymywać odlewy cienkościenne.
Przykładem może tu być metoda CLV (Counter-gravity
Lowprocess Vacuum – niskopróżniowy proces topienia
i przeciwgrawitacyjnego odlewania), która umożliwia
zalanie elementów o grubości ścianki 0,5 mm [3]. Zastosowanie tych metod daje możliwość sterowania wielkością ziarna, a wnęki formy są wypełniane w sposób
nieburzliwy czystym metalem spod powierzchni kąpieli
[1]. W efekcie w uzyskanych odlewach spodziewać się
można mniejszej ilości żużla i wtrąceń niemetalicznych,
które są częstym powodem powstawania nieciągłości
w strukturze i przyczyną obniżenia parametrów mechanicznych [2, 4].
W technicznej literaturze fachowej można znaleźć
obrazy mikrostruktur różnych stopów uzyskanych
w procesie niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego [3, 5]. Spotyka się też wyniki defektoskopowych badań stopów odlewniczych prowadzonych
metodą tomografii komputerowej [6−10]. Jednak w pra-
12
1. Introduction
Application of the CLA (counter-gravity low-pressure
air-melted) process is feasible with the use of ceramic
moulds of sufficient gas permeability and built by investment casting. A ceramic mould with these characteristics is placed in a vacuum chamber and with its
gating system downwards. A tube made of a refractory
material is mounted on the gating system. Then the
sealed vacuum chamber is submerged into a molten alloy in an induction furnace crucible at the experimentally
determined submersion depth of the refractory tube.
The vacuum pressure in the mould chamber sucks
in the alloy from the crucible into the gating system,
which gradually fills the mould cavity. Once the sucked
in metal is solidified, the vacuum is removed and the
excess of molten alloy flows out of the gating system
and down into the furnace. Only the short branches of
the feed system remain at individual castings and are
removed by grinding. This avoids machining off the gating system. Note that a casting made with this process
uses 60−90% of the metal solidified in the mould. The
precision gravity casting process leaves the majority
of the molten metal mass in the gating system. Only
15−50% of the molten alloy is used. Another advantage
of the CLA process is to increase the wax model packing on the main gate by two to three times, unlike in
the traditional gravity casting process; this increases
the yield further [1, 2].
The CLA processes allow producing light section
castings. An example is the CLV process (countergravity low vacuum), which allows pouring out elements
with the section thickness of 0.5 mm [3]. The processes
allow controlling the grain size, and the mould cavities
are filled without turbulences with pure metal from underneath the metal bath surface [1]. As an effect, the
resulting castings are expected to feature less slag or
metallic inclusions, which often are the cause of structural discontinuities, resulting in reduced mechanical
performance [2, 4].
The technical references in this field show microstructural images of various alloys produced by CLA
[3, 5]. There are also results of CT-based defectoscopic
examinations of casting alloys [6−10]. However, these
references lack any X-ray CT-based comparison of the
CLA cast alloys to the gravity cast alloys.
X-ray computed tomography is an advanced diagnostic method which combines X-ray imaging with advanced computer image processing. X-ray CT uses the
composition of object projections made from various
directions to make cross-section images (2D and 3D).
Not only does the technique allow qualitative evaluation
of the examined materials, but also advanced analytical
work on the studied objects. The high resolution of X-ray
CT can help reveal microstructural defects and evaluate
certain characteristics of the microstructure. X-ray CT
allows distinction of objects sized 200−300 nm and up
Prace IOd 1/2015
I. Krzak, K. Jaśkowiec, A. Tchórz, Ł. Boroń: Application of X-ray computed tomography to compare gravity casting …
cach tych nie przedstawiono porównań jakości stopów
odlewanych metodą CLA z metodą grawitacyjną przy
wykorzystaniu rentgenowskiej tomografii komputerowej.
Rentgenowska tomografia komputerowa jest nowoczesną metodą diagnostyczną, która łączy badania
rentgenowskie z zaawansowaną technologią komputerową. Wykorzystuje ona złożenie projekcji obiektu
wykonanych z różnych kierunków do utworzenia obrazów przekrojowych (2D) i przestrzennych (3D). Pozwala
to nie tylko na jakościową ocenę badanego materiału,
lecz również umożliwia przeprowadzenie zaawansowanych analiz. Wysoka rozdzielczość tej metody umożliwia
ujawnienie wad makrostruktury, jak również pozwala
oceniać pewne cechy mikrostruktury. Zapewnia ona
rozróżnienie obiektów już o wielkości 200−300 nm
z rozdzielczością (woksel1) już od 0,5 μm. Dodatkowo
umożliwia graficzną rekonstrukcję 3D wyników badań
oraz określenie w przestrzeni nieciągłości wewnętrznych [11, 12].
Podczas prześwietlania próbka jest obracana skokowo w małych krokach (0,25−0,5°) o 360° wokół jednej osi obrotu. Wyniki w postaci matrycy punktów są
zapisywane w pamięci komputera, a następnie przetwarzane na odpowiedni obraz i ulegają dalszej obróbce komputerowej. W efekcie uzyskujemy informację
na temat elementów wewnętrznej struktury materiału,
w tym również morfologię nieciągłości wewnętrznych
i umiejscowienia ich w przestrzeni.
at the resolution (voxel1) already from 0.5 μm. X-ray
CT can also be used for graphical 3D reconstruction of
examination results and spatial identification of internal
discontinuities [11, 12].
A sample during the X-ray imaging is turned 360° by
small increments (0.25−0.5°) around a single axis. The
results being a dot matrix are stored in a PC memory
and then converted into a suitable image and further
digitally processed. The effect gives an insight into
the elements of internal structure of the investigated
material, complete with a morphology of internal discontinuities and their spatial locations.
2. Materiał i metodyka badań
2. Materials and methodology
W celu porównania procesu niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego CLA z tradycyjną metodą odlewania grawitacyjnego pod kątem ewentualnych
nieciągłości strukturalnych, wykonano próbne odlewy
z zastosowaniem tych metod. Do badania zastosowano
ten sam materiał – nadlewy technologiczne odlewów
zbliżonych do AlSi9Mg (EN AC-43300). W eksperymencie założono zbadanie wpływu samej metody CLA na
jakość odlewu. Nie zastosowano żadnych zabiegów
metalurgicznych. Skład chemiczny otrzymanego stopu
przedstawiono w tabeli 1. Analizę chemiczną wykonano
metodą optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem jarzeniowym na aparacie LECO GDS 850A.
In order to compare the CLA process to traditional
gravity casting for potential structural discontinuities,
test castings were made by applying both production
methods. Each casting was made of the same material,
i.e. the process riser heads of alloys similar to AlSi9Mg
(EN AC-43300). The experiment assumed to investigate
the effects of the CLA process on the quality of the
casting. No metallurgical treatment was applied. The
chemical composition of the produced alloy is shown
in Table 1. The chemical analysis was conducted by
applying glow discharge atomic emission spectrometry
using LECO GDS 850A.
Tabela 1. Skład chemiczny odlanego stopu, % wag.
Table 1. Chemical composition of cast alloy, wt. %
Mg
Si
Zn
Ni
Cu
Fe
Mn
Ti
Al
3,20
7,95
1,25
0,13
0,60
0,25
0,05
0,10
reszta/bal.
Przy wyborze materiału wsadowego kierowano się
niską gęstością aluminium, co ułatwia badania tomogra-
The selection criterion for the charge material was
the low density of aluminium that facilitates CT exami-
1
Woksel – (voxel – volumetric element) jednostka obrazu przestrzennego 3D (odpowiednik piksela dla obrazu 2D).
1
Voxel (volumetric element): a unit of 3D image (counterpart to
the pixel in 2D images).
13
ficzne. Dołożono wszelkich starań w celu zapewnienia
bezpieczeństwa podczas wytopu, kontrolując temperaturę, skoki ciśnienia i współpracę poszczególnych
elementów skonstruowanego stanowiska badawczego.
Wsad wprowadzono do zimnego grafitowego tygla
pieca indukcyjnego, a następnie roztopiono i przegrzano
metal do temperatury 725°C [13]. W pierwszej kolejności
wykonano próby przy zastosowaniu metody odlewania
niskociśnieniowego polegające na obniżeniu ciśnienia
w rurce szklanej (będącej jednocześnie formą) do wartości pozwalającej na jej wypełnienie do wysokości około
200 mm (rys. 1a). W ten sposób, przy ustabilizowanej
temperaturze, wypełniono po kolei trzy rurki szklane,
nie wykonując żadnych dodatkowych zabiegów metalurgicznych.
W następnym kroku zastosowano tradycyjną metodę
grawitacyjną (rys. 1b). Zalano formy z masy żywicznej
„eco2000” [14]. W obu metodach odlewano wałki o średnicy 12 mm, które poddano badaniom tomograficznym,
metalograficznym i mechanicznym.
nation. All safety measures were applied to the casting
process, i.e. by controlling the temperature, pressure
spikes and mating of specific parts within the built test
rig.
The charge was introduced into a cold graphite crucible in an induction furnace, melted and superheated
to 725°C [13]. First the tests were carried out with the
CLA process by lowering the pressure inside a glass
tube (being the mould) to a value which enabled filling
the tube void to a height of ca. 200 mm (Fig. 1a). In
this way and at a stable temperature, three glass tubes
were filled in succession, without any additional metallurgical treatment.
The traditional gravity casting process was used in the
second stage of the test (Fig. 1b). The poured moulds
were made of the “eco2000” resin compound [14]. In
both processes cylinders were cast with a diameter of
12 mm and subjected to X-ray CT, metallographic and
mechanical testing.
a)
b)
Rys. 1. Zastosowane metody odlewania: a) CLA, b) grawitacyjna
Fig. 1. Applied casting processes: a) CLA, b) gravity casting
3. Wyniki badań
3. Test results
3.1. Badania tomograficzne
3.1. X-ray CT examination
Odlewy wałków wykonane z zastosowaniem niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego (CLA)
i odlewania grawitacyjnego poddano badaniom nieniszczącym w celu ujawnienia nieciągłości wewnętrznych.
Badania zrealizowano za pomocą rentgenowskiego
tomografu komputerowego typu v|tome|xl-450, będącego na wyposażeniu Instytutu Odlewnictwa. Uzyskane
wyniki posłużyły do określenia porowatości w badanych
próbkach. W tym celu wykonano dwa skanowania dla
jednego rodzaju próbki, przy parametrach ekspozycji:
napięcie U = 180 kV, natężenie prądu I = 50 µA i czas
naświetlania T = 200 ms. Pierwsze miało na celu określenie rozłożenia porowatości w całej objętości odlewu
oraz wytypowanie reprezentatywnych obszarów do
The CLA and gravity cast cylinders were subject to
non-destructive testing (NDT) to find potential internal
discontinuities. The NDT was made with an X-ray CT
machine type v|tome|x l-450, available at the Foundry
Research Institute. The produced imaging results were
used to assess the porosity of the tested samples.
Two scans of each sample type were completed, the
exposure parameters: voltage U = 180 kV, current
I = 50 µA and exposure time T = 200 ms. The first scan
was aimed at determining the distribution of porosity
across the entire casting volume and selecting the
representative areas for further testing and a more
thorough analysis of discontinuities. The voxel size
was 40.5 µm in the samples approx. 170 mm long and
14
Prace IOd 1/2015
przeprowadzenia kolejnej, ale zarazem wnikliwej analizy
tych nieciągłości. Dla rozmiaru próbki o długości około
170 mm i średnicy 12 mm wielkość woksela wynosiła
40,5 µm. Dało to możliwość oceny struktury pod kątem
zbadania rozłożenia porowatości w całej objętości próbki. Porównując obrazy struktur odlewów, nie stwierdzono
znaczącej różnicy pomiędzy zastosowanymi metodami
odlewania. W obu przypadkach zaobserwowano równomiernie rozłożone drobne nieciągłości strukturalne
w całym obszarze odlewu (rys. 2).
12 mm in diameter. This allowed evaluating the structure for the porosity distribution in the sample volume.
A comparison of the casting structure images found no
significant difference between both casting processes.
A uniform distribution of fine structural discontinuities
across the entire area of the casting from both processes was observed (Fig. 2).
a)
b)
Rys. 2. Struktura wewnętrzna wałków odlanych metodą: a) CLA, b) grawitacyjną
Fig. 2. Internal structure of the cylinders cast by: a) CLA, b) gravity casting process
Następnie przeprowadzono badania dla mniejszego obszaru próbki z większą rozdzielczością (woksel
= 14,7 µm), w celu wykonania dokładniejszej analizy
porowatości. Przykładowe wyniki badań (tomogramy)
przedstawiono na rysunku 3. Uzyskane wyniki posłużyły
do przeprowadzenia szczegółowej oceny porowatości.
Analizowano fragmenty o takich samych rozmiarach:
średnicy równej 10 mm i długości równej 7,6 mm. Do
obróbki uzyskanych wyników zastosowano oprogramowanie do graficznej analizy obrazu VGStudio Max 2.0
oraz Fiji Is Just ImageJ.
A smaller area of the sample was then examined at
a higher resolution (voxel = 14.7 µm) for a more accurate analysis of porosity. The example examination
results (CT scans) are shown in Figure 3. The produced
results were used in the detailed porosity evaluation. All
fragments analysed had identical dimensions: a diameter of 10 mm and a length of 7.6 mm. The results were
processed in VGStudio Max 2.0 and Fiji Is Just ImageJ
image analysis software.
a)
b)
Rys. 3. Przekrój 2D fragmentu odlewu wałka: a) metoda CLA, b) metoda grawitacyjna
Fig. 3. 2D section of a cylinder casting from: a) CLA, b) gravity casting
Zarówno w jednym, jak i w drugim przypadku wyraźnie
da się zauważyć znaczące nieciągłości w strukturze.
Procentowy udział porów w badanych próbkach wynosi:
Significant structural discontinuities were found for
both casting processes. The percentage share of porosity in the tested samples is as follows: 1.65% for CLA,
15
w metodzie CLA – 1,65%, a w metodzie grawitacyjnej
– 1,73% (tab. 2). Biorąc pod uwagę błąd wynikający
z metody pomiarowej i obróbki danych, wartości te są
porównywalne. Rozmieszczenie porowatości gazowych
w obu próbkach jest w miarę równomierne. Można jednak zauważyć, że w próbce odlewanej grawitacyjnie,
pory przyjmują kształt bardziej kulisty, natomiast w próbce wytwarzanej z zastosowaniem metody CLA – nieregularny. Ponadto w próbce tej stwierdzono mniejszą
średnią objętość porów w porównaniu do próbki odlanej grawitacyjnie. W procesie CLA objętość największej nieciągłości strukturalnej (poru) jest mniejsza od
0,025 mm3, natomiast po odlewaniu grawitacyjnym dochodzi do 0,04 mm3 (rys. 4). Na rysunkach 5 i 6 przedstawiono wizualizację 3D rozmieszczenia wad w badanych
próbkach, wynikającą z porowatości gazowej.
and 1.73% for gravity casting (Table 2). The values are
comparable considering the error of the applied measurement method and data processing. The spread of
gas porosities in both samples is relatively uniform. It
is evident that the gravity cast sample features more
spherical pores, whereas the CLA cast sample pores
are irregular. Moreover, the latter sample has a mean
pore volume lower than in the gravity cast sample. For
the CLA process, the volume of the largest structural discontinuity (pore) is less than 0.025 mm3, while reaching
as much as 0.04 mm3 in gravity casts (Fig. 4). Figures 5
and 6 show the 3D visualisation of gas porosity defect
distribution in the tested samples.
Tabela 2. Zawartość porów analizowanego wycinka próbki odlanej z zastosowaniem metody CLA i metody grawitacyjnej
Table 2. Porosity content of the studied CLA and gravity cast sample sections
Parametr/Parameter
Metoda CLA / CLA
Metoda grawitacyjna /
Gravity casting
Sumaryczna objętość porów, mm3 / Total pore volume, mm3
9,9
10,3
Procentowy udział porów, % obj. / Porosity share, vol. %
1,6
1,7
3
Objętość losowo analizowanego wycinka próbki, mm /
Volume of a random-analysed sample section, mm3
597,2
a)
b)
Rys. 4. Porównanie ilości i wielkości porów w odlewach: a) metoda CLA, b) metoda grawitacyjna
Fig. 4. Comparison of the number and size of pores in: a) CLA castings, b) gravity castings
16
Prace IOd 1/2015
a)
b)
Rys. 5. Rozmieszczenie porowatości gazowej w przestrzeni odlewów: a) metoda CLA, b) metoda grawitacyjna
Fig. 5. Distribution of gas porosity in the casting volume: a) CLA, b) gravity casting
a)
b)
Rys. 6. Przestrzenny przekrój analizowanego fragmentu odlewu wałka: a) metoda CLA, b) metoda grawitacyjna
Fig. 6. 3D cross-section of the studied casting part: a) CLA, b) gravity casting
3.2. Badania metalograficzne
3.2. Metallographic tests
Ze względu na ograniczenia zdolności rozdzielczej
tomografii komputerowej badania tomograficzne uzupełniono obserwacjami mikrostruktury za pomocą mikroskopu świetlnego Zeiss Axio Observer.Z1m.
Obserwacje oraz zdjęcia mikrostruktury zostały
przeprowadzone na zgładach poprzecznych. Próbki
do badań zostały wyszlifowane na papierze ściernym
o gradacji 220 µm, następnie wypolerowane na pastach
diamentowych o kolejnych gradacjach 9 µm, 3 µm,
1 µm, 0,25 µm. W celu ujawnienia mikrostruktury próbki
trawiono w odczynniku Mi1Al (0,5 HF, 99,5 H2O) wg
PN-H-04512:1975 [15].
W przypadku obu metod odlewania w strukturze stopu
występują: eutektyka α oraz wydzielenia Si i fazy Mg2Si.
Zarówno w próbce odlewanej z wykorzystaniem metody
CLA, jak i metody grawitacyjnej ujawniono dużą ilość
porowatości gazowych. Można jednak zaobserwować,
że w próbce odlewanej grawitacyjnie porowatości gazowe mają kształt bardziej kulisty, co stwierdzono również
za pomocą analizy obrazu tomograficznego. Średnica
Due to the limited resolution of X-ray CT, the CT imaging was complemented by observation of the microstructure under a Zeiss Axio Observer.Z1m optical
microscope.
Microscope observations and micrographs were carried out on cross-sections. The specimens were polished with abrasive paper with gradation of 220 microns,
then polished on diamond pastes of successive gradations of 9 µm, 3 µm, 1 µm, 0.25 µm. In order to reveal
the microstructure of the samples they were etched
with Mi1Al (0.5 HF, 99.5 H2O) to insert standard in
PN-H-04512:1975 [15].
The alloy structures from both casting methods feature eutectic α with the precipitates of Si and the Mg2Si
phase. A large number of gas pores were revealed in
CLA and gravity cast samples. It can also be observed
that the gravity cast sample features more spherical
pores, as found by X-ray CT imaging. The gas pore
diameter in both materials reaches 200 µm. The CLA
cast alloy features a greater refinement of dendrites than
17
porowatości gazowych dla obydwu materiałów wynosi
do 200 µm. Stop otrzymany z użyciem metody CLA
posiada znacznie większe rozdrobnienie dendrytów
w stosunku do stopu otrzymanego odlewanego grawitacyjnie. Otrzymane obrazy mikrostruktury przedstawiono
na rysunku 7.
in the gravity cast alloy. The produced microstructural
images are shown in Figure 7.
a)
a)
c)
c)
b)
b)
a)
d)
d)
b)
Rys. 7. Mikrostruktura odlewów: a, b) metoda CLA,
Rys. 7. Mikrostrukturac)odlewów: a, b) metoda CLA,
c, d) metoda grawitacyjna (u dołu)d)
c, d) metoda grawitacyjna (u dołu)
Rys. 7. Mikrostruktura odlewów: a,b) metoda CLA, c,d) metoda grawitacyjna
3.3. Badanie właściwości mechanicznych
3.3. Badanie
mechanicznych
Fig.właściwości
7. Microstructure
by casting process type: a,b) CLA, c,d) gravity casting
W celu porównania wybranych parametrów wytrzymałościowych odlanych próbek
W celu porównania wybranych parametrów wytrzymałościowych odlanych próbek
otrzymanych różnymi metodami odlewania stopów przeprowadzono statyczną próbę
otrzymanych różnymi metodami odlewania stopów przeprowadzono statyczną próbę
rozciągania
w temperaturze
otoczenia, zgodnie3.3.
z normą PN-EN
ISO 6892-1:2010
[16].
3.3. Badanie
właściwości
mechanicznych
of mechanical
properties
rozciągania
w temperaturze
otoczenia, zgodnie z Testing
normą PN-EN
ISO 6892-1:2010
[16].
Badanie przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej typu EU20 producenta VEB
Badanie przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej typu EU20 producenta VEB
WerkstoffprűfmasschinenLeipzig
na wytrzyczterech próbkach
różnymi
metodami
przy
W celu porównania
wybranych parametrów
In orderodlanych
to compare
selected
strength
parameters
WerkstoffprűfmasschinenLeipzig
na czterech próbkach
odlanych
różnymi
metodami
przy
przyroście
obciążenia
równym
1,25kN/s.
Uśrednione
wyniki
przedstawiono
w
tabeli
3.
małościowych
odlanych
próbek równym
otrzymanych
różnymi
in thewyniki
samples
cast with the
two processes,
a static
przyroście
obciążenia
1,25kN/s.
Uśrednione
przedstawiono
w tabeli
3.
Uzyskane
wartości
dla obu metod
wytwarzania
nie
różnią
siętemperature
w sposób istotny
pod out acmetodami odlewania
stopów
przeprowadzono
statyczną
tensile
test
at
room
was
carried
Uzyskane wartości dla obu metod wytwarzania nie różnią się w sposób istotny pod
granicy plastyczności
(Re), przy czym
stop
względem
wytrzymałościotoczenia,
na rozciąganie
(Rm) icording
próbę rozciągania
w temperaturze
zgodnie
PN-EN ISO 6892-1:2010
[16].
A tensile test
(Re), przy czym
stop
względem
wytrzymałości na rozciąganie
(Rm) i granicytoplastyczności
odlewany
grawitacyjnie
wykazuje
wyższą
twardość
Brinella(HB),
natomiast
stop
odlewany
z normą PN-EN
ISO
6892-1:2010
[16].
Badanie
przewas
carried
out
on
a
type
testing
machine
odlewany grawitacyjnie wykazuje wyższą twardość Brinella(HB), natomiast stop odlewany manufacmetodą
CLA – wytrzymałościowej
korzystniejsze właściwości
plastyczne
prowadzono
na maszynie
typu EU20
turer (A,
VEBZ).
Werkstoffprűfmasschinen EU20 Leipzigon
metodą
CLA – korzystniejsze właściwości
plastyczne
(A,
Z).
producenta VEB Werkstoffprűfmasschinen Leipzig na on four samples cast in various ways with the increase
Tabela 3. odlanych
Uzyskane wyniki
badań
wybranych
mechanicznych
czterech próbkach
różnymi
metodami
przy właściwości
of load equal
1.25 kN/s. Averaged results are shown
Tabela 3. Uzyskane wyniki
badań
wybranych
właściwości
mechanicznych
przyroście obciążenia równym Metoda
1,25 kN/s. Uśrednione
3. Z
Re in Table
A
HB
Rm
Re
A test results
Z
HB casting processes do not vary
Rm
wyniki przedstawiono w tabeli odlewania
3.Metoda
The
[MPa]
[MPa]
[%]
[%] for both
[-]
[MPa]
[MPa]
[%]
[%]
[-]
odlewania
Uzyskane wartości dla obu metod
wytwarzania
nie
significantly
in
tensile
strength (Rm) and yield point (Re),
160 153
CLA
0,4
0,75
58
160
CLA wytrzymałości
153 the0,4gravity0,75
różnią się w sposób istotny pod względem
cast alloy58
has a higher Brinell value (HB),
158), przy
154
0,1
0,25
77
na rozciąganie (Rm) i granicygrawitacyjna
plastyczności
(R
while
the
CLA
cast
alloy
e
grawitacyjna 158
154
0,1
0,25
77 has better plastic properties
czym stop odlewany grawitacyjnie
wykazuje
(A, Z).
rozrzut
+/-wyższą
7
+/- 4,5 +/-0,1 +/- 0,25
+/- 8
rozrzut
+/- 7metotwardość Brinella (HB), natomiast
stop odlewany
wartości
+/- 4,5 +/-0,1 +/- 0,25
+/- 8
wartości
dą CLA – korzystniejsze właściwości plastyczne (A, Z).
18
8 8 Prace IOd 1/2015
Tabela 3. Uzyskane wyniki badań wybranych właściwości mechanicznych
Table 3. Test results for selected mechanical properties
Metoda odlewania /
Casting process
Rm, MPa
Re, MPa
A, %
Z, %
HB
CLA/CLA
160
153
0,4
0,75
58
grawitacyjna/gravity
158
154
0,1
0,25
77
rozrzut wartości /
scatter of the measured
values
±7
±4,5
±0,1
±0,25
±8
4. Podsumowanie
4. Summary
Metoda tomografii komputerowej pozwala na szybką
i bezinwazyjną analizę wad związanych z porowatością
struktury wewnętrznej odlewu. Prześwietlanie próbek
z mniejszą rozdzielczością umożliwiło wstępną ocenę
jakości badanych elementów w całej ich objętości (rys.
2). Możliwy jest wybór fragmentu odlewu wymagającego dokładniejszej analizy. Zastosowanie większej rozdzielczości podczas prześwietlania pozwoliło stwierdzić,
że badane fragmenty odlewów wykonanych z użyciem
metody grawitacyjnej i CLA wykazywały porowatość
gazową na podobnym poziomie: dla metody grawitacyjnej – 1,73%, dla metody CLA – 1,64%. Porównanie
wielkości i kształtu porów w odlewach wskazuje, że
w metodzie grawitacyjnej uzyskano wydzielenia większe
i bardziej globularne. Różnice w kształcie porów zaobserwowane między omawianymi metodami odlewania
zostały potwierdzone badaniami mikrostruktury, co zostało przedstawione na rysunku 7.
W tabeli 3 zestawiono wyniki wybranych właściwości mechanicznych badanego stopu odlewanego
z zastosowaniem metody CLA i grawitacyjnej. Uzyskane wartości: wytrzymałość na rozciąganie (Rm) i granica plastyczności (Re) wykazują stosunkowo niewielką
różnicę. Wydłużenie (A), przewężenie (Z) i twardość
Brinella (HB) różnią się znacząco. Na właściwości te
wpłynęły różne warunki krzepnięcia (mimo zachowania
takich samych średnic odlewu), czego wynikiem jest
różnica wielkości dendrytów (rys. 7).
Przeprowadzone badania porównawcze dwóch różnych procesów odlewniczych wskazują, że wstępne próby niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego
(CLA) nie dały w pełni spodziewanych efektów.
Ocena struktury wewnętrznej odlewów za pomocą
rentgenowskiej tomografii komputerowej pozwalała
w stopach aluminium na lokalizację i pomiar defektów
odlewniczych w postaci porowatości gazowej oraz
utworzenie obrazów przekrojowych 2D i przestrzennych (3D). Na uwagę zasługuje także fakt, że mimo
braku dużych różnic podczas badania CT, wartości:
twardość Brinella oraz wydłużenie odlewów – znacznie
różnią się w poszczególnych metodach odlewniczych.
W przypadku zastosowania w procesie odlewniczym
The X-ray CT imaging allows a quick and non-invasive analysis of defects caused by internal structure
porosity in castings. The X-ray imaging of samples at
low resolution enabled a preliminary quality assessment
of the test samples across their entire volume (Fig. 2).
It is possible to select a specific fragment of a casting
which requires a more detailed analysis. Higher resolution of X-ray imaging revealed that the tested CLA and
gravity cast sample fragments have similar shares of
gas porosity, i.e. 1.73% from gravity casting and 1.64%
from CLA casting. The comparison of porosity size and
shape in the castings shows that gravity castings have
larger and more globular precipitates. The differences
in the pore form found between the discussed casting
processes were confirmed by microstructural examination, as shown in Figure 7.
Table 3 shows the results of selected mechanical
property tests of the CLA and gravity castings. The produced values, i.e. tensile strength (Rm) and yield stress
(Re) demonstrate relatively low differences. Elongation
(A), reduction (Z) and Brinell hardness (HB) show large
differences between the two processes. These properties were affected by different solidification conditions
(in spite of the identical casting diameters), resulting in
differences in dendrite sizes (Fig. 7).
The comparative examinations made on two casting
processes demonstrate that the preliminary tests of
CLA casting did not provide the expected results in full.
The internal casting structure evaluation by X-ray
CT allowed to locate and measure the casting defects,
namely gas porosity, in the aluminium alloys, and to
generate 2D and 3D cross-section images. A noteworthy fact is that despite the lack of large differences in the
CT scans, the values of Brinell hardness and elongation
of the castings are very different between the specific
casting methods. The CLA process with process heads
from an aluminium alloy did not significantly affect the
produced casting quality. Hence it would seem necessary to apply treatment, such as refining, modification
and longer times of holding the liquid metal at lower
pressure to improve the quality of castings.
19
nadlewów technologicznych ze stopu aluminium metoda
CLA nie wpłynęła w znaczący sposób na jakość otrzymanych odlewów. W związku z powyższym wydaje się
konieczne zastosowanie zabiegów, takich jak: rafinacja,
modyfikacja i dłuższy czas utrzymania ciekłego metalu
w warunkach obniżonego ciśnienia w celu podniesienia
jakości odlewów.
Uzyskane wyniki eksperymentalne potwierdziły możliwość stosowania metody CLA w warunkach Instytutu
Odlewnictwa. Z uwagi na fakt, że były to pierwsze próby stosowania tej metody, wybrano stop aluminium –
głównie ze względu na bezpieczeństwo prowadzonego
eksperymentu.
The produced experimental results confirm the feasibility of CLA casting in the environment of the Foundry
Research Institute. Aluminium was chosen due to the
safety of the experiment, since it included the first attempts at CLA casting application.
5. Wnioski
5. Conclusion
Na podstawie przeprowadzonych badań porównujących dwie różne metody odlewnicze wysunięto następujące wnioski:
Based on the completed comparative tests on two
casting processes, the following conclusions can be
drawn:
1. Za pomocą rentgenowskiego tomografu komputerowego bezinwazyjnie wykryto wady odlewnicze
materiału, w postaci porowatości gazowej. Oceniono ich wielkość i rozmieszczenie. Wyróżnienie tych
wad z otoczenia we wnętrzu próbki zależy między
innymi od rozdzielczości przestrzennej oraz kontrastu analizowanego obrazu.
1. An X-ray CT scanner revealed casting defects in
the NDT process of gas porosity in the material.
The size and distribution of defects were evaluated. The discrimination of such defects from their
environment inside of the samples depends, among
other things, on the spatial resolution and contrast
of analysed images.
2. Absorpcja promieniowania rentgenowskiego badanego obiektu zależy od gęstości i budowy atomowej
materiału oraz grubości ścian elementu badanego.
Poszczególne elementy struktury badanych odlewów (fazy), z uwagi na podobną absorpcję promieniowania, są słabo wykrywalne podczas prześwietlania tomografem komputerowym.
2. X-ray adsorption of the test samples depends on
the density and atomic structure of the material, as
well as the section thickness of the test sample. The
individual elements of the tested casting structures
(i.e. phases) are difficult to detect by X-ray CT due
to the similarities in radiation adsorption.
3. Pierwsze próby zastosowania metody CLA nie
wpłynęły znacząco na jakość otrzymanego stopu.
Głównym powodem mogło być zastosowanie złomu
obiegowego w postaci nadlewów poprodukcyjnych
(materiał złej jakości) i rezygnacja z dodatkowych
zabiegów metalurgicznych.
3. The first attempts at applying the CLA process did
not have a significant impact on cast alloy quality.
The main cause here can be that returns, i.e. processing heads (hence a bad quality material) were
used, and no additional metallurgical treatment was
applied.
4. W kolejnych próbach stosowania metody CLA przewiduje się użycie czystych materiałów wsadowych
na bazie aluminium. Mając doświadczenie dotyczące zachowania bezpieczeństwa, kontroli temperatury spalin i innych parametrów wymaganych
w procesie odlewania przy użyciu metody CLA,
możliwe będzie rozpoczęcie prób ze stopami wyżej
topliwymi (na bazie niklu, żelaza). Dla porównania jakości otrzymanych odlewów planowane jest
zastosowanie rentgenowskiej tomografii komputerowej oraz badań metalograficznych i wytrzymałościowych.
4. Further application tests of the CLA process will
employ pure aluminium based charge materials.
With the experience in safety precautions and the
control of exhaust gas temperature and other parameters required in CLA casting it will be possible
to begin tests with high refractory alloys (i.e. based
on Ni and Fe). The quality of castings will be compared by X-ray CT, metallographic examination
methods and strength tests.
20
Prace IOd 1/2015
Podziękowania
Acknowledgements
Autorzy dziękują kierownikom swoich zakładów:
dr hab. inż. Marzannie Książek, prof. IOd oraz
dr. hab. inż. Zenonowi Pirowskiemu, prof. IOd za konsultację merytoryczną.
Publikacja zrealizowana w oparciu o prace statutowe Instytutu Odlewnictwa, między innymi „Poprawa
odporności na zużycie erozyjne i zmęczenie cieplne
wybranych stopów na bazie układu Fe-Al-Cr” (zlec.
4010/01), finansowanej przez Ministerstwo Nauki
i Szkolnictwa Wyższego.
The authors would like to thank the managers of their
facilities: Assoc. Prof. Marzanna Książek, PhD Eng. and
Assoc. Prof. Zenon Pirowski, PhD Eng. for their scientific
consultancy during this study.
This publication was based on the statutory works
of the Foundry Research Institute, among others, on
the study entitled: “Improving the erosive wear and
thermal fatigue resistance of selected alloys based on
the Fe-Al-Cr system” (No. 4010/01), financed by the
Ministry of Science and Higher Education.
1. Pirowski, Z. (2013). Stopy niklu jako nowoczesne tworzywo odlewnicze do pracy w ekstremalnych warunkach eksploatacji. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
2. Campbell, J. (2012). Stop Pouring, Start Casting. Int. J. Metalcasting, (Summer 2012), 7−18.
3. Chandley, G. D. (1999). Use of vacuum for counter-gravity casting of metals. Mat. Res. Innovat., 3(3), 14−23.
4. Quality and process control benefits flow from lower-cost method. Hitchiner’s CLA Process. Materiały firmy HITCHINER Manufacturing Co., Inc., Milford, USA. http://www.hitchiner.com [dostęp: 10.10.2014].
5. Countergravity Casting. Materiały firmy HITCHINER Manufacturing Co., Inc., Milford USA. http://www.hitchiner.com
[dostęp: 10.10.2014].
6. Cho, I. S. et al. (2012). Evaluation of defects in aluminum piston castings by using ultrasonics and computer tomography. China Foundry, 9(3), 275−278.
7. Tchórz, A., Boroń, Ł. (2013). Ilościowa charakterystyka 3D morfologii grafitu w żeliwie sferoidalnym przy użyciu
rentgenowskiej tomografii komputerowej [w:] XLI Szkoła Inżynierii Materiałowej Kraków–Krynica 24−27 IX 2013,
red. J. Pacyna, Kraków: Wydawnictwo Naukowe Akapit, 392−395.
8. Długosz, P. et al. (2010). Kompozyty ALFA wytworzone metodą mechanicznej syntezy – analiza rozkładu fazy zbrojącej za pomocą mikrotomografii komputerowej. Prace Instytutu Odlewnictwa, 50(3), 39−50.
9. Hochrein, S. (2012). Holistic analysis of aluminum die cast parts. CASTING Plant & Technol., (4), 32−34.
10. Uniwersał, A. et al. (2013). Porównanie wybranych metod badania porowatości odlewów ciśnieniowych ze stopu
magnezu AZ91. HUTNIK – Wiadomości Hutnicze, 80(4), 235−241.
11. Ratajczyk, E. (2012). Rentgenowska tomografia komputerowa (CT) do zadań przemysłowych. Pomiary, Automatyka,
Robotyka, 16(5), 104−113.
12. Tchórz, A., Książek, M. (2014). Zastosowanie rentgenowskiej tomografii komputerowej w inżynierii materiałowej. Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich Oddział w Gorzowie Wlkp. VIII Międzynarodowa Konferencja.
13. Hydro Primary Foundry Alloys. Technical Data Sheet AlSi9Mg.
14. www.odlew.com.pl [dostęp: 01.08.2013].
15. PN-H-04512:1975 Metale nieżelazne – Odczynniki do ujawniania mikrostruktury.
16. PN-EN ISO 6892-1:2010 Statyczna próba rozciągania w temperaturze otoczenia. Metoda B. Metale. Próba rozciągania. Część 1: Metoda badania w temperaturze pokojowej.
21
Volume LV
Year 2015
Number 1
DOI: 10.7356/iod.2015.03
Doświadczalna weryfikacja symulacji procesu odlewania odśrodkowego
w formach ceramicznych
Experimental verification of the simulation of centrifugal casting in ceramic moulds
Wojciech Leśniewski1, Piotr Wieliczko1, Marcin Małysza1
1
1
Instytut Odlewnictwa, Centrum Projektowania i Prototypowania, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
Foundry Research Institute, Centre for Designing and Prototyping, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
Streszczenie
Abstract
W artykule przedstawiono wyniki prac związanych z ustaleniem rzeczywistego przepływu ciekłego metalu w formie podczas procesu odlewania odśrodkowego w indukcyjnym piecu
próżniowym firmy SuperCast Linn HighTherm.
W procesie odlewania odśrodkowego wykorzystywany jest
wpływ siły odśrodkowej na przepływ ciekłego metalu w formie, a następnie powodowany nią wzrost ciśnienia ciekłego
– krzepnącego metalu. Dla prędkości wirowania formy równej
250 rpm i odległości formy wynoszącej 0,2 m od osi obrotu
wartość siły odśrodkowej działającej na ciekły metal jest 14
razy większa od siły grawitacji. Mimo tak dużej siły często obserwowano w odlewach wykonanych w indukcyjnych piecach
odśrodkowych niedolewy, których przyczyny były niewyjaśnione. Działająca w tym przypadku siła grawitacji nie ma
istotnego znaczenia na przepływ metalu w wirującej formie.
Podczas wykonywania odlewów w piecu odśrodkowym na
powierzchni tygla pozostaje pewna ilość metalu wskazująca,
że podczas odlewania na ciekły metal muszą oddziaływać minimum dwie siły. Jedną z nich jest siła odśrodkowa wymuszająca przepływ metalu równolegle do promienia wodzącego wirującej formy. Zwrot drugiej siły jest skierowany prostopadle do
kierunku promienia wodzącego, na co wskazuje pozostałość
zakrzepniętego metalu w kanale wylewowym tygla.
Wykorzystując specjalnie dobraną geometrię zestawu odlewniczego, przeprowadzono serię doświadczeń, umożliwiającą zaobserwowanie sposobu przepływu i wypełniania formy.
Analiza uzyskanych wyników wskazuje, że podczas symulacji komputerowej prowadzonej w nieinercjalnych układach
odniesienia uwzględnienie siły Coriolisa wyjaśnia przepływ
metalu podczas odśrodkowego zalewania formy.
Przeprowadzone obliczenia komputerowe potwierdziły
zgodność z wynikami przeprowadzonych doświadczeń.
This paper presents the results of work on the determination of actual molten metal flow in a mould during centrifugal
casting in the SuperCast induction vacuum furnace manufactured by Linn HighTherm.
The centrifugal casting process uses the effect of centrifugal force on the flow of liquid metal in the mould with a resulting increase of the liquid and solidifying metal pressure.
At the mould rotational speed of 250 rpm and the mould
distance of 0.2 m from the rotation axis, the centrifugal force
acting on the liquid metal is 14 times higher than the force of
gravity. Despite a high force, misruns of unexplained origin
have been found in castings from centrifugal induction furnaces. Here the action of gravity is insignificant to the flow
of metal within the rotating mould.
When casting in centrifugal forces, a certain amount of
metal remains on the crucible surface, indicative of a minimum two forces present and acting on the liquid metal during the process. One is the centrifugal force, which prompts
the flow of metal in parallel to the radius vector of the rotating mould. The sense of the other force is directed perpendicularly to the radius vector direction, as suggested by the
residues of solidified metal in the crucible spout.
A specially designed geometry of the casting system has
been used in a series of experiments to observe the way in
which the flow and casting filling occur.
The analysis of produced results suggests that the inclusion of the Coriolis force in the computer-aided simulation of
non-inertial reference systems explains the metal flow during centrifugal pouring.
The computer calculations have proven the results of the
said experiments.
Słowa kluczowe: odlewanie odśrodkowe, symulacja komputerowa, Flow-3D, modele woskowe, siła odśrodkowa, siła
Coriolisa
Keywords: centrifugal casting, computer simulation, Flow-3D,
wax models, centrifugal force, Coriolis force
23
W. Leśniewski, P. Wieliczko, M. Małysza: Doświadczalna weryfikacja symulacji procesu odlewania odśrodkowego …
1. Odlewanie odśrodkowe
1. Centrifugal casting
W procesie odlewania odśrodkowego siła odśrodkowa wymusza pożądany przepływ ciekłego metalu
w formie, a następnie ułatwia jej wypełnienie. W warunkach ustalonych, tj. po wypełnieniu formy, wartość
siły odśrodkowej działającej na ciekły metal określa
wzór (1):
In the centrifugal casting process the centrifugal force
generates the required flow of a molten metal in the
mould and facilitates filling of the vessel. When in the
steady state, which is after the mould has been filled, the
centrifugal force acting on the liquid metal is expressed
by the following formula (1):
(1)
gdzie:
with:
– promień, m,
– radius, m,
ω – prędkość kątowa, rad/s,
ω – angular velocity, rad/s,
m – masa ciała, kg.
m – body mass, kg.
Siła odśrodkowa znacznie większa od siły grawitacji,
działająca na ciekły metal, umożliwia znaczące zmniejszenie wymiarów układu wlewowego. Podczas zalewania grawitacyjnego jednym z zadań układu wlewowego
jest zapewnienie odpowiedniego ciśnienia metalostatycznego umożliwiającego prawidłowe wypełnienie
formy ciekłym metalem. W przypadku odlewania odśrodkowego układ wlewowy może zostać ograniczony,
należy jednak pamiętać, że z uwagi na dużą wartość siły
dośrodkowej działającej po wypełnieniu wirującej formy
ciekłym metalem należy zapewnić odpowiednią wytrzymałość mechaniczną formy odlewniczej. Prof. Zbigniew
Górny w swojej pracy [1] rozróżnia trzy sposoby odlewania, wykorzystujące odmienne efekty, uzyskane dzięki
działaniu siły odśrodkowej (rys. 1).
Proces odlewania w piecu SuperCast wykorzystuje
odlewanie odśrodkowe pod wpływem ciśnienia odśrodkowego (rys. 2).
A centrifugal force much greater than gravity and
acting on liquid metal allows a significant reduction
of the gating system dimensions. During the gravity
casting process, one of the functions of a gating system is to assure the correct metallostatic pressure to
properly fill the mould with molten metal. In centrifugal
casting, the gating system can be reduced; however,
note that the relatively high centrifugal force in action
following the filling with liquid metal requires a sufficient
mechanical strength of the casting mould. In his paper
[1], Professor Zbigniew Górny distinguishes three types
of casting, each with different effects of the centrifugal
force (Fig. 1).
The casting process in a SuperCast furnace uses the
centrifugal pressure casting process (Fig. 2).
a)
b)
c)
Rys. 1. Podstawowe sposoby odlewania w formach wirujących: a) odśrodkowe właściwe, b) półodśrodkowe,
c) pod ciśnieniem odśrodkowym
Fig. 1. Basic casting processes in rotating moulds: a) true centrifugal casting, b) – semi-centrifugal casting,
c) centrifugal pressure casting
Podstawowe parametry indukcyjnego odśrodkowego
pieca próżniowego:
Key characteristics of the induction vacuum centrifugal furnace:
–– wymiar formy: 345 mm × 220 mm × 200 mm,
–– mould size: 345 mm × 220 mm × 200 mm,
24
Prace IOd 1/2015
W. Leśniewski, P. Wieliczko, M. Małysza: Experimental verification of the simulation of centrifugal casting in ceramic …
Rys. 1. Podstawowe sposoby odlewania w formach wirujących: a – odśrodkowe właściwe,
b – półodśrodkowe, c – pod ciśnieniem odśrodkowym
–– melted stock mass: titanium alloys – 1.5 kg,
–– masa topionego wsadu: stopy tytanu – 1,5 kg,
Proces odlewania w piecu Supercast wykorzystuje odlewanie odśrodkowe pod wpływem
(rys.
2).rpm.
–– arm speed: max. 300 rpm.
–– prędkość ciśnienia
obrotowaodśrodkowego
ramienia: max.
300
Rys. 2. Indukcyjny odśrodkowy piec próżniowy Supercast
Rys. 2. Indukcyjny odśrodkowy piec próżniowy SuperCast
Podstawowe parametry
odśrodkowego
próżniowego:
Fig. 2.indukcyjnego
SuperCast induction
vacuum pieca
centrifugal
furnace
wymiar
formy:
345 ramię
× 220 obrotowe
× 200 mm;wyThe essential part of the furnace is the rotating arm
Zasadniczą–część
pieca
stanowi
–
masa
topionego
wsadu:
stopy
tytanu – 1,5 kg;
with a hermetic processing chamber and an adjustable
posażone w szczelną komorę roboczą oraz regulowaną
prędkość
obrotowa ramienia:
max.kwar300 rpm.counterweight system. The processing chamber has
przeciwwagę.–Komora
wyposażona
jest w tygiel
cowy, wewnątrz którego podczas prowadzenia wytopu a quartz crucible, inside of which a ceramic processZasadniczą tygiel
część roboczy
pieca stanowi
ramię ing
obrotowe
wyposażone
w szczelną
komorę
crucible
with the metallic
stock
is placed for the
umieszczany jest ceramiczny
z wsadem
roboczą oraz
wyposażona
jest w Once
tygiel the
kwarcowy,
duration
of the melting.
ceramic mould and
metalowym, pochylony
o 9°regulowaną
względem przeciwwagę.
osi obrotu. PoKomora
którego
prowadzenia
umieszczany
ceramiczny
the stocked
crucible,jest
which
is leaningtygiel
at an angle of 9°
umieszczeniuwewnątrz
w komorze
formy podczas
ceramicznej
oraz ty- wytopu
relative
to theosi
rotation
are placed inwthe chamber,
gla z wsademroboczy
należy, wykorzystując
przeciwwagę,
do- o 9°
z wsadem metalowym,
pochylony
względem
obrotu.axle,
Po umieszczeniu
the counterweight
system is used
to balance the rotating
prowadzić dokomorze
zrównoważenia
ramienia obrotowego.
formy ceramicznej
oraz tygla z wsadem
należy, wykorzystując
przeciwwagę,
arm.
The
energy
required
to
melt
the stock is provided
Energia niezbędna
do
stopienia
wsadu
dostarczana
doprowadzić do zrównoważenia ramienia obrotowego. Energia niezbędna do stopienia
by
an
induction
coil
which,
when
in the
jest przez cewkę
indukcyjną,
która
w
położeniu
robowsadu dostarczana jest przez cewkę indukcyjną, która w położeniu roboczym
jestworking position,
is
raised
to
enclose
the
quartz
crucible
with the
czym jest podnoszona
do
góry
i
otacza
tygiel
kwarcowy
podnoszona do góry i otacza tygiel kwarcowy z umieszczonym w nim tyglem
z umieszczonym w nim tyglem ceramicznym. Po ręcz- ceramic crucible inside. Once the casting process is
nym uruchomieniu procesu odlewania cewka indukcyjna manually initiated, the induction coil moves below the
jest przesuwana poniżej tygla kwarcowego, zaś ramię quartz crucible and the arm starts to spin according to
robocze rozpoczyna wirować zgodnie z wprowadzo- the pre-set furnace program. The melting process ocnym programem. Topienie odbywa się w atmosferze curs in the argon shroud.
ochronnej argonu.
2. Wstępna analiza drogi ciekłego metalu
podczas procesu odlewniczego
2. Preliminary analysis of the molten metal
routing during the casting process
Podczas wykonywania pierwszych odlewów na urządzeniu SuperCast otrzymywano odlewy z wadami, których przyczyny były trudne do ustalenia. Wadom odlewniczym towarzyszyło zwykle przelewanie się metalu
nad układem wlewowym. Analiza pozostałości metalu
w tyglu wskazywała, że w procesie przelewania metalu
z tygla do formy występuje poza siłą odśrodkową jeszcze
jedna siła skierowana do niej prostopadle. W rezultacie
przepływ ciekłego metalu w kanale wylewowym tygla
następował zawsze po stożkowej spirali (rys. 3).
W przypadku zalewania odśrodkowego mamy do
czynienia zarówno z ruchem obrotowym formy, jak
i przemieszczaniem się metalu w formie wywołanym
działaniem siły odśrodkowej. Jeżeli w układzie podle-
The first casts on the SuperCast furnace resulted in
castings with defects of which the origins were problematic to identify. The casting defects were usually
concomitant to overflow of the metal over the gating
system. The analysis of the metal residues in the crucible revealed that during the pouring of metal from
the crucible to the mould another force exists perpendicularly to the centrifugal force. As a result, the molten
metal flow through the spout always progressed along
a conical helix (Fig. 3).
Centrifugal casting occurs with the rotational movement of the mould and the movement of metal in the
mould under centrifugal force. If the system subject to
the rotational movement features a radial movement
25
pozostałości metalu w tyglu wskazywała, że w procesie przelewania metalu z tygla do
formy występuje poza siłą odśrodkową jeszcze jedna siła skierowana do niej prostopadle.
W rezultacie
przepływ ciekłego metalu w kanale wylewowym tygla następował zawsze po
stożkowej spirali (rys. 3).
Rys. 3. Tygiel ceramiczny
oraz
pozostałości
metalu
w jego kanale
Rys. 3.
Tygiel
ceramiczny oraz
pozostałości
metalu wwylewowym
jego kanale wylewowym
Fig. 3. Ceramic crucible with the metal residues in the spout
W przypadku zalewania odśrodkowego mamy do czynienia zarówno z ruchem
gającym ruchowi obrotowemu występuje również ruch of mass, the effects of the Coriolis force must also be
obrotowym
formy,wzdłuż
jak promienia,
i przemieszczaniem
metalu w formie wywołanym działaniem
masy następujący
to w takim przy- się
considered.
należy uwzględnić
efektyw
spowodowane
Any attempt
to present those
effects is problematic.
siłypadku
odśrodkowej.
Jeżeli
układziedziałapodlegającym
ruchowi
obrotowemu
występuje
niem siły Coriolisa.
The Coriolis force, and thus the Coriolis acceleration,
również
masy efektu
następujący
to the
w metal
takim
przypadku
należy
Próbaruch
przedstawienia
działania tej wzdłuż
siły nie jest promienia,
occurs only when
moves
relative to a rotating Coriolisa.
mould. Once the mould has been filled, the Coriolis
zagadnieniem
łatwym.
Siła Coriolisa, a więc
i przyspie- siły
uwzględnić
efekty
spowodowane
działaniem
szenie Coriolisa, działa tylko wówczas, gdy następuje acceleration ceases and the system can be processed
Próba
efektu
działania tej
siły nie
jest
zagadnieniem
łatwym.theSiła
not unlike
gravity
casting,
i.e. by suitably increasing
ruch
metalu przedstawienia
względem wirującej formy.
Po wypełnieniu
pressure.
formy przyspieszenie
znika i możemy takiCoriolisa,
układ trak- metallostatic
Coriolisa,
a więc i toprzyspieszenie
działa tylko
wówczas, gdy następuje ruch
The Coriolis force is present when a body has a nontować podobnie jak podczas zalewania grawitacyjnego,
metalu
względem
wirującej
formy. Po wypełnieniu
przyspieszenie
to The
znika
zwiększając
odpowiednio
ciśnienie metalostatyczne.
zero speed in formy
the non-inertial
reference system.
Siła Coriolisa
występuje,
ciało ma niezerową
pręd- Coriolis
is perpendicular
to the body
speed vector
i możemy
taki
układgdytraktować
podobnie
jak force
podczas
zalewania
grawitacyjnego,
kość w układzie nieinercjalnym. Jest ona prostopadła and the angular velocity vector.
zwiększając
odpowiednio
ciśnienie
metalostatyczne.
do wektora prędkości
ciała i wektora
prędkości
kątowej.
The Coriolis force value is (2):
Wartość
tej
siły
wynosi
(2):
Siła Coriolisa występuje, gdy ciało ma niezerową prędkość w układzie nieinercjalnym. Jest
ona prostopadła do wektora prędkości ciała i wektora prędkości kątowej.
(2)
Wartość tej siły wynosi:
gdzie:
m – masa ciała, kg
with:
m – ��
body mass, kg
�� ϑ
��
��
gdzie:– wektor prędkości własnej, m/s
m – masa
ciała,
kg kątowej układu, rad/s.
– wektor
prędkości
��
ϑ – wektor
prędkości własnej, m/s
Autorzy postanowili przeprowadzić próby porówna�
�� –nia
wektor
prędkości
układu,elementu
rad/s.
odlewania
specjalniekątowej
zaprojektowanego
z symulacją komputerową przeprowadzoną dla odpowiadającej mu geometrii formy.
3. Porównanie symulacji komputerowej
z wynikami uzyskanymi doświadczalnie
W celu określenia kolejnych etapów wypełniania formy metalem postanowiono wykorzystać geometrię odlewu przypominającą kotwicę (rys. 4). Kształt ten umożliwił prosty sposób wykonania kilku jednakowych form
odlewniczych. Doświadczalne formy wykonano zgodnie
z techniką wytapianych modeli w ceramicznych masach
gipsowych [4]. Wybrana geometria nie pozwala na prze26
– proper speed vector, m/s
– angular velocity vector of the system, rad/s.
The authors decided to test the comparison of the
casting process of a specially designed part with the
computer-aided simulation carried out for the corresponding mould geometry.
3. Comparison of the computer-aided
simulation with the results obtained
experimentally
In order to determine the subsequent stages of filling
the mould with metal, an anchor-like casting geometry
was used (Fig. 4). This form allowed for easy production
of several identical casting moulds. The experimental
moulds were built using the lost-wax casting technique
in ceramic gypsum compounds [4]. The chosen geoPrace IOd 1/2015
mieszczanie się ciekłego metalu pomiędzy ramionami
kotwicy podczas odśrodkowego zalewania formy.
Wykonano kolejno cztery odlewy, zwiększając ilość
topionego metalu (rys. 4a, b, c, d) tak, aby podczas procesu zalewania metal mógł swobodnie wypełniać coraz
większe fragmenty formy. Masę gipsową po zastygnięciu
metalu uważnie wypłukano, sprawdzając które fragmenty formy zostały wypełnione metalem. Siła Coriolisa oraz
siła odśrodkowa powodują niesymetryczne wypełnianie
formy. Ciekły metal podczas zalewania nie wypełnia
całej objętości układu wlewowego, lecz płynie po stronie powierzchni wskazywanej przez kierunek działania
wektora siły Coriolisa. W rezultacie odlew wypełniany
jest przez metal stopniowo, zalewając kolejno poszczególne ramiona kotwicy. Uzyskane wyniki doświadczalne
zweryfikowano, wykorzystując symulacją komputerową
przeprowadzoną w programie Flow-3D z zastosowaniem nieinercjalnego układu odniesienia oraz geometrii
wnęki formy przedstawionej na rysunku 5 [2, 3].
a)
metrical form prevented movement of molten metal
between the anchor arms during centrifugal casting
to the mould.
Four castings were made in succession by increasing
the molten metal quantity (Fig. 4a, b, c and d) so as to
have the metal freely fill the increasing volume of the
mould. The gypsum compound was carefully rinsed
once the metal was solid and inspected to identify the
mould portions filled with metal. The Coriolis force and
the centrifugal force result in asymmetrical filling of the
mould. When poured, the liquid metal does not fill the
entire volume of the gating system, it flows along the
surface side indicated by the direction of the Coriolis
force vector. As a result, the casting is poured gradually
and the metal successively fills the individual arms of the
anchor. The produced experimental results were verified
by computer-aided simulation in the Flow-3D software
by adopting a non-inertial reference system and the
mould cavity geometry as shown in Figure 5 [2, 3].
b)
c)
d)
Rys. 4. Model woskowy oraz (a–d) kolejne rosnące porcje metalu wykorzystane w poszczególnych próbach
procesu odlewania
Fig. 4. The wax model and (a–d) the successively larger stocks of metal used in individual tests of the casting process
Rys. 5. Geometria wnęki formy wykorzystana podczas symulacji komputerowej
Fig. 5. Mould cavity geometry used in the computer-aided simulation
Rysunek 6a, b, c, d przedstawia wybrane fragmenty
symulacji komputerowej. Rysunki 6a’, b’, c’, d’ prezentują
odpowiadające danemu etapowi symulacji wyniki rzeczywistych prób odlewania kotwicy przeprowadzonych
dla kolejno rosnących porcji wsadu metalowego. Wyniki
Figure 6a, b, c and d show selected portions of the
computer-aided simulation. Figure 6a’, b’, c’ and d’ show
the results of actual anchor casting tests, made for increasing stocks of metal and respective of the simulation stages. The computer-aided simulation results fully
27
symulacji komputerowej wykazują pełną zgodność z wynikami przeprowadzonych prób zalewania form rosnącą
kolejno ilością ciekłego metalu.
match the results of the tests of mould casting with
successively increasing liquid metal volumes.
a)
a΄)
b)
b΄)
c)
c΄)
d)
d΄)
Rys. 6. Kolejne etapy wypełniania wnęki formy wg symulacji komputerowej (a−d)
oraz podczas rzeczywistych eksperymentów (a΄−d΄)
Fig. 6. Successive stages of mould cavity filling in the computer-aided simulation (a−d)
and the actual experiments (a΄−d΄)
przerywana, metal wypełnia odlewany element od góry, a następnie od dołu, co prowadzi
4. The
method
of designing gating systems
4. Sposób projektowania
układów
do otrzymania odlewu
wybrakowanego – w znacznej
objętości
porowatego.
in centrifugal casting
wlewowych w odlewaniu odśrodkowym
1
2
B
A
3
Rys. 7. Dwa różne sposoby umieszczenia formy względem kierunku wirowania komory pieca: A –
prawidłowy, B – nieprawidłowy, 1 – kierunek wirowania komory pieca, 2 – siła odśrodkowa, 3 –
Rys. 7. Dwa różne sposoby umieszczenia
formy działania
względem
kierunek
siłykierunku
Coriolisawirowania komory pieca: A – prawidłowy,
B – nieprawidłowy, 1 – kierunek wirowania komory pieca, 2 – siła odśrodkowa, 3 – kierunek działania siły Coriolisa
5. Podsumowanie
Fig. 7. Two different
methods of locating the mould relative to the furnace chamber direction of rotation: A – correct,
B – incorrect, 1 – direction of to the furnace chamber rotation, 2 – centrifugal force, 3 – direction of the Coriolis force
28
Fizyczne efekty działania siły Coriolisa mogą przekraczać efekty wywołane siłą
odśrodkową. Kierunek działania siły Coriolisa powoduje, że geometria układu
nieinercjalnego staje się niesymetryczna. W przypadku bardziej skomplikowanego zestawu
odlewniczego warto przeprowadzić symulację komputerową z wykorzystaniem programu
Flow-3D. Symulacja komputerowa bardzo dobrze odwzorowuje rzeczywisty eksperyment. Prace IOd 1/2015
Jej wyniki ułatwiają wprowadzenie zmian zapewniających wypełnianie formy metalem
o uspokojonym przepływie oraz jednoznacznie określonym kierunku przepływu.
Zaskakujące oddziaływanie siły Coriolisa bardzo dobrze oddaje poniższy wiersz. [5].
Wykorzystując program Flow-3D można w sposób
najkorzystniejszy zaprojektować zestaw odlewniczy
przeznaczony do wykonywania odlewu w indukcyjnym
odśrodkowym piecu próżniowym. Przeprowadzone
symulacje pozwalają na wyraźne rozróżnienie dwóch
wydaje się podobnych zestawów odlewniczych (rys.
7A, B). Kierunek wirowania ramienia odlewniczego decyduje o kolejności wypełniania elementów układu przez
ciekły metal. W przypadku A wypełnienie odlewanego
elementu następuje od dołu, tak jak w przypadku zalewania syfonowego. W przypadku B struga metalu jest
przerywana, metal wypełnia odlewany element od góry,
a następnie od dołu, co prowadzi do otrzymania odlewu
wybrakowanego – w znacznej objętości porowatego.
The Flow-3D software is the most optimal way of
designing a casting system for an induction vacuum
centrifugal furnace. The completed simulations allow
a clear distinction between two seemingly similar casting
systems (Fig. 7 A and B). The casting arm direction of
rotation defines the sequence of filling the system parts
with molten metal. In case A the cast part is filled from
the bottom, not unlike in uphill (bottom) casting. In case
B, the metal stream is intermittent: the metal fills the
casting from the top and then from the bottom, which
results in a largely porous defective casting.
5. Podsumowanie
5. Summary
Fizyczne efekty działania siły Coriolisa mogą przekraczać efekty wywołane siłą odśrodkową. Kierunek
działania siły Coriolisa powoduje, że geometria układu
nieinercjalnego staje się niesymetryczna. W przypadku
bardziej skomplikowanego zestawu odlewniczego warto
przeprowadzić symulację komputerową z wykorzystaniem programu Flow-3D. Symulacja komputerowa bardzo dobrze odwzorowuje rzeczywisty eksperyment. Jej
wyniki ułatwiają wprowadzenie zmian zapewniających
wypełnianie formy metalem o uspokojonym przepływie
oraz jednoznacznie określonym kierunku przepływu.
Zaskakujące oddziaływanie siły Coriolisa bardzo dobrze
oddaje poniższy wiersz [5]:
The physical effects of the Coriolis force may exceed the centrifugal force effects. The Coriolis force
direction results in asymmetrical geometry of the noninertial reference system. Computer-aided simulation
in Flow-3D is a reasonable approach to more complex casting systems. Computer simulation reproduces
real-world experiments very well. Its results facilitate
modifications to assure filling the moulds with metal
at a stabilised flow with a uniquely defined direction.
The following poem [5] is more than fitting for the unexpected effects of the Coriolis force:
Coriolis na karuzeli nocą
Został zdjęty wielką niemocą
Gdy ostrożnie oglądając się za siebie
do przodu czynił krok.
Zawsze niewidzialny duch uparcie
przesuwał go w bok.
On a merry-go-round in the night
Coriolis was shaken with fright
Despite how he walked
′Twas like he was stalked
By some fiend always pushing him right.
Podziękowania
Acknowledgement
Prace przedstawione w artykule zostały sfinansowane z Programu Polskie Sztuczne Serce. Autorzy
dziękują Panu Michałowi Woś z firmy Econocap Polska sp. z o.o. za rzetelne wprowadzenie do programu
symulacyjnego Flow3D.
Studies presented in this article were funded by the
Polish Artificial Heart Programme. The authors wish
to thank Mr. Michał Woś from the Econocap Poland
sp. z o.o, Company for a comprehensive and accurate
introduction to the Flow3D simulation software.
1. Górny, Z. (1966). Odlewanie w formach wirujących. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.
2. Karwiński, A. et al. (2014). Casting of Titanium Alloys in Centrifugal Induction Furnaces. Archives of Metallurgy and
Materials, 59(1), 403−406.
3. Flow3D: User manual v10, 2011.
4. Flow Science, Inc. (2004). Multi-Block Gridding Technique for FLOW-3D.
5. Morin D. et al. Coriolis force. http://en.citizendium.org/wiki/Coriolis_force [dostęp: 3.11.2014].
29
WYTYCZNE DLA AUTORÓW
Wymagania ogólne
Artykuły, w języku polskim lub angielskim, powinny zostać dostarczone w postaci plików zapisanych w programie Word (.doc, .docx), format A4, marginesy 2,5 cm. Tekst artykułu powinien być napisany czcionką Arial,
10 pkt, (z zastosowaniem pojedynczych odstępów między wierszami) i podzielony na ponumerowane cyframi
arabskimi rozdziały i podrozdziały wg zamieszczonego wzoru. Każdy akapit powinien zaczynać się wcięciem
1 cm. Rysunki powinny być zapisane w osobnych plikach źródłowych o rozdzielczości co najmniej 300 dpi.
Literatura powinna zawierać spis pozycji literaturowych, które muszą odpowiadać kolejności pojawienia się odnośników literaturowych w tekście publikacji. Wszystkie pozycje z listy publikacji muszą wystąpić w tekście i vice
versa. Odwołania do spisu literatury − w nawiasach kwadratowych, do rysunków, tabel i wzorów − w nawiasach
okrągłych.
Każdy artykuł jest recenzowany. Nazwiska Recenzentów i Autorów pozostają nieznane stronom (double blind
reviewed).
Redakcja zwraca uwagę Autorom, że przypadki „ghostwriting” (nieujawnienie wkładu współautora w powstanie tekstu, nawet w podziękowaniach) i „guest authorship” (gdy wymieniony autor wniósł znikomy lub żaden
wkład w powstanie publikacji) są przejawem nierzetelności naukowej. Wszystkie wykryte przypadki zostaną
zgłoszone do instytucji zatrudniającej Autorów.
Wzór przygotowania tekstu
Tytuł artykułu (12 pkt, bold)
Tytuł powinien być zwięzły, treściwy i zawierać informację o istocie publikacji naukowej.
Badania nad technologią odlewania ablacyjnego stopów aluminium
Imię i nazwisko Autora/Autorów (10 pkt, italic)
Jan Kowalski
Afiliacja (9 pkt, italic)
Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków
E-mail głównego Autora (9 pkt, italic)
[email protected]
Streszczenie (9 pkt, bold)
Tekst streszczenia (9 pkt, italic) powinien zawierać krótki opis przeprowadzonych badań i wnioski ze szczególnym uwzględnieniem elementów nowości zawartych w prezentowanej pracy.
Słowa kluczowe (9 pkt, italic): kilka słów i zwrotów dobrze identyfikujących problematykę publikacji
1. Wstęp/Wprowadzenie (11 pkt, bold)
Wstęp powinien zawierać zwięzłe podsumowanie aktualnego stanu zagadnienia uzasadniające podjęcie tematyki w aspekcie oryginalnego wkładu publikacji do przedstawionej problematyki. We Wstępie należy sformułować tezę (lub tezy) publikacji (Arial, 10 pkt).
43
2. Metoda badań i wyniki (11 pkt, bold)
Powinny zawierać rozszerzenie (teoretyczne i obliczeniowe) problematyki podsumowanej we Wstępie. Niezbędny jest opis materiału do badań, przedstawienie metody (metod) pomiarowych i opis istotnych warunków
pomiarowych. Wyniki liczbowe, zawarte w tabelach lub przedstawione w formie wykresów, należy uzupełnić komentarzem dotyczącym oszacowania błędów pomiarowych. Tytuły tabel i podpisy pod rysunkami – 9 pkt, italic,
tekst w tabeli – 9 pkt.
Tabela 1. Skład chemiczny odlanego stopu, % wag.
Mg
Si
Zn
Ni
Cu
Fe
Mn
Ti
Al
3,20
7,95
1,25
0,13
0,60
0,25
0,05
0,10
reszta
b)
a)
Rys. 1. Zastosowane metody odlewania: a) CLA, b) grawitacyjna
Równania matematyczne (w edytorze równań programu MS Word) numerowane cyframi arabskimi należy
pisać w tekście, każde od nowego wiersza.
��
�� ∑��
3. Dyskusja wyników (11 pkt, bold)
��
�� ∑��
��
��
(1)
Obejmuje analizę wyników pracy z punktu widzenia postawionej we Wstępie tezy w konfrontacji z opublikowanymi wcześniej wynikami innych Autorów. Należy podkreślić wagę i nowatorstwo uzyskanych wyników.
4. Wnioski (11 pkt, bold)
W tej najważniejszej sekcji należy w zwięzłej formie przedstawić konkluzje badań.
Podziękowania (11 pkt, bold)
Można je przekazać osobom, które miały istotny udział w badaniach będących przedmiotem publikacji, a nie
są autorami publikacji; należy wymienić źródło finansowania pracy.
Literatura (9 pkt, bold)
W cytowaniach literatury (poz. 1, 3–7) należy podawać maksymalnie 3 autorów publikacji. W przypadku, gdy autorów jest
więcej, należy podać tylko pierwszego z nich wraz ze skrótem i in. lub et al. Obowiązuje styl bibliografii APA. Czcionka 9 pkt.
1. Książka
Nazwisko, Inicjał imienia autora (rok). Tytuł. Podtytuł. Miejsce wydania: Wydawnictwo.
Pirowski Z. (2013). Stopy niklu jako nowoczesne tworzywo odlewnicze do pracy w ekstremalnych warunkach
eksploatacji. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
2. Praca zbiorowa
Nazwisko, Inicjał imienia redaktora (red.). (rok). Tytuł. Podtytuł. Miejsce wydania: Wydawnictwo.
Pytel, A. (red.). (2012). Nowoczesne tworzywa odporne na zmęczenie cieplne. Część I: Zagadnienia badawcze.
Kraków: Instytut Odlewnictwa.
3. Praca zbiorowe – rozdział
Nazwisko, Inicjał imienia autora rozdziału (rok). Tytuł artykułu. Podtytuł. [W:] Nazwisko, Inicjał imienia redaktora
(red.), Tytuł całości (strony). Miejsce wydania: Wydawnictwo.
44
Dudek, P., Fajkiel, A., Lech-Grega, M. (2013). Wstępne badania wpływu złomu obiegowego na efekt endomodyfikacji
w stopach magnezu. [W:] Fajkiel, A. (red.), Innowacje w odlewnictwie ciśnieniowym. Cz. V (43−54). Kraków: Instytut
Odlewnictwa.
4. Artykuł
Nazwisko, Inicjał imienia autora artykułu (rok). Tytuł artykułu. Podtytuł. Tytuł czasopisma, Tom(Numer), strony. DOI:
xxxxx.
Kudyba, A. et al. (2014). Wpływ zawartości fosforu na zwilżalność podłoży z pokryciem Ni-P lutowiem SAC305 /
Effect of phosphorus content on the wettability of Ni-P coated surfaces by SAC305 alloy. Prace Instytutu Odlewnictwa
/ Transactions of the Foundry Research Institute, 54(4), 51−62. DOI: 10.7356/iod.2014.21.
5. Publikacja on-line
Nazwisko, Inicjał imienia autora (rok). Tytuł. Podtytuł. Pobrane z: adres internetowy [data dostępu].
Quality and process control benefits flow from lower-cost method. Hitchiner’s CLA Process. Materiały firmy HITCHINER Manufacturing Co., Inc., Milford, USA. Pobrane z: http://www.hitchiner.com [dostęp: 10.10.2014].
6. Publikacje na innych nośnikach
Nazwisko, Inicjał imienia autora (rok). Tytuł. Podtytuł. Miejsce wydania: Wydawnictwo.
Praca zbiorowa (2011). 60 lat działalności Instytutu Odlewnictwa w Krakowie na rzecz polskiej nauki, techniki
i gospodarki. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
7. Praca niepublikowana
Nazwisko, Inicjał imienia autora (rok). Tytuł. Podtytuł. Rodzaj pracy (magisterska, doktorska itp.), Instytucja przechowująca pracę.
Korzeniowska, M. (2009). Wpływ struktury uwodnionego krzemianu sodu jako spoiwa mas formierskich na
właściwości żelu krzemionkowego w wysokich temperaturach. Rozprawa doktorska, Kraków: Akademia
Górniczo-Hutnicza.
8. Ustawy i zarządzenia
Tytuł dokumentu. Dz.U. z … r. Nr … poz. ….
Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Dz.U. z 2002 r. Nr 217 poz. 1833.
9. Patenty
Tytuł dokumentu, Nazwisko twórcy, Inicjał imienia twórcy, Kraj udzielający, Rok udzielenia patentu, Rodzaj dokumentu patentowego (patent, zgłoszenie patentu, prawo ochronne na wzór użytkowy), Numer patentu.
Urządzenie do badania właściwości powierzchniowych ciekłych stopów, Sobczak, N., Schmidt, J., Kazakov, A.
Polska, 1991, Patent, PL-166953.
45
INSTRUCTIONS FOR AUTHORS
General guidelines
Articles in Polish or English should be submitted in the form of files in Microsoft Word (.doc, .docx), paper format: A4, margins: 2.5 cm. The text of the article should be written using Arial font, 10 pt, (using single line spacing
between the following lines) and divided into Arabic numbered chapters and sections according to the formula
below. Each paragraph should begin with 1 cm indentation. Drawings should be saved in separate files and the
resolution of photographs should be a minimum 300 dpi. References contain a list of the literature, arranged in
an order that should correspond to the order of appearance of literature references in the text of the publication.
All items from the list of publication must appear in the text and vice versa. References to the bibliography should
be written in square brackets and references to the drawings, tables and formulas − in round brackets.
Each article is reviewed. The names of both Reviewers are unknown to authors and the names of the authors
are unknown to Reviewers (double blind review).
The Editors of the Transactions hereby inform the Authors that cases of ”ghostwriting” (failure to disclose the
contribution of co-authors in the creation of text, even in the acknowledgements) and ”guest authorship” (when
the cited author has made little or no contribution to this publication) are a sign of scientific misconduct. All
detected cases will be reported to the institutions employing the Authors.
Model for preparing the manuscript
Title of the article (12 pt, bold)
Title should be concise, succinct and contain information about the essence of a scientific publication.
Research on ablation casting technology for aluminium alloys
Author’s/Authors’ name and surname (10 pt, italic)
Jan Kowalski
Affiliation (9 pt, italic)
Foundry Research Institute, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Krakow, Poland
Main Author’s e-mail address (9 pt, italic)
[email protected]
Abstract (9 pt, bold)
Abstract (9 pt, italic) should include a brief description of the research and findings with particular emphasis put on news
items contained in the presented study.
Keywords (9 pt, italic): a few words and phrases should be carefully selected to identify the problems published
1. Preface/Introduction (11 pt, bold)
Introduction should include a brief summary of the present state of the art to justify undertaking the subject for
investigation in terms of an original contribution of the publication to the subject matter presented. The Introduction should formulate a thesis (or theses) of the publication (Arial, 10 pt).
46
2. Method and results (11 pt, bold)
Method and results should develop the issues summarised in the Introduction (theory and computations). Essential is the description of test material, presentation of the method(s) of measurement and description of the
basic conditions of measurement. The numerical results contained in tables or converted in the form of graphs
should be completed with comments regarding the estimated errors of the measurement. Titles of tables and
description of the drawings – 9 pt, italic, text in the table – 9 pt.
Table 1. Chemical composition of cast alloy, wt. %
Mg
Si
Zn
Ni
Cu
Fe
Mn
Ti
Al
3.20
7.95
1.25
0.13
0.60
0.25
0.05
0.10
bal.
b)
a)
Fig. 1. Applied casting processes: a) CLA, b) gravity casting
Mathematical equations (written in MS Word Equation Editor program) numbered with Arabic numerals
should be typed in the text, each started on a new line.
��
�� ∑��
3. Discussion of results (11 pt, bold)
��
�� ∑��
��
��
(1)
Discussion of results includes analysis of the results of work as challenged by the thesis put forward in the Introduction and including previously published results of other Authors. The importance and novelty of the results
should be underlined.
4. Conclusions (11 pt, bold)
This is the most important section, the conclusions of the study should be presented in a concise form.
Acknowledgements (11 pt, bold)
Acknowledgements can be conveyed to people who have made a significant contribution to the subject of
research described in the publication and are not the Authors of the publication; the funding source of the work
should also be stated.
References (9 pt, bold)
The literature citations (item 1, 3−7) should give maximum three authors of the publication. If there are more authors, give
only the name of the first author followed by the abbreviation i in. or et al. Valid APA style bibliography. Font size: 9 pt.
1. Book
Surname, initial of the author’s first name (Year of publication). Title. Subtitle. Place of publication: Publisher.
Pirowski Z. (2013). Stopy niklu jako nowoczesne tworzywo odlewnicze do pracy w ekstremalnych warunkach
eksploatacji. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
2. Collective work
Surname, initial of the editor’s first name (Ed.). (Year of publication). Title. Subtitle. Place of publication: Publisher.
Pytel, A. (red.). (2012). Nowoczesne tworzywa odporne na zmęczenie cieplne. Część I: Zagadnienia badawcze.
Kraków: Instytut Odlewnictwa.
47
3. Collective work – chapter
Surname, Initial of the chapter author’s first name (Year of publication). Title of article. Subtitle. [In:] Surname, initial
of the editor’s first name (Ed.), Title of the whole work (pages). Place of publication: Publisher.
Dudek, P., Fajkiel, A., Lech-Grega, M. (2013). Wstępne badania wpływu złomu obiegowego na efekt endomodyfikacji
w stopach magnezu. [W:] Fajkiel, A. (red.), Innowacje w odlewnictwie ciśnieniowym. Cz. V (43−54). Kraków: Instytut
Odlewnictwa.
4. Article
Surname, Initial of the author’s first name (Year of publication). Title of article. Subtitle. Title of Journal,
Volume(Number), pages. DOI: xxxxx.
Kudyba, A. et al. (2014). Wpływ zawartości fosforu na zwilżalność podłoży z pokryciem Ni-P lutowiem SAC305 /
Effect of phosphorus content on the wettability of Ni-P coated surfaces by SAC305 alloy. Prace Instytutu Odlewnictwa
/ Transactions of the Foundry Research Institute, 54(4), 51−62. DOI: 10.7356/iod.2014.21.
5. Publication on-line
Surname, Initial of the author’s first name (Year of publication). Title. Subtitle. Downloades from: Internet address
[access date].
Quality and process control benefits flow from lower-cost method. Hitchiner’s CLA Process. Materiały firmy HITCHINER Manufacturing Co., Inc., Milford, USA. Pobrane z: http://www.hitchiner.com [dostęp: 10.10.2014].
6. Publications on other media
Surname, Initial of the author’s first name (Year of publication). Title. Subtitle. Place of publication: Publisher.
Praca zbiorowa (2011). 60 lat działalności Instytutu Odlewnictwa w Krakowie na rzecz polskiej nauki, techniki
i gospodarki. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
7. Work unpublished
Surname, Initial of the author’s first name (Year of publication). Title. Subtitle. Type of work (MSc. or PhD. thesis,
etc.), the Institution holding the work.
Korzeniowska, M. (2009). Wpływ struktury uwodnionego krzemianu sodu jako spoiwa mas formierskich na
właściwości żelu krzemionkowego w wysokich temperaturach. Rozprawa doktorska, Kraków: Akademia
Górniczo-Hutnicza.
8. Acts and Regulations
Title of the document. Official Gazette, Year …, No. …, Item. … .
Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Dz.U. z 2002 r. Nr 217 poz. 1833.
9. Patents
Title of the document, Surname, initial of the author’s first name, Country providing patent, Year patent was provided, Patent document type (patent, patent application, utility model protection right), Patent number.
Urządzenie do badania właściwości powierzchniowych ciekłych stopów, Sobczak, N., Schmidt, J., Kazakov, A.
Polska, 1991, Patent, PL-166953.
48
Procedura recenzyjna artykułów zgłoszonych do kwartalnika
„Prace Instytutu Odlewnictwa”
Decyzja o przyjęciu do druku nadesłanego do Redakcji tekstu zapada po ok. 4 tygodniach i dokonywana jest
w oparciu o przejrzyste standardy recenzyjne, obejmujące następujące etapy.
1. Ocena formalna dokonywana przez Redakcję. Autor główny informowany jest o wstępnej akceptacji
i przekazaniu artykułu do recenzji bądź rezygnacji z tekstu.
2. Nadanie artykułowi numeru redakcyjnego, który wykorzystywany jest w dalszych etapach procedury.
3. Przekazanie anonimowego (tj. identyfikowanego według numeru) tekstu kompetentnemu recenzentowi.
Recenzent otrzymuje formularz recenzji. Zobowiązuje się również do tego, iż nie wykorzysta wiedzy na
temat opiniowanego tekstu przed jego publikacją.
4. Po otrzymaniu recenzji Redakcja informuje Autora głównego o jej wyniku i przekazuje ewentualne
uwagi lub sugestie służące udoskonaleniu tekstu. Autor główny w ciągu 1 tygodnia jest zobowiązany do
uwzględnienia uwag Recenzenta i naniesienie poprawek.
5. Decyzja odnośnie złożonego tekstu może być następująca:
„Akceptacja” – praca nadaje się do publikacji bez zmian lub po skorygowaniu drobnych usterek.
„Akceptacja warunkowa” – praca nadaje się do publikacji po uprzednim przeredagowaniu jej, zgodnie
z zaleceniami Recenzenta; nie jest wymagana powtórna recenzja, a jedynie akceptacja Redakcji.
„Odrzucenie” – praca w obecnej postaci nie nadaje się do publikacji. Autor główny może przedłożyć swoją
pracę ponownie po wprowadzeniu gruntownych poprawek i starannym jej przeredagowaniu (zgodnie
z zaleceniami Recenzenta lub Redakcji).
6. Jeśli Recenzent nie zgłasza żadnych zastrzeżeń lub jeśli Autor główny zastosuje się do przekazanych
mu zaleceń merytorycznych i formalnych, Redakcja zatwierdza ostatecznie tekst do druku, a następnie
poddaje weryfikacji językowej i edytorskiej.
Powyższe wytyczne obowiązują od stycznia 2012 r.
49
Review Procedure for articles submitted to the quarterly
„Transactions of the Foundry Research Institute”
The decision to accept for printing the submitted text is taken within the time of about 4 weeks and shall be
based on transparent REVIEW standards, comprising the following steps.
1. Formal evaluation conducted by the Editorial Board. The main author is informed of the initial acceptance
and submission of the article to reviewer or rejection.
2. Giving an editorial number to the article, which will be used in the later stages of the procedure.
3. Transfer of anonymous (i.e. identified by number only) text of the article to a competent reviewer. The
Reviewer is given a Review Form. He/She also agrees not to use the knowledge comprised in the text to
be reviewed prior to its publication.
4. After receiving a review the editors inform the main author of the result and forward any comments or
suggestions for improvement of the text. The main Author within 1 week is required to incorporate the
reviewer comments and make the suggested improvements.
5. The decision regarding the submitted text can be the following:
„Accepted Unconditionally” – the work can be published without changes or after correcting some
minor faults.
„Accepted Conditionally” – the work can be published in the event the Author(s) improve the text
following the reviewer’s comments and suggestions; re-reviewing is not required, only the Editor’s
acceptance.
„Rejected” – the article in its present form is not suitable for publication. The main Author can resubmit
the article after introducing some major improvements and revising it thoroughly and carefully following
the Reviewer’s or Editor’s suggestions.
6. If the Reviewer does not report any objections, or if the main Author complies with the submitted substantive and procedural recommendations, the Editors ultimately approve the text for printing, and then
subject it to an editorial and linguistic verification.
These guidelines are valid from January 2012.
50

Show publication content!

Transkrypt

Podobne dokumenty

Pobierz PDF - Agencja Aktorów i Realizatorów filmowych

plakat wydarzenia

Prolab CLA - Kulturystyka.sklep.pl

Arkusz danych składników detergentów Ludwik 5

opcje zatrudnienia lub płatnych praktyk dla studentów i absolwentów