docodlewnictwo współczesne polska i świat
download 
Reklamacja Transkrypt
odlewnictwo współczesne polska i świat
ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT MODERN FOUNDRY POLAND AND THE WORLD 2/2011 ISSN 1898-7257 Odlewnictwo precyzyjne na świecie – stan aktualny, perspektywy rozwoju Odlewnictwo ciśnieniowe w Polsce – stan aktualny. Rekonstrukcja i odlanie kopii XIX w. krucyfiksu z kościoła pw. Matki Boskiej Królowej Polski w Stróży k. Myślenic Kwartalnik naukowo-techniczny Rocznik 4, nr 2/2011 BADANIA I STUDIA STUDIES AND RESEARCH Jerzy Stachańczyk: Odlewnictwo precyzyjne na świecie – stan aktualny, perspektywy rozwoju.........................5 Jerzy Stachańczyk: Precision casting in the world current situation and prospects for development......5 Jerzy J. Sobczak, Elżbieta Balcer, Agnieszka Kryczek: Odlewnictwo ciśnieniowe w Polsce – stan aktualny......................................................................14 Jerzy J. Sobczak, Elżbieta Balcer, Agnieszka Kryczek: Pressure die casting in Poland - current situation...........................................................14 INFORMACJA NAUKOWO-TECHNICZNA SCIENTIFIC AND TECHNICAL INFORMATION Wybór informacji z czasopism naukowo-technicznych..................................................................17 A choice of information from the scientific and technical journals............................................................17 Ekspresowa informacja naukowo-techniczna z wybranych czasopism...........................................................56 Express scientific and technical information from selected journals................................................56 INFORMACJA PATENTOWA............................64 PATENT INFORMATION..............................53 INFORMACJA O NORMACH..........................65 INFORMATION ON STANDARTS...................65 SZKOLENIA – KONFERENCJE – SEMINARIA – SPOTKANIA TRAINING – CONFERENCES – SEMINARS – MEETINGS IV Międzynarodowa Konferencja w Odlewnictwie Ciśnieniowym..............................................................68 IV International Conference on Pressure Die Casting.............................................................57 II Konferencja pt.: „Foresight technologiczny polskiego odlewnictwa w kontekście Energii do 2030 r.”...........70 Second Conference on “Technology Foresight of Polish Foundry Industry in the Context of Energy 2030” Międzynarodowe Targi Poznańskie ITM 2011............71 Poznan International Fair ITM 2011-07-07.............58 Prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak członkiem Zespołu Specjalistycznego Nauk Ścisłych i Technicznych.............72 Prof. Jerzy J. Sobczak, DSc., PhD., Eng., member of Specialised Team of Science and Technology..........67 Wycieczka uczniów szkoły Lycée des Métiers Marguerite Audoux w Gien zwiedza Instytut.............................72 Students from Leyce des Metiers Marguerite Audoux School in Gien visit our Institute..........................72 Inauguracyjne posiedzenie Rady Naukowej Instytutu Odlewnictwa........................................................73 Inaugural Meeting of the Scientific Council of the Foundry Research Institute.................................73 Spotkanie Zespołu Branży Odlewniczej przy Federacji Hutniczych Związków Zawodowych.........................75 Meeting of Foundry Industry Team at the Federation of Metallurgy Trade Unions.....................................75 Z HISTORII ODLEWNICTWA FROM THE HISTORY OF FOUNDING Iga Borkowska, Ryszard Ćwiklak, Jacek Krokosz, Rafał Pabiś, Stanisław Młodnicki: Rekonstrukcja i odlanie kopii XIX w. krucyfiksu z kościoła pw. Matki Boskiej Królowej Polski w Stróży k. Myślenic....................................76 Iga Borkowska, Ryszard Ćwiklak, Jacek Krokosz, Rafał Pabiś, Stanisław Młodnicki: Reconstruction and casting a copy of the nineteenth century crucifix from the church of Our Lady the Queen of Poland in the Stróża village near Myślenice.........................................76 PUBLIKACJE PUBLICATIONS Wydawnictwa......................................................84 Publications.......................................................84 Wydawca/Publisher: INSTYTUT ODLEWNICTWA w Krakowie REDAKTOR NACZELNY/ EDITOR IN CHIEF: Andrzej BALIŃSKI ZESPÓŁ REDAKCYJNY/TEAM: Jerzy J. SOBCZAK, Jerzy TYBULCZUK, Joanna MADEJ, Marta KONIECZNA, Anna SAMEK-BUGNO, Patrycja RUMIŃSKA PROJEKT OKŁADKI/COVER DESIGN: Patrycja RUMIŃSKA RADA PROGRAMOWA/PROGRAM BOARD: Zbigniew RONDUDA (Przewodniczący), Mariusz HOLTZER (Z-ca Przewodniczącego), Tadeusz BOGACZ, Józef DAŃKO, Zbigniew GÓRNY, Adam TABOR, Andrzej JOPKIEWICZ, Janusz MIKLASZEWSKI, Mariusz URBANOWICZ ADRES REDAKCJI/EDITORIAL OFFICE: „Odlewnictwo Współczesne – Polska i Świat” 30-418 Kraków, ul. Zakopiańska 73 tel. (012) 26-18-381, fax (012) 26-60-870 http://www.iod.krakow.pl e-mail: [email protected] WSZELKIE PRAWA ZASTRZEŻONE ALL RIGHTS RESERVED Żadna część czasopisma nie może być powielana czy rozpowszechniana bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich. No part of the magazine may be reproduced or distributed without the written permission of the copyright holder. Printed in Poland ISSN 1898-7257 Badania i studia Odlewnictwo precyzyjne na świecie – stan aktualny, perspektywy rozwoju Precision casting in the world – current situation and prospects for development Jerzy Stachańczyk Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków Streszczenie W artykule przedstawiono rolę odlewnictwa precyzyjnego w światowym przemyśle, możliwość wykorzystania odlewów precyzyjnych w podstawowych gałęziach gospodarki – przemysł lotniczy, obronny, produkcja turbin gazowych i motoryzacja oraz aktualną sytuację w odlewnictwie precyzyjnym. Abstract The article presents the role of precision casting in global industry, the possibility to use precision castings in the basic sectors of industry, like aerospace, defense, manufacture of gas turbines and automotive applications, and current situation in this branch of foundry industry. Wprowadzenie Historia odlewnictwa precyzyjnego rozpoczęła się około 5000 lat temu, kiedy powstało zapotrzebowanie na metalowe wyroby kształtowe, narzędzia, broń. Rozwój cywilizacji spowodował rozszerzenie zakresu na odlewanie dzieł sztuki (pomnik w Maratonie – V wiek p.n.e., posąg Buddy w Kamakurze - XIII w. n.e.). W okresie średniowiecza odlewanie metodą wytapianych modeli było szeroko stosowane w Europie, jak również w innych częściach świata (Ameryce Płd., 5 Afryce, Azji) do wykonywania wyrobów jubilerskich i artystycznych [1]. W końcu XIX wieku po raz pierwszy zastosowano odlewanie precyzyjne do produkcji odlewów użytkowych (implanty, narzędzia dentystyczne). W latach 1930−35 prowadzono próby odlewania części do silników lotniczych; w tym okresie amerykańska firma Austenal Laboratories odlała łopatki do turbosprężarek ze stopu Co-Cr -Mo. Tak narodziła się kolejna możliwość stosowania metody precyzyjnego odlewania do produkcji części dla przemysłu lotniczego. W trakcie II Wojny Światowej i po jej zakończeniu licencja Austenal Laboratories została sprzedana do Europy i na jej podstawie uruchomiono odlewnie precyzyjne, pracujące dla potrzeb przemysłu [2]. Dynamiczny rozwój bazy materiałowej, jak również technik odlewania pozwolił na uzyskanie wysokiej jakości odlewów precyzyjnych. Dzisiaj tą metodą produkuje się odlewy dla przemysłu lotniczego, zbrojeniowego, maszynowego, motoryzacyjnego, elektronicznego, optycznego i na potrzeby medycyny (ale również w dalszym ciągu odlewy artystyczne). Pięćdziesiąt wieków temu stosowano wosk pszczeli, a modele były rzeźbione w wosku. Aktualnie do produkcji odlewów precyzyjnych w warunkach produkcyjnych używa się wosków syntetycznych, modele wykonuje się w matrycach metalowych. Niezastąpioną przez wieki masę formierską Odlewnictwo Współczesne glinową zastąpiły ciekłe masy ceramiczne, przygotowywane z syntetycznych, wysokiej jakości materiałów ceramicznych i specjalnych spoiw. Aktualnie podstawowe zastosowanie odlewów precyzyjnych to przede wszystkim przemysł. W praktyce krajów wysoko uprzemysłowionych przyjęto klasyfikację odlewów uwzględniającą podziały na trzy grupy w zależności od jakości i przeznaczenia wyrobu. Podział sprowadza się do odlewów: • najwyższej jakości ”high added value” (lotnictwo, turbiny gazowe, przemysł zbrojeniowy, medycyna); • wysokiej jakości (motoryzacja, części maszynowe, sprzęt sportowy); • zwykłej jakości (odlewy handlowe ogólnego przeznaczenia). W 2010 r. na świecie wyprodukowano odlewy precyzyjne, których wartość to około 9,0 miliardów USD, w tym 37% w Ameryce Północnej, 23% w Europie, 32% w Azji i pozostałe 8% w innych częściach świata (w zestawieniu nieuwzględniona jest produkcja odlewów w Rosji – brak danych) [3]. Na rysunku 1 przedstawiono produkcję odlewów precyzyjnych (wartość sprzedaży) w latach 2002−2010. Wartość produkcji w 2008 r. do momentu uwidocznienia się światowego kryzysu ekonomicznego wynosiła 10,2 mld USD. W latach 2009−2010 zaznaczył się spadek w Ameryce Płn. i Europie dochodzący do 16−20%, w Azji w zależności od kraju do 20%. Łączna wartość sprzedaży odlewów precyzyjnych na świecie spadła o 14% i aktualnie wynosi 9,0 mld USD. Na rysunku 2 przedstawiono sprzedaż odlewów precyzyjnych na świecie w latach 2009−2010. Rys. 2. Wartość sprzedaży odlewów precyzyjnych w latach 2009 i 2010 w mln USD [3] Fig. 2. The value of sales of precision castings in 2009 and 2010 in million USD [3] Rys. 1. Produkcja odlewów precyzyjnych w latach 2002−2010 w mln USD [3] Fig. 1. Precision casting market in the years 2002 - 2010 in million USD [3] Na świecie wielkość produkcji odlewów precyzyjnych ocenia się przede wszystkim ich wartością cenową, a nie ilością wytworzonych wyrobów. Dane j.w. wskazują, że zasadnicza produkcja odlewni precyzyjnych w Ameryce Płn. i Europie to odlewy z grupy najwyższej jakości (”high added value”), których w Ameryce Płn. wytwarza się 75%, a w Europie 77%. Dla porównania w Azji wskaźnik ten nie przekracza 10−12% ogólnie wytwarzanych odlewów [3, 11]. Na rysunku 3 przedstawiono dane (ilość w %) opisujące usytuowanie odlewni w poszczególnych obszarach geograficznych. 6 Odlewnictwo Współczesne Z wykresu wynika, że około 75% odlewni precyzyjnych umiejscowionych jest w Azji. W 2% − oznaczonych jako inne − należy uwzględnić odlewnie w Afryce (Afryka Południowa, Egipt), Australii (6 odlewni) i Ameryce Południowej (Brazylia, Argentyna) [8]. Rys. 3. Rozmieszczenie odlewni precyzyjnych na świecie [12] Fig. 3. The distribution of precision foundries in the world [12] Odlewnictwo w Ameryce Płn. W Ameryce Płn. (Stany Zjednoczone, Kanada, Meksyk) pracuje około 350 odlewni wytwarzających odlewy o wartości 3,4 mld USD, przede wszystkim dla potrzeb lotnictwa, przemysłu obronnego, turbin gazowych i medycyny [4]. Po okresie kryzysu w roku 2008 i pierwszej połowie 2009 r. dał się zauważyć głównie w USA wzrost produkcji odlewów precyzyjnych w każdym ww. segmencie gospodarki. Ocena wskaźnikowa za rok 2010 wykazała wzrost produkcji o 5−8% i przewiduje to tempo wzrostu w 2011 r., przy czym jest ono różne w poszczególnych działach. Główny wzrost produkcji przewiduje się w przemyśle lotniczym ze względu na stale zwiększające się zapotrzebowanie na transport pasażerski (około 6%). Aktualnie nastąpiło wyraźne przyspieszenie w realizacji opóźnionych zamówień 7 na samoloty Boeing 737 i Airbus 320, które stanowią 50% wszystkich produkowanych samolotów komercyjnych. Równocześnie prowadzone są intensywne prace nad nowymi silnikami do ww. samolotów i uruchomieniem produkcji nowej generacji samolotu pasażerskiego Boeing 787. W przemyśle lotniczym wyraźnie wzrosło również zapotrzebowanie na części zamienne, a tym samym − odlewy precyzyjne. W Stanach Zjednoczonych ze względu na kryzys ograniczono wydatki na cele obronne (kilka nowych programów obronnych zostało aktualnie ograniczonych lub zlikwidowanych). Jednak realizacja projektu samolotu wojskowego F35 jest uwzględniana (prognoza przewiduje produkcję 2000 samolotów w ciągu 20 lat). Drugim podstawowym kierunkiem wykorzystywania odlewów precyzyjnych w Stanach Zjednoczonych jest motoryzacja. Po kryzysie lat 2008−2009, kiedy zamknięto zakłady General Motors i Chrysler, nastąpił w 2010 r. wyraźny wzrost produkcji samochodów osobowych (12 mln sztuk w 2010 r.). Ze względu na rosnące ceny ropy naftowej produkcja została ukierunkowana na modele gwarantujące ograniczenie spalania paliwa. Równocześnie uruchamiane są wersje hybrydowe i elektryczne silników samochodowych. Efekt tych działań to wyraźny wzrost zapotrzebowania na odlewy precyzyjne. Podsumowując można stwierdzić, że rynek odlewów precyzyjnych w Ameryce Płn. stabilizuje się, a nawet wzrasta, niemniej osiągnięcie poziomu produkcji z roku 2008 (3,9 mld USD) będzie w najbliższym okresie trudne do uzyskania. Europejski rynek odlewów precyzyjnych W 2010 r. w Europie wyprodukowano odlewy precyzyjne o wartości 1,75 mld Euro (2,4 mld USD), w tym 1,8 mld USD to odlewy ”high added value”; 0,3 mld USD − przemysł motoryzacyjny; 0,3 mld USD − pozostałe gałęzie przemysłu. Przedstawione dane potwierdzają, że w Europie podobnie jak w Ameryce Płn. zasadnicza Odlewnictwo Współczesne produkcja odlewów precyzyjnych wykorzystywana jest w przemyśle lotniczym, turbin gazowych i medycynie. W Europie działa European Investment Casting Federation, która zrzesza producentów odlewów, dostawców materiałów i urządzeń oraz placówki naukowo-badawcze pracujące na potrzeby tej gałęzi odlewnictwa. Aktualnie w EICF jest zarejestrowanych około 150 odlewni z krajów europejskich, w tym około 30% to zakłady zlokalizowane w Wielkiej Brytanii, 18% we Francji, 15% w Niemczech, 10% we Włoszech. Całkowita ilość odlewni działających w Europie jest nieznana [5]. Podział rynku według wartości obrotów w 2009 r. pomiędzy głównych producentów odlewów precyzyjnych w Europie przedstawiono na rysunku 4. stała ograniczona średnio o 20−30%, co nie dotyczy produkcji odlewów dla potrzeb lotnictwa i turbin gazowych, gdzie spadek nie przekroczył 10%. Największe straty powstały w przemyśle motoryzacyjnym, zapotrzebowanie na odlewy precyzyjne w Niemczech spadło o 30%, a w Hiszpanii − o 40%. Rynek odlewów stosowanych w medycynie pozostał na niezmiennym poziomie. Głównym problemem w przemyśle w roku 2011 i prawdopodobnie następnym jest brak stabilnych prognoz rynkowych − to wynik kłopotów odbiorców odlewów w ocenie przejrzystości rynku i istniejącej niepewności. W wyniku kryzysu tylko kilka odlewni zrezygnowało z członkostwa w EICF, co jest dobrym wskaźnikiem, że zakłady liczą na pozytywne efekty swojej działalności w najbliższej przyszłości. Azjatyckie odlewnie precyzyjne Azjatyckie odlewnie precyzyjne są umiejscowione głównie w Chinach, Indiach, Japonii, Korei Płd. i na Tajwanie. Odlewnie chińskie Rys. 4. Produkcja odlewów precyzyjnych w Europie – udział procentowy w obrotach w 2009 r. Fig. 4. Precision casting market in Europe the percentage of the turnover in 2009 Odlewnie europejskie wytwarzają odlewy ze stopów żelaza, przede wszystkim różnych gatunków staliwa węglowego i stopowego, nadstopów (stopy Ni, Co), stopów metali nieżelaznych (głównie stopy Al), oraz stopów tytanu. Proces przetwarzania stopów tytanu jest realizowany w 5% odlewni, a proces topienia próżniowego − w 10−12% zakładów. Z krajów Europy Wschodniej Republika Czeska ma zdecydowanie najlepiej rozwiniętą produkcję odlewów precyzyjnych (wartość produkcji w 2010 r. około 70 mln USD) [7]. Według danych EICF w większości krajów produkcja w latach 2009−2010 zo- W Chinach pracuje około 1700 odlewni precyzyjnych wytwarzających około 800 tys. ton odlewów precyzyjnych (wartość 1,9 mld USD). Jest to największy rynek pod względem ilości wytwarzanych odlewów na świecie, po Ameryce Płn. i Europie. W Chinach stosowany jest podział odlewni precyzyjnych na trzy grupy różniące się jakością i przeznaczeniem wytwarzanych odlewów oraz stosowanymi materiałami do wykonywania form (spoiwami) [9]. Podział ten zgodnie z danymi z roku 2008 zaprezentowano w tabeli 1. 8 9 średnia niska krzemionka koloidalna, krzemian etylu, formy samonośne krzemionka koloidalna, krzemian etylu, formy samonośne odlewy handlowe (motoryzacja, przemysł maszynowy) odlewy powszechnego zastosowania na rynek wewnętrzny 1 2 3 bardzo wysoka krzemionka koloidalna, krzemian etylu, formy samonośne Jakość odlewów lotnictwo, przemysłowe turbiny gazowe, przemysł obronny Rodzaj odlewów i materiałów 1200 450 60 Ilość odlewni, szt. eksport wewnętrzny i eksport staliwo węglowe i niskostopowe, żeliwo sferoidalne wewnętrzny Produkcja na rynek staliwo węglowe i stopowe nadstopy, stopy tytanu, stopy aluminium Tworzywo metalowe Table 1. Characteristics of Chinese foundries Tabela 1. Charakterystyka odlewni chińskich 620 138 brak danych Produkcja, tys. ton 835 1220 130 Obroty, mln USD 1,4 9,4 brak danych Średnia cena, 1kg/USD Odlewnictwo Współczesne Odlewnictwo Współczesne W przedstawionej tabeli zwraca uwagę cena wytwarzanych odlewów, gdzie dla pierwszej grupy brak danych, natomiast porównanie grupy drugiej i trzeciej wskazuje sześciokrotną różnicę (grupa druga 9,4 USD/1 kg odlewu, grupa trzecia 1,4 USD/1 kg odlewu). W stosunku do danych z tabeli 1 w roku 2010 wzrosła ilość odlewni trzeciej grupy do 1500. Odlewnie trzeciej grupy nie zostały dotknięte przez kryzys gospodarczy. Problem ich dalszego rozwoju to zaostrzona polityka dotycząca ochrony środowiska i konieczność oszczędności energii, co zmusza do poprawy wyposażenia i technologii. Odlewnie grupy pierwszej i drugiej stanowią w większości własność państwa i pracują przede wszystkim na potrzeby przemysłu lotniczego, wojskowego i energetyki. Wartość produkcji w tym obszarze wzrosła o około 20% w latach 2009−2010. W latach 2011−2015 zostanie w Chinach przeprowadzona korekta produkcji zanieczyszczającej środowisko i wysoko energochłonnych; tego typu ograniczenia będą miały wpływ na proces technologiczny w odlewniach precyzyjnych – konieczna jest daleko posunięta modernizacja. W chińskim przemyśle lotniczym w roku 2010 ukazał się na rynku nowy samolot ARJ 21-700 obsługujący linie wewnętrzne, a w 2014 r. spodziewany jest na rynku samolot dalekiego zasięgu C919, co wymaga uruchomienia produkcji odlewów bardzo wysokiej jakości. Drugi kierunek rozwoju to przemysł motoryzacyjny (obecnie 50 samochodów na 1000 mieszkańców) w 2010 r. produkcja 17 mln samochodów, co zmusza odlewnie precyzyjne do wytwarzania coraz lepszej jakości wyrobów. Przed odlewniami precyzyjnymi staje nowe wyzwanie wynikające z rosnących cen energii i surowców, kosztów pracy, konieczności ochrony środowiska oraz nowych niewyobrażalnych z naszej perspektywy problemów związanych z brakiem siły roboczej w przemyśle odlewniczym. W porównaniu z innymi branżami odlewnie napotykają na trudności ze zdobyciem nowych sił roboczych, stąd trend ukierun- kowany na mechanizację i automatyzację w celu ograniczenia pracy ludzkiej. Odlewnie w Indiach W Indiach pracuje aktualnie około 200 odlewni, w tym 5% to odlewnie państwowe wytwarzające wyroby głównie dla przemysłu lotniczego i obronnego, ich obroty w 2010 r. wyniosły 175 mln USD. Pozostałe odlewnie wytwarzające odlewy motoryzacyjne i tzw. handlowe to zakłady prywatne, a ich obroty w 2010 r. to wartość 215 mln USD. W sumie wartość produkcji w 2010 r. to 450 mln USD [6]. Na rysunku 5 przedstawiono hinduski rynek odlewów, w latach 2008−2010 z podziałem na poszczególne działy gospodarki, w których są one wykorzystywane. Rys. 5. Hinduski rynek odlewów precyzyjnych w latach 2008−2010 [6] Fig. 5. Precision casting market in India in the years 2008−2010 [6] Na rysunku 6 przedstawiono prognozę sprzedaży odlewów precyzyjnych w 2011 r. z uwzględnieniem poszczególnych gałęzi przemysłu. 10 Odlewnictwo Współczesne Rys. 6. Prognoza produkcji odlewów precyzyjnych w 2011 r. [6] Fig. 6. Forecast of production of precision castings in 2011 [6] Aktualnie gospodarka hinduska zajmuje czwarte miejsce co do wielkości na świecie, a jej wzrost wynika z zapotrzebowania krajowego, co jest przeciwieństwem do takich krajów azjatyckich, jak Japonia i Chiny. Dla potrzeb lotnictwa wytwarza się w Indiach 18% odlewów precyzyjnych zarówno dla potrzeb wojskowych, jak i transportu pasażerskiego. Prawie każda większa firma lotnicza w Europie i USA jest zainteresowana uruchomieniem produkcji w Indiach, ponieważ zaletami tego kraju sa niskie koszty pracy, dostępność do materiałów, rozwinięty kompleks informatyczny, a również położenie geograficzne pomiędzy największymi rynkami Europy, Azji Wschodniej i Bliskiego Wschodu. Części motoryzacyjne to 20% wytwarzanych odlewów precyzyjnych. Obecnie Indie są największym na świecie producentem traktorów, drugim − pojazdów dwukołowych, a jedenastym − samochodów osobowych. Odlewy głównie są wytwarzane ze staliwa węglowego i stopowego. Prognozy roku 2011 wskazują na produkcję odlewów dla motoryzacji o wartości 100 mln USD, z czego 80 mln USD zostanie wykorzystane na rynku krajowym. Sektor obronny stanowi 22% całkowitej produkcji odlewów wytwarzanych głównie w odlewniach państwowych (w niewielkim stopniu prywatnych). Największy odsetek odlewów wytwarzanych w Indiach (40%) to armatura przemysłowa i pompy (podstawowe tworzywo – staliwo stopowe). 11 Indie to bardzo duży rynek do wykorzystania odlewów precyzyjnych niemal w każdym dziale gospodarki, charakteryzujący się wyraźnym wzrostem w porównaniu do innych krajów azjatyckich. Analiza eksportu wskazuje, że przemysł hinduski ma: -- mocne strony: konkurencyjność w zakresie kosztów surowców i posiadanej bazy produkcyjnej, ekonomia właściwego planowania rynku wewnętrznego; -- słabe strony: niska jakość, przestoje w produkcji; -- szanse: ogromne rynki eksportowe – Europa, Ameryki, Afryka itd. -- zagrożenia: Chiny, Malezja, Korea i inne kraje realizujące strategię eksportu. Odlewnie w Japonii, Tajwanie [10] Korei i na W roku 2008, w momencie największej koniunktury, w Japonii wytwarzano 7500 t odlewów precyzyjnych o wartości 600 mln USD. Na rysunku 7 przedstawiono trendy rozwoju produkcji odlewów precyzyjnych i ich wartość w latach 2000−2009. Rys. 7. Kierunki zmian japońskiej produkcji odlewów precyzyjnych w latach 2000−2009 [10] Fig. 7. Trend of changes in the Japanese precision casting market in the years 2009−2000 [10] Odlewnictwo Współczesne Pod koniec 2008 r. sprzedaż odlewów dla przemysłu motoryzacyjnego drastycznie spadła. Ilość odlewów precyzyjnych wytwarzanych dla przemysłu motoryzacyjnego stanowi 52% (w 2009 r. – 2300 t), a ich wartość − 36,1% ogólnej produkcji (w 2009 r. – 155 mln USD). Produkcja odlewów precyzyjnych dla potrzeb przemysłowych turbin gazowych ilościowo wynosi 10,1% (2009 r. – 440 t), ale wartość to 33% (w 2009 r. – 142 mln USD). Pozostała produkcja ukierunkowana jest na potrzeby odlewów wytwarzanych dla produkcji sprzętu medycznego, sportowego oraz innych zastosowań komercyjnych. Dla poprawy efektywności produkcji pod auspicjami rządu japońskiego realizowany jest projekt, w którym biorą udział instytuty badawcze, odlewnie precyzyjne i dostawcy materiałów, a jego celem jest opracowanie nowych tworzyw ceramicznych na formy odlewnicze i technologii ich recyklingu. W Korei od roku 2002 do 2008 nastąpił wyraźny wzrost produkcji odlewów precyzyjnych − ich wartość w 2008 r. to 180 mln USD. W Korei pracuje około 70 małych i średnich odlewni precyzyjnych. Na rysunku 8 przedstawiono wartość produkcji odlewów precyzyjnych w latach 2001−2009. W roku 2009 wartość produkcji spadła o 30−40%. Największa redukcja wystąpiła w przemyśle motoryzacyjnym (20−30%) oraz elektronice (50%). Niemniej aktualnie prowadzone są prace inwestycyjne ukierunkowane na uruchomienie trzech odlewni wytwarzających odlewy próżniowe dla potrzeb przemysłu energetycznego i turbin gazowych. Bardzo nietypowym rynkiem odlewów precyzyjnych jest Tajwan, który w 2009 r. wyprodukował wyroby o wartości 134 mln USD. Tajwańskie odlewnie od lat specjalizują się w produkcji odlewów precyzyjnych do wytwarzania końcówek kijów golfowych (wartość produkcji w 2009 r. – 35 mln USD); pozostała produkcja to części maszynowe, zawory, sprzęt komputerowy (93,8 mln USD) i części lotnicze (5,4 mln USD). Na skutek kryzysu gospodarczego produkcja odlewów precyzyjnych spadła na przestrzeni lat 2006−2009 o około 60%. Analiza rynku japońskiego, koreańskiego i tajwańskiego wskazuje, że był on stabilny do jesieni 2008 r. Od tego czasu recesja spowodowała znaczne ograniczenie produkcji, szczególnie w branży motoryzacyjnej, przemyśle maszynowym oraz osprzęcie sportowym (golf). W przemyśle lotniczym i produkcji turbin gazowych zmiany są praktycznie niezauważalne. Odlewnictwo precyzyjne w Polsce Rys. 8. Wartośc produkcji odlewów precyzyjnych w Korei w latach 2001−2009 [10] Fig. 8. Precision casting market in Korea in the years 2009−2001 [10] Według danych EICF w wyniku kryzysu gospodarczego w 2008 r. produkcja odlewów precyzyjnych w Polsce została ograniczona o około 30% (dotyczy to głównie odlewów handlowych). Odlewnictwo precyzyjne w Polsce to przede wszystkim odlewnia w Wytwórni Sprzętu Komunikacyjnego w Rzeszowie należąca do United Technology Corporation, wytwarzająca najwyższej jakości odlewy dla potrzeb przemysłu lotniczego. Pozostała produkcja głównie odlewów handlowych wysokiej i zwykłej jakości jest realizowana w odlewniach Przedsiębiorstwa Innowacyjnego Odlewnictwa „Specodlew” w Krakowie i Radomiu, „Królmet” w Zawierciu i Spółdzielni Pracy Armatura w Łodzi. 12 Odlewnictwo Współczesne Wartość produkcji tych odlewni praktycznie nie przekracza kwoty 5−6 mln USD. Na terenie Polski pracują także małe odlewnie artystyczne wytwarzające według metody wytapianych modeli odlewy, głównie ze stopów miedzi. W latach 2009−2010 w Instytucie Odlewnictwa w Centrum Projektowania i Prototypowania rozbudowano Pracownię Metod Szybkiego Prototypowania wyposażoną w najnowszą aparaturę umożliwiającą wykonywanie prac dotyczących szybkiego prototypowania (Rapid Prototyping) w obszarze odlewania precyzyjnego oraz urządzenia pozwalające na wykonywanie odlewów najwyższej jakości z nadstopów i stopów tytanu. Jest to krok pozwalający na działanie w obszarze high technology w odlewnictwie precyzyjnym. Podsumowanie W artykule zwrócono uwagę na rolę odlewnictwa precyzyjnego w światowym przemyśle, możliwość wykorzystania odlewów precyzyjnych w podstawowych gałęziach gospodarki – przemysł lotniczy, obronny, produkcja turbin gazowych i motoryzacja. Przedstawiono aktualną sytuację w odlewnictwie precyzyjnym, ze szczególnym zwróceniem uwagi na występujące w wyniku kryzysu gospodarczego 2008 r. trudności i podjęte działania zmierzające do zminimalizowania istniejących strat. Literatura 1. Baker J.: Five Thousand Years of Investment Castings. BICTA Bulletin, May 1997, No. 26, pp. 6–8. 2. Ford D.A.: Investing in Technology – from hindsight to foresight. Foundry Trade Journal, December 2000, Vol. 174, No. 3573, pp. 12–18. 3. Williams R., Hirst R.: Global Investment Casting Market Conditions Beginning to Stabilize After 2009 Lows. Incast, January 2011, Vol. 24, No. 1, pp. 8–9. 4. Perry M.: North American Investment Casting Production Up 5-8% in 2010; Mo- 13 dest Growth Predicted for 2011. Incast, January 2011, Vol. 24, No. 1, pp. 10–11. 5. Ford D.: Signs of Recovery Evident for European Investment Casting Industry in 2010; Perhaps 3% More Expected in 2011. Incast, January 2011, Vol. 24, No. 1, p. 11. 6. Dave D.M.: India Reports Growing Investment Casting Industry; Export Sales to Be Up in First Half of 2011. Incast, January 2011, Vol. 24, No.1, pp. 14–15. 7. Horacek M.: Investment Casting Industry in Czech Republic & Slovakia Getting Better, But Not Yet at 2008 Levels. Incast, January 2011, Vol. 24, No. 1, p. 13. 8. Bell G.: Australian Investment Casting Orders Down 40% from 18 months Ago; Slow Recovery Predicted. Incast, January 2011, Vol. 24, No. 1, p. 15. 9. Lu Z., Zhou Z.: China’s Unique Investment Casting Industry Shows Healthy Recovery In Wake of Global Financial Woes. Incast, January 2011, Vol. 24, No. 1, p. 12. 10.Nishikawa K.: 2009 Decline in Japan’s Investement Casting Sales Expected to Continue into 2010. Incast, January 2010, Vol. 23, No. 1, pp. 16–17. 11.27th International Conference “European Heritage”, Krakow, Poland, 16-19 May 2010. 12.Hirst R.: Worldwide Investment Casting Market Surpasses $10 Billion; East/ West Differ in Markets, Distribution of Foundries. Incast, January 2009, Vol. 22, No. 1, pp. 12–13. Odlewnictwo Współczesne Odlewnictwo ciśnieniowe w Polsce – stan aktualny Pressure die casting in Poland - current situation Jerzy J. Sobczak, Elżbieta Balcer, Agnieszka Kryczek Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków Produkcja odlewów ze stopów metali nieżelaznych w Polsce od wielu lat ma tendencję wzrostową. W odniesieniu do roku 2002 wielkość tej produkcji wzrosła ponad dwukrotnie. Tak korzystna zmiana spowodowana została głównie działalnością przedsiębiorstw z kapitałem zagranicznym, które rozpoczęły w naszym kraju produkcję felg ze stopów aluminium. W roku 2009 produkcja odlewów ze stopów metali nieżelaznych wyniosła 229 000 ton. Szacuje się, że w roku 2010 nastąpił około 20% jej wzrost i wielkość produkcji wyniosła 274 000 ton, co zostało głównie wygenerowane przez wzrost produkcji ze stopów aluminium (ok. 25%), głównie dla motoryzacji. W ramach prowadzonych w Instytucie Odlewnictwa badań statystycznych za rok 2009 na podstawie ankiet MG-14, określono, że udział odlewnictwa ciśnieniowego w całkowitej produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych wyniósł 20,4%. Prowadzone badania wskazały, że struktura udziału poszczególnych technologii odlewania metali nieżelaznych odbiega od struktury występującej w innych krajach Europy i świata. Zaobserwowano stosunkowo duży udział odlewania kokilowego (blisko 70%). Szczegółowa analiza poszczególnych ankiet złożonych przez producentów odlewów oraz konsultacje z przedstawicielami znaczących odlewni w Polsce, pozwoliły na jednoznaczne stwierdzenie, że większość głównych producentów felg ze stopu aluminium podaje nieprawidłowo dla tych wyrobów identyfikowaną technologię jako metodę odlewania kokilowego. W rzeczywistości sposób odlewania felg powinien być kwalifikowany jako odlewanie pod niskim ciśnieniem. Dokonano więc weryfikacji danych podawanych przez producentów felg aluminiowych, zmieniając nazewnictwo metody odlewania tych wyrobów. W jej wyniku na rysunku 2 przedstawiono najbardziej prawdopodobny scenariusz udziału poszczególnych technologii w odlewnictwie metali nieżelaznych. * Dane wstępne z uwagi na nieterminowe przesyłanie przez producentów odlewów do Instytutu Odlewnictwaobligatoryjnych ankiet MG-14 * Tentative data only due to a delay in transfer of the compulsory MG-14 questionnaires by the producers of castings to the Foundry Research Institute. Rys. 1. Zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych w ostatnim dziesięcioleciu Fig. 1. Changes in the volume of castings produced from non-ferrous metal alloys in the last decade 14 Odlewnictwo Współczesne * Dane wstępne z uwagi na nieterminowe przesyłanie przez producentów odlewów do Instytutu Odlewnictwa obligatoryjnych ankiet MG-14 Rys. 2. Szacunkowy udział poszczególnych technologii w produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych w roku 2009 wynikający z weryfikacji danych, dostarczanych do Instytutu Odlewnictwa Fig. 2. Estimated share of each technology in the manufacture of castings from non-ferrous metal alloys in 2009 after verification of data supplied to the Foundry Research Institute Obserwując zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych wykonywanych technologią odlewania ciśnieniowego w ostatnim dziesięcioleciu, zauważa się tendencję wzrostową. Najwyższą wielkość produkcji odnotowano w roku 2006 (ok. 61 600 ton), po którym nastąpił spadek, będący wynikiem kryzysu gospodarczego na całym świecie, który również miał wpływ na wielkość produkcji w odlewnictwie krajowym, jak i w większości branż przemysłu. Wielkość produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych wykonywanej technologią odlewania ciśnieniowego w roku 2008 i 2009 była na podobnym poziomie, a według wstępnych danych w roku 2010 nastąpił już około 5% jej wzrost (rys. 3). 15 * Tentative data only due to a delay in transfer of the compulsory MG-14 questionnaires by the producers of castings to the Foundry Research Institute. Rys. 3. Zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych wykonywanych technologią odlewania ciśnieniowego w latach 2000-2010 Fig. 3. Changes in the volume of castings produced from non-ferrous metal alloys by pressure die casting technology in the years 2000-2010 Ponad 80% odlewów wykonywanych technologią ciśnieniową stanowią odlewy ze stopów aluminium, ok. 12% odlewy ze stopów cynku i 6 % − ze stopów magnezu. Na rysunku 4 przedstawiono zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów aluminium w latach 2002-2009 z uwzględnieniem udziału poszczególnych technologii odlewania. Odlewnictwo Współczesne * Prawdopodobna wielkość produkcji wykonywanej poszczególnymi technologiami, wynikająca z weryfikacji danych dotyczących odlewania felg aluminiowych * Probable size of production by individual technologies resulting from the verification of data on casting of aluminium wheel rims Rys. 4. Zmiany wielkości produkcji odlewów ze stopów aluminium wykonywanych poszczególnymi technologiami w latach 2002-2009 Fig. 4. Changes in production volume of castings from aluminium alloys made by different technologies in the years 2002-2009 W roku 2010 szacuje się, że wielkość produkcji odlewów wykonywanych metodą ciśnieniową wzrosła o ok. 5% i wyniosła 49 tys. ton. W zakresie odlewów ze stopów aluminium wyprodukowane zostało ponad 40 tys. ton, stopów cynku − 6 tys. ton, a w przypadku magnezu produkcja mogła wynieść ok. 3 tys. ton. Są to dane wstępne z uwagi na nieterminowe przekazywanie przez producentów odlewów do Instytutu Odlewnictwa obligatoryjnych ankiet MG-14. Badania statystyczne odlewnictwa metali nieżelaznych są bardzo trudne ze względu na dość dużą liczbę małych odlewni i zakładów rzemieślniczych, które nie zawsze przekazują swoje dane. Ale jednocześnie należy zauważyć, że branża ta w ostatnich latach dość prężnie się rozwija i coraz więcej znaczących firm zagranicznych planuje swoje inwestycje przenieść właśnie do Polski. 16 Informacja naukowo-techniczna WYBÓR INFORMACJI Z CZASOPISM NAUKOWO-TECHNICZNYCH 01. ZAGADNIENIA OGÓLNE Kierunki rozwoju specjalnych metod odlewania. Napravlenija razvitija special’nykh sposobov lit’ja. tekhnologij Development Trends of Special Casting Process Technologies. Autor: Rybkin V.A. nie wymaga stosowania wysokiej próżni. Stosowanie tego mikroskopu pozwala ujawnić charakterystykę krystaliczną budowy powierzchni różnych materiałów, ich chropowatość w wymiarach „nano”, a także obserwować zjawiska zarodkowania przy wyrastaniu kryształów, błonek itp. Lit. Proiz. 2010, nr 2, s. 23-25. Jest to kontynuacja artykułu, który ukazał się w poprzednim numerze czasopisma. Scharakteryzowano w nim zasady nowych systemów otrzymywania odlewów. Omówiono kolejno: proces kształtowania z wykorzystaniem metody samorozprzestrzeniającej się syntezy w wysokiej temperaturze; z modeli z materiałów fotopolimerowych, z materiałów kompozytowych. Poinformowano o możliwości stosowania nanotechnologii w przemyśle odlewniczym. Ta ostatnia dziedzina cieszy się dużym zainteresowaniem, ponieważ stwarza nowe możliwości prowadzenia badań, zwłaszcza w dziedzinie metaloznawstwa i zjawisk towarzyszących procesom zalewania metalu do formy. Badania w dziedzinie przepływu stopu w kanałach zalewowych wykazują, że w określonym okresie przepływu metalu w jego głównej części powstają nanocząsteczki. Prowadzone są badania tego zjawiska w połączeniu ze składem chemicznym stopu i stopniem jego eutektyczności. Podano także inne przykłady stosowania nanotechnologii. Szczególnie przydatnym do badań metaloznawczych jest specjalny tunelowy mikroskop skaningowy opracowany w 1982 roku. Pozwala on prowadzić badania na poziomie atomowym i w odróżnieniu od atomowych mikroskopów innych typów 17 Problemy projektowania w przemyśle odlewniczym. Problemy proektirovanija v litejnom proizvodstve. Design Problems in Foundry Industry. Autor: Treshhalin V.V., Nasupkin V.B., Korneev S.Ju. Lit. Proiz. 2010, nr 3, s. 28-30. Podniesiono problemy, towarzyszące procesom projektowania zakładów odlewniczych będących w budowie i stadium modernizacji. Zachowane do dzisiaj odlewnie w Rosji mają powierzchnię i sieci inżynieryjne dostateczne do produkcji ponad 13 milionów ton odlewów rocznie. W większej części zachowały się w nich i pracują urządzenia mające około 20 do 40 lat, a które powinny być zamienione na współczesne. W zgodzie z nowym rosyjskim Kodeksem Urbanistycznym wszystkie zmiany techniczne, rekonstrukcje przemysłowe obiektów należy realizować zgodnie z wymaganiami norm projektowania i bezpieczeństwa przemysłowego. Dokumentacja projektowa musi składać się z samego projektu i dokumentacji roboczej. Projekt powinien zostać akceptowany przez państwową ekspertyzę i potwierdzenie zama- Odlewnictwo Współczesne wiającego. Omówiono problemy, z którymi borykają się projektanci we współczesnych warunkach prowadzenia prac renowacyjnych w odlewniach. Porównanie wytrzymałości konstrukcyjnej detali kutych i odlewanych. Sravnenie konstrukcionnoj prochnosti shtampovannykh i litykh detalej. Comparison of Structural Strength of Forged and Cast Parts. Autor: Bibikov A.M. Lit. Proiz. 2009, nr 11, s. 15-18. Wykazano korzystne cechy dla szeregu technologii odlewniczych przy produkcji odpowiedzialnych części. Wbrew powszechnemu mniemaniu, że zastosowanie części kutej stanowi pewniejsze rozwiązanie konstrukcyjne niż części odlewanej wykazano, że odlewy ze stopów żelaza ze względu na swoje właściwości mechaniczne nie ustępują odkuwkom oraz że procesy odlewania są tak opanowane aby zapewnić otrzymanie odlewów o wymaganych właściwościach i o bardziej jednorodnej strukturze niż odkuwki. Potwierdzają to badania prowadzone w USA i w Niemczech. Podano przykłady odpowiedzialnych odlewów. Dla uzasadnienia słuszności wyboru wybranej techniki zalecono opracowanie metodyki celowości zamiany procesu kucia procesem odlewania. Podkreślono, że odlewy wykazują izotropowość właściwości we wszystkich kierunkach. Opisano przeprowadzone badania porównawcze specjalnych właściwości odlewów i odkuwek, m.in. pod działaniem obciążeń zmiennych. Wyzwania dla odlewnictwa ciśnieniowego. Die casting technology for the challenges of the future. Autor: Tracy R., Erhard N., Schlotterbeck M. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 4, s. 38-40. Wskazano przyszłe kierunki działań w procesie technologicznym wykonywania odlewów ciśnieniowych, które wpłyną na poprawę środowiska, obniżenia zużycia energii i bezpieczeństwo pracy oraz zaprezentowano nowe technologie, które poprzez system kontroli umożliwią wzrost wydajności i jakości produkcji. W celu poprawy jakości odlewów ze stopów magnezu i poprawy jednorodności ciekłego metalu proponuje się: stosowanie podgrzewania wsadu magnezowego, dokładne dozowanie małych ilości mieszanki gazów ochronnych w uszczelnionym piecu, podgrzewanie dysz za pomocą systemu opornościowego, dokładną kontrolę temperatury formy, stosowanie procesu VACURAL – zasysanie ciekłego metalu do wnęki formy przy pomocy próżni, wykorzystywanie do symulacji napełniania formy programu SIMU1, stosowanie robotów natryskowych, monitorowanie procesu produkcji i archiwizację wyników. Zautomatyzowany proces odlewania – inteligentne kamery pozwalają obniżyć koszty. Automatisierter Giessprozess – intelligente Kameras sparen Kosten. Automated casting process – intelligent cameras to reduce costs. Autor: Gottsauner B. Giesserei 2009, Jg. 96, H. 1, s. 61-65. Zaprezentowano w pełni zautomatyzowany proces produkcji firmy ACO Guss GmbH, w której produkuje się odlewy z żeliwa szarego i sferoidalnego w ilości 80 000 ton rocznie. Odlewnia ma wieloletnią tradycję w produkcji odlewów skomplikowanych o małej liczbie rdzeni. Są to odlewy o masie od 5 do 120 kg. Jest to odlewnia posiadająca wszystkie niezbędne certyfikaty i nowoczesny park maszynowy. Ma linię automatycznego odlewania z zespołem sterowniczym Simatic S5 i S7 (firmy Siemens). Formowanie odlewów odbywa się też automatycznie, kontrolowane jest ono za pomocą kamer. Kontrola jakości procesu odlewania odbywa się automatycz- 18 Odlewnictwo Współczesne nie za pomocą specjalnych kamer VS723, śledzących pracę automatów odlewniczych i przepływ strumienia metalu. Automatycznie mierzone są warunki cieplne za pomocą sond. Wprowadzono także wizualizację panujących warunków cieplnych. Opisując automatyczną pracę urządzeń w odlewni, podano także niektóre informacje techniczne urządzeń kontrolnych. Odlewnicy specjalizujący się w wykonywaniu rdzeni ze specjalnych piasków. Steel caster partners with specialty core shop. Mod. Casting 2009, Vol. 99, nr 12, s. 44. Większość zakładów produkujących odlewy posiada swoje własne rdzeniarnie, ale istnieją i takie, które zaopatrują się w rdzenie poza zakładem. Takim przykładem może być firma Beaver Valley Alloy, Monaca, produkująca odlewy staliwne, żeliwne i na bazie niklu o masie od 1 do 5000 funtów. Odlewnia wykonuje formy i rdzenie z mas z udziałem piasku kwarcowego, chyba że ma zlecenie na odlewy ze stali Hadfielda. Wtedy do produkcji form i rdzeni musi stosować piasek oliwinowy. Do odlewów z tego tworzywa potrzebnych jest 10 kompletów rdzeni wykonanych z udziałem piasku oliwinowego. Ponieważ nie należy mieszać piasków kwarcowych z oliwinowymi, zakład musiałby wybudować nowe stanowisko wykonywania form i rdzeni w nowym budynku, co nie byłoby opłacalne. Wybrano możliwość zakupu rdzeni w firmie Humtown Products, Columbiana Ohio, która specjalizuje się w wykonywaniu rdzeni z mas z udziałem piasków specjalnych (oliwinowy, chromitowy i in.). Oba zakłady są bardzo zadowolone ze współpracy. Zwracanie uwagi na szczegóły daje korzyści. Attention to detail pays dividends. Foundry Tr.J. 2009, Vol. 183, nr 3667, s. 204-205. 19 Sprężone powietrze jest czwartym po prądzie, gazie i wodzie medium w odlewni. Błędnym jest przeświadczenie, że jest to medium „za darmo”, bo pobierane z atmosfery. Koszt energii elektrycznej potrzebnej do wytworzenia sprężonego powietrza to 70% jego ostatecznej ceny, reszta to koszt konserwacji i amortyzacji (15-20%). Dlatego oczywiste jest, że każde działanie prowadzące do poprawy efektywności jego stosowania wpływa bezpośrednio na oszczędności procesu produkcji. Typowymi obszarami, na których można poczynić pewne oszczędności to: poprawa nieszczelności instalacji, zmniejszenie nadużywania sprężonego powietrza oraz poprawa wadliwych systemów odwadniających. Opisano doświadczenia jednej odlewni, która dokonała przeglądu istniejącego u niej systemu sprężonego powietrza (przestarzała i nieszczelna instalacja, a także wyeksploatowane kompresory) oraz przeanalizowała przepisy i zalecenia pozwalające na zainstalowanie i eksploatację nowej instalacji. Działania te uświadomiły odlewni, że właściwie zaprojektowana i wykonana instalacja systemu sprężonego powietrza pozwoli zaoszczędzić tysiące funtów rocznie. Współpraca na linii klient-dostawca to rozwój technologii odlewniczej. New customer-supplier relationships and foundry technology developments. Autor: Leceta J.J., Izaga J. Foundry Tr.J. 2009, Vol. 183, nr 3667, s. 214-218. Zasady działania rynku globalnego zmuszają przemysł odlewniczy do wprowadzania nowych pomysłów, co wiąże się z wprowadzaniem zmian w technologii, posiadanej wiedzy i współpracy na linii klient-dostawca. Lojalność producenta i klienta staje się scenariuszem do udziału w projektowaniu, ekspertyzach i wiedzy technicznej, co wpływa na postęp i nowe rozwiązania w przemyśle odlewniczym. Bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na dobre relacje pomiędzy klientem a dostawcą odlewów jest znajomość Odlewnictwo Współczesne prawdziwych potrzeb klienta i ustalenie zakresu współpracy w celu opracowania najlepszego rozwiązania. Przykładem takiej współpracy jest zastosowanie żeliwa ADI do produkcji odlewów dla elektrowni wiatrowych. Na przykładzie odlewów wykonywanych dla elektrowni wiatrowych opisano współpracę pomiędzy klientem a producentem odlewów; od pomysłu, doboru materiału, technologii formy i rdzenia, oprzyrządowania i symulacji procesu zalewania do gotowego wyrobu. Właściwości cieplne materiałów formierskich przy otrzymywaniu form metodą drukowania 3D. Teplovye svojstva formovochnykh materialov pri poluchenii form metodom trekhmernoj pechati. Measurement of Thermal Properties of Molding Materials when Making Foundry Molds by the Three-dimensional Printing Method. Autor: Koltygin A.V., Ju.P., Miteva L.D. Cynovnikova Lit. Proiz. 2009, nr 7, s. 28-30. 02. ZASTOSOWANIE SYMULACJI KOMPUTEROWEJ W ODLEWNICTWIE Wprowadzenie wzorów NechenziGirszowicza do nauki o odlewaniu. Cz. 1. Razvitie formul C nauke o lit’e. Soobshhenie 1. Development of Nehendzi-Girshovich’s Formulas in Foundry Science. Raport 1. Autor: Kostrica V.G., Kostrica O.A. Processy lit’ja 2010, nr 2, s. 25-35. Przedstawiono problemy opisu matematycznego optymalizacji procesów kształtowania się jamy skurczowej, porowatości i skurczu w metalach i odlewach. Przedstawiono koncepcję rozwiązania postawionych problemów, wybrano i przedstawiono w tym celu równania Nechenziego-Girszowicza i pojęcia niezbędne do ich wprowadzenia. Na tej podstawie stworzono ogólny model matematyczny powstawania porowatości skurczowej, jam skurczowych i skurczu odpowiadający czwartemu poziomowi rozwoju modeli matematycznych w fizyce – polu matematycznemu, nazwanemu polem skurczowym krzepnącego odlewu. Ilość procesów technologicznych w procesach szybkiego prototypowania (Rapid Prototyping) odpowiada w praktyce liczbie producentów urządzeń do szybkiego wykonywania prototypów. Dla przemysłu odlewniczego znalazły zastosowanie procesy technologiczne, obejmujące procesy spiekania i sklejania warstw proszków i ciekłych materiałów. Poszczególne nazwy technologii przedstawiają najczęściej firmę producenta, stosującego swoje opatentowane opracowania. W artykule obliczano eksperymentalnie przewodność cieplną i pojemność cieplną form otrzymywanych metodą trójwymiarowego drukowania. Badano próbki wykonane na drukarkach dwóch producentów: ZCorporation (mieszanka ZCast) i ProMetal (mieszanka S15). Stwierdzono, że mieszanka ZCast ma przewodność prawie 1,3 razy mniejszą i pojemność cieplną prawie o 1,5 razy mniejszą w porównaniu do mieszanki S15. Informacje takie należy koniecznie rozpatrywać przy opracowywaniu technologii odlewania z zastosowaniem tych materiałów. Ocena optymalnych parametrów sterowania krystalizacją wlewków o różnych wymiarach geometrycznych. Ocenka optimal’nykh parametrov upravlenija kristallizaciej slitkov razlichnoj geometrii. Optimal Parameter Estimation of Crystallization Control for Ingots with Different Geometry. 20 Odlewnictwo Współczesne Autor: Tarasevich N.I. i in. Processy lit’ja 2009, nr 6, s. 71-74. Otrzymano analityczne zależności wiążące czas i szybkość krzepnięcia odlewów o prostych kształtach z grubością ścianki i intensywnością wymiany ciepła. Dane te stanowią podstawę komputerowego systemu prognozowania optymalnych parametrów odprowadzania ciepła do formy przy krzepnięciu odlewu o różnych grubościach ścianek i wyborze parametrów ocieplających lub ochładzających węzły cieplne w odlewach, zabezpieczających stałą prędkość krzepnięcia wzdłuż całej odprowadzającej ciepło powierzchni. Podano szereg danych pomagających w opracowaniu prawidłowej technologii formy dotyczących kinetyki krystalizacji, właściwości cieplnofizycznych materiałów formierskich i poprawności przygotowania algorytmów dla programów komputerowych. Oprogramowanie o szerokich możliwościach zastosowania gwarantujące uzyskiwanie dobrej jakości odlewów. Odlewnia Pinter Guss GmbH zdecydowała się na zastosowanie specjalistycznego oprogramowania TimeLine Guss. Software mit Mehrwert fuer „Qualitaet aus einem Guss”. Pinter Guss GmbH entscheidet sich fuer Branchensoftware TimeLineGuss. Software with broad application possibilities to ensure getting a good quality castings. Pinter Guss GmbH foundry decided to use specialized software TimeLine Guss. Autor: Volker A. Giesserei-Prax. 2009, nr 1-2 (Special), s. 40-44. Opisano praktyczne wykorzystanie nowoczesnego oprogramowania TimeLine Guss do zarządzania produkcją w odlewni. Oprogramowanie to zastosowała odlewnia Pinter Guss GmbH, która produkuje szeroki asortyment odlewów żeliwnych piasko- 21 wych i kokilowych, a także ze stopów aluminium w dużych i małych seriach. Oprogramowanie to służy nie tylko do zarządzania produkcją, które obejmuje przede wszystkim kontrolę przebiegu procesów technologicznych oraz kontrolę zużycia i przepływu surowców niezbędnych do produkcji, ale także do kontroli i optymalizacji pracy urządzeń produkcyjnych, a więc kontroli zużycia energii elektrycznej. Za pomocą oprogramowania TimeLine Guss firmy Gebauer GmbH można planować produkcję i przeprowadzać jej kalkulację. Zastosowanie oprogramowania poprawia jakość produkcji i zwiększa konkurencyjność odlewni na rynku. Oprogramowanie przeznaczone jest dla odlewni średniej wielkości. Wgląd we wskaźniki wydajności. Zastosowanie modułowego rozwiązania MES w odlewni aluminium. Produktivitaet im Blick. Einsatz einer modularen MES-Loesung in einer Aluminiumgiesserei. Insight into the efficiency rates. Using the modular MES solution in the aluminum foundry. Autor: Neubig N. Giesserei-Erfahrungsaust. 2009, nr 3, s. 26-29. W artykule przedstawiono produkcję felg ze stopu aluminium dla różnych producentów samochodów. Produkcję tę opisano pod kątem pracy wszystkich urządzeń i opisu przebiegu ciągów technologicznych, których przebieg i parametry pracy urządzeń są kontrolowane i rejestrowane za pomocą łączącego je w sieć systemu MES (Manufacturing Execution System – System sterowania produkcją). Przed zastosowaniem systemu MES praca urządzeń, robotów obsługujących produkcję, sterowanie produkcją, rejestracja parametrów poszczególnych centrów obróbki odbywała się „ręcznie”. Zastosowanie systemu MES w odlewni aluminium produkującej felgi pozwoliło na zwiększenie przejrzystości parametrów technologicznych produkcji Odlewnictwo Współczesne i parametrów urządzeń w gniazdach przeróbczych. System MES składa się z szeregu modułów ułatwiających zarządzanie przedsiębiorstwem. W artykule scharakteryzowano je krótko oraz opisano ich funkcje. System MES jest kompatybilny ze znanym systemem ERP służącym do zarządzania zasobami. 03. OCHRONA ŚRODOWISKA I BHP Wydzielanie się gazowego fenolu z rdzeni otrzymywanych w procesie "hot-box" i w procesie aminowym. Gazovydelenie fenola iz sterzhnej, poluchennykh po „gorjachim” jashhikam i Amin-processom. Research of phenol gassing from the cores made by Hot-box and Cold-box-amin processes on the stage of moulds pouring. Autor: Soljakov D.A. i in. Lit. Proiz. 2010, nr 2, s. 19-20. Opisano prace eksperymentalne nad porównaniem ilości wydzielającego się fenolu przy zalewaniu form z rdzeni wykonanych w procesie hot-box i w procesie cold-box-aminowym. Doświadczania polegały na wyżarzaniu próbek z tych mas rdzeniowych w pojemnikach kwarcowych, zawierających substancję pochłaniającą fenol. Określono ilości fenolu wydzielające się z obu mas w zależności od czasu i opisano je równaniem kwadratowym oraz przedstawiono na porównawczym wykresie słupkowym. Wydzielanie się fenolu z rdzeni hot-box ma „bardziej stromy”, ale i krótkotrwały charakter w porównaniu do rdzeni z procesu cold-box. Otrzymane dane mogą być wykorzystane przy obliczaniu niezbędnych mocy wentylatorów w systemie wentylacji hal odlewniczych. Instalacje odciągu pyłów i gazów w firmie Brookside Metal. Meeting future emission standards efficiently. Cast Metal a. Diecasting Times 2009, Vol. 11, nr 5, s. 31. Firma Brookside, producent wlewków ze stopów miedzi, zdecydowała się na zakup instalacji odciągowej pyłów i gazów dla 25-tonowego pieca obrotowego używanego do topienia złomu miedziowego. Instalacja została zaprojektowana i wyprodukowana przez firmę Dantherm Filtration. Instalacja odciągowa pyłów składa się z cyklonów wstępnego oczyszczania, filtrów i wentylatora odciągowego o wydajności 50 000 m3/h. Całość konstrukcji wytrzymuje temperaturę do 220°C. Filtry czyszczone są automatycznie pulsującym powietrzem. Ważną rolę w odciąganiu pyłów i gazów odgrywają cyklony, które wyhamowują pęd cząsteczek pyłów, usuwają je i chronią filtry przed uszkodzeniem. Opisano budowę i działanie poszczególnych urządzeń tej instalacji. 04. WYTYCZNE PROJEKTOWANIA TECHNOLOGII ODLEWNICZYCH Charakterystyczne cechy projektowania i stosowania oprzyrządowania przy wykonywaniu porowatych wytapianych modeli. Ob osobennostjakh proektirovanija i ispol’zovanija osnastki pri izgotovlenii poristykh vyplavljaemykh modelej. Preferences of application and peculiarities of projecting of press-accessory in process of porous investment pattern manufacturing in precision casting. Autor: Sapchenko I.G., Zhilin S.G., Evstigneev A.I. Lit. Proiz. 2010, nr 2, s. 26-31. W dzisiejszej dobie niezbędne jest otrzymywanie odlewów o skomplikowa- 22 Odlewnictwo Współczesne nych kształtach z wydłużonymi, cienkościennymi elementami o wysokiej dokładności wymiarowej i kształtowej. W praktyce grubość ścianki odlewów (1 mm i mniejsza) w metodzie wytapianych modeli można otrzymać tylko na niewielkiej długości cienkościennego odlewu. Opisano stosowane powszechnie metody produkcji wytapianych modeli i podkreślono wady tych procesów. W dalszej części rozpatrzono główne cechy procesu przygotowania dokładnych odlewów z porowatych wytapianych modeli. Modele takie otrzymywano poprzez prasowanie proszków jednorodnych i niejednorodnych zestawów modelowych o różnej lejności. Przedstawiono warianty powstawania kształtu modeli z uwzględnieniem sprężystego następstwa w reagowaniu po wykonaniu modelu, wynikającego z prasowania. Przedstawiono zalecane dane do projektowania press-form dla otrzymania modeli metodą prasowania proszków o modelowym składzie. Oprzyrządowanie wykonane metodą natryskiwania. Rapid Tooling, metoda wykonania oprzyrządowania produkcyjnego oparta na technice precyzyjnego natryskiwania. Gespruehte Werkzeuge. Rapid Tooling von Produktionswerkzeugen auf Basis der Spruehkompakttechnik. Equipment made by spraying method. Rapid Tooling, production tooling execution method based on the technique of precision spraying. Autor: Huebner K. Giesserei-Erfahrungsaust. 1+2, s. 12, 14-15. 2009, nr W Finlandii opracowano nową metodę Rapid Tooling (szybkiego wytwarzania oprzyrządowania), która bazuje na technice „precyzyjnego natryskiwania” (sprayforming), gdzie za pomocą neutralnego gazu (azotu) stopiona stal narzędziowa jest rozpryskiwana (cząsteczki rzędu od 10 do 200 mikrometrów) na podłoże i jednocześnie poddawana ekstremalnie szybkiemu chłodzeniu od 100 do 23 100 000oC/s. Dzięki temu powstaje jednorodna struktura. Uzyskana forma podobna jest do formy ceramicznej i odpowiada negatywowi wytwarzanego oprzyrządowania. Postępowanie jest podobne, jak w przypadku wykonywania form ceramicznych. Omówiono zastosowanie praktyczne nowej metody. Wykonane tą metodą formy są wytrzymałe, precyzja ich wykonania jest duża. Nowa metoda Rapid Tooling pozwala na szybsze wykonanie oprzyrządowania niż metody tradycyjne. Oszczędności stosowania nowej metody sięgają 50%. Wypełnianie formy o wielu wnękach i pionowej płaszczyźnie podziału ciekłym metalem. Remplissage de moules multi-empreintes a joint vertical. Liquid metal filling of multi cacvity vertically parted molds. Autor: Chiesa F., Duchesne B., Lanicot F. Homm. e. s. 9-17. Fond. 2009, nr 398, Proces wypełniania formy o pionowym podziale i o czterech wnękach stopem AlSi7Mg0,3 w temperaturze 750°C został zarejestrowany przez 21 czujników umieszczonych wewnątrz przestrzeni formy. Układ wlewowy został obliczony tak, aby zapewnić wypełnianie formy w czasie 6 sekund. Zastosowano tu równania podstaw mechaniki cieczy rządzącymi przepływem cieczy nielepkich po zastosowaniu empirycznego „współczynnika tarcia”. Aby zapewnić powtarzalność prób dla 8 wytopów próbnych, zastosowano kadź z zatyczką. Trzy wytopy wykonano bez stosowania filtra 10 ppi, normalnie umieszczonego w górnej części wlewu głównego. Aby sprawdzić poprawność przeprowadzonej symulacji, zastosowano oprogramowanie handlowe do modelowania procesu wypełniania formy z filtrem i bez filtra. Symulacja pozwoliła otrzymać jasny obraz przebiegu i kształtowania się swobodnej powierzchni ciekłego metalu oraz ocenić Odlewnictwo Współczesne prawdopodobieństwo powstawania wad związanych z zasysaniem powietrza i turbulencjami. 05. TECHNOLOGIA ODLEWANIA DO FORM WYKONANYCH Z ZASTOSOWANIEM OGNIOODPORNEJ OSNOWY ZIARNOWEJ Stanowisko regeneracji mechanicznej w zakładach Swan Foundry. Sand reclamation plant proves its worth. Cast Metal a. Diecasting Times 2010, Vol. 12, nr 1, s. 35. Firma Richards, produkująca formy z mas samoutwardzalnych ze szkłem wodnym utwardzanych CO2, od roku 1986 posiada kombinowane stanowisko regeneracji złożone z kruszarki, regeneratora termicznego, mechanicznego i chłodziarko-klasyfikatora. Było to pierwsze stanowisko regeneracji kombinowanej w Anglii. Opisano jego działanie. Stanowisko to pracowało w zakładzie przez 20 lat i pozwalało przez wiele lat uzyskiwać regenerat o zawartości Na20 < 0,6%. Ostatnio jednak poziom Na20 podniósł się do 0,8%, co pozwoliło na stosowanie go do produkcji świeżej masy formierskiej w ilości tylko do 75%. Skłoniło to firmę do zmodyfikowania linii regeneracji i dodatkowego zakupu nowego stanowiska regeneracji mechanicznej firmy Omega (model USR 5-2) o wydajności 5 ton regeneratu/h. Dzięki nowej inwestycji poziom Na20 w regeneracie waha się od 0,35 do 0,45%, co umożliwia stosowanie go w masach świeżych w ilości 100%. O termofizycznych właściwościach magnetycznie miękkich materiałów formierskich i magnetycznych form. O termofizicheskikh kharakteristikakh magnitomjagkikh formovochnykh materialov i magnitnykh form. On the Thermophysical Characteristics of Magnetically Soft Molding Materials and Magnetic Molds. Autor: Levshin G.E., Pavljuk K.I. Lit. Proiz. 2010, nr 2, s. 32-36. Analizowano i ustalono przyczyny niezadowalającej dokładności w określaniu właściwości termofizycznych magnetycznych materiałów formierskich i form magnetycznych, decydujących o obliczeniowych metodach przegrzania form. Przedstawiono liniowe modele matematyczne umożliwiające obliczenie stopnia przegrzania form magnetycznych w zależności od temperatury. W artykule można znaleźć szereg opublikowanych w literaturze parametrów nagrzewania się materiałów magnetycznych i opis zjawisk zachodzących w czasie nagrzewania form magnetycznych i charakterystyczny dla nich przebieg procesów cieplnych. Specjalne materiały formierskie – podstawowe materiały formierskie dla nowoczesnej produkcji form i rdzeni. Spezialsande - Formgrundstoffe fuer die moderne Kern- und Formherstellung. Special moulding materials – the basic materials for modern manufacturing foundry moulds and cores. Autor: Recknagel U., Dahlmann M. Giesserei Rund. 2009, Jg. 56, H. 1/2, s. 6-17. Opisano specjalne materiały formierskie posiadające właściwości, dzięki którym możliwa jest produkcja skomplikowanych odlewów przy ograniczonej obróbce wykańczającej. Obok znanych mas cyrkonowych i chromitowych opisano także inne, które pozwalają na wykonanie dobrej jakości odlewów. Artykuł zawie- 24 Odlewnictwo Współczesne ra dwa istotne zestawienia tabelaryczne, a mianowicie pierwsza tabela zawiera informacje jakiego rodzaju materiały formierskie specjalne są najbardziej odpowiednie do wykonania różnych typów odlewów, natomiast druga (w formie załącznika) − o właściwościach fizycznych omawianych specjalnych materiałów formierskich. Charakterystyka omawianych materiałów formierskich ilustrowana jest także za pomocą wykresów. W tabeli zestawiono także informacje do jakich metod formowania nadają się omawiane specjalne materiały formierskie. Pod pojęciem materiały specjalne (z wyjątkiem piasku kwarcowego) rozumie się wszystkie minerały o zastosowaniu przemysłowym, które jako podstawowe materiały formierskie, z wykorzystaniem powszechnie stosowanych w odlewnictwie spoiw, służą do wykonywania form i rdzeni. Redukcja siarki w technologii no-bake. Die Schwefelreduktion beim Nobake Verfahren. Sulphur reduction in no-bake technology. Autor: Psimenos A.-Ch., Scheitz W., Eder G. Giesserei Rund. 2009, Jg. 56, H. 1/2, s. 2-6. Artykuł dotyczy oceny żywic do technologii wykonywania form i rdzeni – nobake. Celem artykułu jest opracowanie i zdefiniowanie skomplikowanych procesów kondensacji żywic no-bake, a szczególnie określenie na prostych przykładach roli i wpływu zastosowanego utwardzacza pod kątem powstawania SO2. Podjęto próbę łatwego wyjaśnienia zależności występujących pomiędzy różnymi parametrami zastosowanego, zawierającego siarkę, utwardzacza. Omówione przykłady powinny pokazać zalety i wady żywic no-bake i pozwolić na lepszą ich ocenę. 25 Dobór technologii wykonywania mas formierskich i rdzeniowych. Back to basics: sand casting’s range. Eng. Cast. Solutions 2009, Vol. 11, nr 1, s. 34-37. Proces wytwarzania mas formierskich i rdzeniowych dzieli się na wykonywanie mas klasycznych (masy z bentonitem) i wykonywanie mas wiązanych chemicznie. Masy wiązane chemicznie można z kolei podzielić na 3 grupy: samoutwardzalne, utwardzane przez przedmuchiwanie gazami aktywnymi oraz utwardzane na gorąco. Wymienione powyżej sposoby (technologie) wykonywania mas posiadają pewne wymagania, możliwości stosowania, jak również wady i zalety, dlatego bardzo ważna jest umiejętność dopasowania danej technologii formowania do wymagań stawianych odlewom. Omówiono każdą z ww. technologii oddzielnie, pod kątem wielkości odlewów, możliwości automatyzacji procesu, grubości ścianek odlewów, tolerancji wymiarowych, jakości powierzchni (chropowatość), pokryć, grubości ścianki odlewu i możliwej wielkości produkcji. Zestawiono tabelarycznie i porównano wymienione powyżej możliwości 5 procesów wykonywania mas formierskordzeniowych. Erozja formy odlewniczej. Przyczyny powstawania, sposoby zapobiegania. Ehrozija litejnoj formy. Prichiny obrazovanija, sposoby preduprezhdenija. Mold Erosion, its Causes and Methods of Prevention. Autor: Chernyshov E.A. i in. Lit. Proiz. 2009, nr 7, s. 21-23. W artykule analizowano podstawowe czynniki wpływające na erozję formy odlewniczej i metody zapobiegania jej niekorzystnych skutków. Sprecyzowano i rozszerzono pojęcie „erozja formy odlewniczej”. Nowe, naukowe podejście, równocześnie z rozwojem procesów technologicznych, pozwoliły prowadzić badania nad okre- Odlewnictwo Współczesne śleniem właściwości formy odlewniczej przy opracowaniu jej poszczególnych elementów z uwzględnieniem procesów erozji. Erozyjną odporność określa się, przede wszystkim, naturą spoiwa i poziomem właściwości innych materiałów formy. Ważna jest wysoka odporność termiczna formy i określające ją parametry. Zdolność do deformacji charakteryzuje zdolność powierzchniowych warstw formy do zmieniania swoich objętości przy oddziaływaniu termicznym stopu i związanymi bezpośrednio z procesami wymiany ciepła, strukturalnymi i fazowymi przemianami w zagęszczonej masie. Deformacja formy w procesie zalewania i chłodzenia stopu prowadzi do powstawania pęknięć i w konsekwencji erozji formy. Metodyka oceny odporności erozyjnej formy z zastosowaniem technologicznej próby jest zastrzeżona rosyjskim patentem. Pozwala ona porównać odporność erozyjną formy przy różnych stosowanych spoiwach i zmieniać parametry zalewania w zależności od warunków produkcji. Zalety procesu przygotowania szkła wodnego z suchego koncentratu. Preimushhestva prigotovlenija zhidkogo stekla iz sukhogo koncentrata. The Advantages of Water Glass Preparation from Dry Concentrate. Autor: Obrezkov V.V. i in. Lit. Proiz. 2009, nr 7, s. 18-20. Nowa, szybka metoda przygotowania szkła wodnego z suchego koncentratu ma szereg zalet w porównaniu do tradycjach technik jego przygotowania. Jest to proces uniwersalny, pozwalający szybko przygotować dowolną objętość tego spoiwa o dowolnym module i gęstości, nie są wymagane przy tym autoklawy parowe. Szkło wodne otrzymywane z suchego koncentratu wykazuje nowe właściwości, takie jak: dużą szybkość wiązania, podwyższoną odporność cieplną, lepszą wybijalność z odlewów. Gotowe szkło wodne stosuje się zarówno w stanie gorącym od razu po przygotowaniu, jak i po jego ochłodzeniu dla różnych celów zarówno w przemyśle odlewniczym, jak i metalurgicznym. 06. TECHNOLOGIA ODLEWANIA KOKILOWEGO I NISKOCIŚNIENIOWEGO Wpływ kompleksowego modyfikowania żeliwa na właściwości odlewów kokilowych. Vlijanija kompleksnogo modificirovanija chuguna na svojstva kokil’nykh otlivok. Investigation of Effect of Complex Cast Iron Inoculation on the Structure and Properties of Chill Castings. Autor: Afonaskin A.V. Lit. Proiz. 2010, nr 2, s. 7-9. W warunkach produkcyjnych, bez względu na to, że kompleksowa modyfikacja odlewów kokilowych może spowodować otrzymywanie odlewów bez zabielenia, stosuje się zwykle wyżarzanie odbielające. Jednak bez względu na długość stosowanego procesu wyżarzania zwykle pozostaje w strukturze pewna ilość nierozpuszczonych węglików. Podobne zjawisko występuje w żeliwie ciągliwym. W artykule określono optymalny czas wyżarzania dla rozpuszczania się węglików i ledeburytu w zabielonych odlewach kokilowych, a następnie wyjaśniono, że z punktu widzenia metaloznawstwa powstawanie węglików resztkowych jest wynikiem nadmiernej koncentracji chromu i manganu. Są one zwykle obecne we wsadzie, nawet w ilościach resztkowych. Analiza tych zjawisk skłania do intensyfikacji poszukiwań bardziej efektywnych metod modyfikacji odlewów kokilowych. Porównano wyniki obrabialności odlewów po modyfikacji i po wyżarzaniu odbielającym. 26 Odlewnictwo Współczesne 07. TECHNOLOGIA ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO Czynniki o decydującym znaczeniu. Stale do pracy na gorąco do odlewania ciśnieniowego. Konstrukcja wytwarzanie i dotrzymanie wymiarów w formach ciśnieniowych. Von entscheidender Bedeutung. Warmarbeitsstaehle fuer Druckgiessen. Konstruktion Herstellung und Masshaltigkeit von Druckgiessformen. The critical factors. Steels to hot work for die casting. The production design and keeping the dimensions in the pressure moulds. Autor: Zwick G. Giesserei-Erfahrungsaust. 1+2, s. 28-31. 2009, nr W odlewie ciśnieniowym ze stopu aluminium koszty łączne formy ciśnieniowej wynoszą 10-20% kosztów gotowego odlewu. Koszty stali na formy to 10-15% całkowitych kosztów formy ciśnieniowej. Przy konstruowaniu formy istotne znaczenie ma kształt odlewu. O trwałości formy ciśnieniowej decydują także czynniki o charakterze konstrukcyjnym, jak na przykład: równomierne przejście z jednej grubości ścianki do drugiej; wszystkie zakrzywienia powinny być wykonane przy uwzględnieniu możliwie dużego promienia; wlew powinien być oddalony od ścian; kanały chłodzące powinny gwarantować równomierną temperaturę na powierzchni formy; ściany formy i otwory powinny być gładkie, aby zapobiegać pękaniu; należy unikać występowania naprężeń w wyniku różnic temperatury (między układami chłodzącymi a powierzchnią formy); konstrukcja formy powinna być taka, aby zagwarantowane było poprawne jej wypełnienie; przelewy powinny być usytuowane w miejscach, w których dopuszczalne jest zakłócenie przepływu metalu. To tylko niektóre czynniki konstrukcyjne decydujące o trwałości formy. Istotne znaczenie ma także rodzaj zastosowanej stali na formy. Należy ograniczyć występowanie wszel- 27 kich szkodliwych domieszek, jak: siarka, tlen, siarczki magnezu, należy ograniczać także występowanie węglików. Na formy ciśnieniowe stosuje się stale do pracy na gorąco o dużej czystości, np. Dievar, Vidar Superior, Orvar Supreme czy QRO 90 Supreme. Omówiono obróbkę mechaniczną, cieplną i obróbkę powierzchni tych stali i ich zastosowanie na formy ciśnieniowe. Szybsze i bardziej równomierne wyrównywanie temperatury form ciśnieniowych. Wpływ modyfikacji kanałów chłodzących na warunki termiczne panujące w formach ciśnieniowych. Schnell und gleichmaessig temperiert. Einfluss von Modifizierungen der Kuehlkanaele auf das thermische Verhalten von Druckgiessformen. Faster and more uniformly equalizing temperature of pressure moulds. The effect of the cooling channels modification on the thermal conditions prevailing in the pressure mould. Autor: Weise J. i in. Giesserei-Erfahrungsaust. 1+2, s. 32-39, 41. 2009, nr W ramach europejskiego projektu Foinmoulds zbadano wpływ wkładek z pian metalowych na cieplne zachowanie się urządzeń (oprzyrządowania) do nadawania kształtu. W przypadku form ciśnieniowych istotą było zastosowanie metalowych wkładek wysokoporowatych w kanałach chłodzących. Przeprowadzone badania laboratoryjne i na formach stosowanych w przemyśle pokazały, że zastosowanie materiałów komórkowych w postaci wkładek poprawia przepływ ciepła, a tym samym przyspiesza wyrównanie temperatury w formach ciśnieniowych. W ramach projektu badano wpływ pian metalowych stosowanych w formach ciśnieniowych na ich termiczne „zachowanie się”. Badano różnego typu materiały wysokoporowate. Główny nacisk położono na zbadanie wpływu metalowych materiałów porowatych na przepływ ciepła w kanałach chłodzących. Omówiono badania następujących Odlewnictwo Współczesne pian metalowych: stalowo-aluminiowych, pian aluminiowych oraz piany składającej się z niklu i nadstopu (Ni 60%, Cr 20% i {Fe, Mo, Nb}). Piany te scharakteryzowano pod kątem właściwości mechanicznych i przewodnictwa cieplnego. Najistotniejszą wielkością dla docelowego ich stosowania jest ich opór przepływu, który zależy od ich porowatości. Przeprowadzono także badania pod kątem możliwości przemysłowego zastosowania tych pian. Badania pozwoliły na wyciągnięcie następujących wniosków: stosowanie pian metalowych w kanałach chłodzących jest korzystne, ich stosowanie nie zwiększa nadmiernie kosztów form ciśnieniowych. Odlew z metalu lekkiego uczy latać. Odlewanie ciśnieniowe elementów samolotów z metali lekkich. Leichtmetallguss lernt fliegen. Druckgiessen von Leichtmetall-Flugzeugteilen. Light metal casting learns to fly. Aircraft parts die casting of light metal. Autor: Meister A. Giesserei-Erfahrungsaust. 1+2, s. 4-5. 2009, nr Artykuł dotyczy wykonywania lekkich odlewów ciśnieniowych na potrzeby lotnictwa. Odlewnia firmy „ae group” opracowała nowy opłacalny proces wykonywania lekkich i wytrzymałych odlewów ciśnieniowych. Odlewy te wykonywane są ze stopu typu EN AC-AlSi9Cu3 lub typu ENACAlSi10Mg(Fe). Stop tego typu z powodzeniem zastępuje nie tylko tworzywo sztuczne wzmacniane włóknami, ale i stopy magnezu. Można z niego wykonywać odlewy o cienkich ściankach, które sprawdzają się w testach uderzeniowych. Ich wydłużenie wynosi 10%. W artykule przedstawiono przykłady odlewów z tego stopu stosowanych, np. w samolotach typu Boeing, Airbus. Przykładami takich odlewów są: stopy do siedzeń samolotów, elementy oparcia (dotychczas wykonywane z blachy). Firma dostarcza także podzespoły dla przemysłu motoryzacyjnego. Optymalizacja procesu odlewania wysokociśnieniowego z zastosowaniem symulacji. Optimization of HPDC process using flow simulation − case studies. Autor: Pari A. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 4, s. 24-28. W roku 2006 firma indyjska CRP Pvt. Ltd zdecydowała się na wprowadzenie symulacji komputerowej procesu odlewania wysokociśnieniowego (High Pressure Die Casting) w celu optymalizacji procesu wytwarzania odlewów ciśnieniowych. Przeprowadzone została szczegółowa analiza przewidywanego do zastosowania sprzętu komputerowego pod kątem jego dokładności, elastyczności, łatwości użycia, szybkości itp. W artykule przedstawiono badania z zastosowaniem symulacji komputerowej, mające na celu optymalizację procesu HPDC w następujących zagadnieniach: konstrukcji układu wlewowego i przelewów, zmniejszenia kosztów produkcji, przewidywania miejsc występowania porowatości, wydłużenia żywotności form i projektów alternatywnych. Opisano i przeanalizowano (rysunki symulacji) badania dotyczące każdego z ww. zagadnień. Ukryte serce odlewania ciśnieniowego. The hidden heart of die casting. Autor: Robbins P. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 5, s. 10-12. Częścią systemu tłoczenia ciekłego metalu do formy ciśnieniowej jest tuleja wlewowa i tłok. Ze względu na nieprzerwany i powtarzalny charakter pracy tłoka, części te należą do najbardziej eksploatowanych elementów maszyny ciśnieniowej. Dlatego muszą być bardzo dobrze zaprojektowane i precyzyjnie wykonane z materiału o odpowiednich parametrach wytrzymałościowych. Przedstawiono i umotywowa- 28 Odlewnictwo Współczesne no zalecenia niezbędne w wykonaniu tulei wlewowej i tłoka maszyny ciśnieniowej, a dotyczące: wielkości szczeliny pomiędzy tuleją a tłokiem; rozszerzalności cieplnej materiału, z którego wykonane są te elementy; temperatury pracy; grubości ścianki tulei wlewowej; zużycia tulei; materiału stosowanego na tłok (nowy pierścień tłoka typu AMP); sposobu smarowania; ilości smaru i sposobu jego dozowania. Forma ciśnieniowa i smarowanie tłoka oraz pierścieni tłoka. Die & Plunger lubrication and plunger tips. Autor: McClintic B. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 5, s. 14-17. System smarowania form ciśnieniowych i tulei wlewowych zimnokomorowych maszyn ciśnieniowych, stosowanych w odlewaniu stopów aluminium i magnezu, jest prowadzony różnymi metodami. Przedstawiono sposoby nanoszenia smarów mokrych i suchych na formę ciśnieniową i działania w przypadku zmiany sposobu nanoszenia smaru, np. z ręcznego na automatyczny. W tabelach porównano wydajność ręcznego i automatycznego smarowania, z których wynika, że automatyczny sposób smarowania formy jest bardziej ekonomiczny. Omówiono parametry mechaniczne tulei wlewowej i tłoka, aby praca maszyny ciśnieniowej przebiegała prawidłowo. Omówiono rodzaje (suche, mokre na bazie wody i benzyny) i zastosowanie smarów do smarowania tulei wlewowej i tłoka. Przedstawiono sposób przedłużający żywotność pierścienia tłoka. Opłacalność konserwacji, jakość a ochrona środowiska: jak smarowanie tłoka może pomóc. Preserving profitability, quality & the environment: how plunger lubricants can help. Autor: Natesh G. 29 Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 5, s. 22-25. Opisano mechanizm powstawania porowatości i plam w odlewach ciśnieniowych spowodowanych stosowaniem smarowania pierścienia tłoka oraz mechanizm działania i wpływu na środowisko smarów wykonanych na bazie wody, wosku, z dodatkiem grafitu lub bez jego dodatku. Zaprezentowano badania dotyczące opracowania nowej generacji smarów: grafitowych na bazie oleju, w których pomimo upływu czasu nie segreguje grafit i smar jest przez cały czas jednorodny, smaru o ograniczonej palności i spalaniu, którego właściwości palne porównano z tradycyjnie stosowanymi smarami oraz nowego smaru o zminimalizowanej ilości produktów spalania. Opisano próby zastosowania tych smarów w dwóch zakładach przemysłowych. Czy modyfikacja powierzchni formy wpłynie na poprawę jej żywotności? Can surface modification provide longer mold life? Autor: Iyengar R.K. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 5, s. 36-38. Na żywotność powierzchni formy ciśnieniowej ma wpływ wiele czynników, takich jak: pęknięcia, korozja, erozja, utlenianie i inne. W celu poprawy właściwości powierzchni formy i jej żywotności oraz zminimalizowania czasu naprawy formy i przestoju maszyny, stosowane są różnego rodzaju powłoki zabezpieczające. W zależności od sposobu ich osadzania na powierzchni formy wyróżnia się metody chemiczne (CVD) i fizyczne (PVD) – (chemical and physical vapour deposition), nanoszenie sprayem powłoki termoodpornej lub nanoszenie powłok za pomocą techniki laserowej lub elektroiskrowej (ESD – electrospark deposition). Przedstawiono metodę ESD nanoszenia powłoki na powierzchnię formy, mechanizm jej działania oraz zalety metody. Opisano mechanizm Odlewnictwo Współczesne powstawania różnego rodzaju uszkodzeń powierzchni form ciśnieniowych wykonanych w różnych materiałów oraz wpływ różnego rodzaju obróbki cieplnej na ich zapobieganie. Zastosowanie technologii Semi-Solid do wykonywania odlewów ciśnieniowych. Semi-Solid diecasting produces solid components. 08. TECHNOLOGIA ODLEWANIA PRECYZYJNEGO. PRASOWANIE W STANIE CIEKŁYM. ODLEWANIE W FORMACH SKORUPOWYCH Badania mikrostruktury i właściwości warstwy powierzchniowej utworzonej na powierzchni stopu Mg odlewanego z zastosowaniem modeli zgazowanych. Mod. Casting 2009, Vol. 99, nr 9, s. 50. Study on microstructure and properties of Mg-alloy surface alloying layer fabricated by EPC. Firma IRDA Group SRL z Travaliato we Włoszech, w oparciu o patent Instytutu Technologii w Massachusetts, wykonała próby zastosowania technologii odlewania ciśnieniowego stopów aluminium w stanie semi-solid otrzymanym poprzez reokasting (SSR – semi-solid-rheocasting). Porównanie właściwości tak odlanych próbek z próbkami również odlewanych ciśnieniowo, ale z metalu topionego tradycyjnie pozwala na stwierdzenie, że nowa technologia daje szereg istotnych korzyści, w tym przede wszystkim: zmniejszenie porowatości, po zastosowaniu obróbki cieplnej (T6 lub T5) możliwość spawania, zwiększenie dokładności wymiarowej (odlewanie na gotowo), możliwość wykonywania odlewów cienkościennych i inne. Przeprowadzone zostały również pozytywne próby wykonywania odlewów obudowy filtra pompy i zębatki kierowniczej. Opisano przebieg prób. China Foundry 2010, Vol. 7, nr 1, s. 13-18. Opisano przebieg eksperymentu polegającego na umieszczeniu modelu styropianowego, powleczonego pokryciem stopowym (zawierającym m.in. puder aluminiowy) w pojemniku z piaskiem podłączonym do urządzenia próżniowego. Po zalaniu metalem (stop Mg), na skutek temperatury metalu i zadanych warunków eksperymentu, pokrycie zaczęło się topić i reagować z podłożem, tworząc nową warstwę powierzchniową stopu, która poddana została badaniom. Stwierdzono, że pomimo pozytywnych wyników, badania powinny być kontynuowane dla wyjaśnienia mechanizmu, termodynamiki i kinetyki zjawiska. Ponadto stwierdzono, że grubość pokrycia nanoszonego na model styropianowy ma wpływ na mikrostrukturę powstałej warstwy oraz że mikrotwardość tej warstwy wynosi HV150 i posiada tendencję degresyjną od powierzchni do środka metalu. Dokładność masy odlewów przy odlewaniu z wytapianych modeli. Tochnost’ massy otlivok v lit’e po vyplavljaemym modeljam. Castings Mass Accuaracy for Lost Wax Casting. Autor: Repjakh S.I., Khrychikov V.E. Processy lit’ja 2010, nr 1, s. 47-54. 30 Odlewnictwo Współczesne Celem pracy było określenie, w jakim stopniu wpływają parametry odlewów z żaroodpornych stopów niklu gatunków ŻS-6K i WŻ36L (których skład chemiczny przedstawiono tabelarycznie) odlewanych w procesie wytapianych modeli na dokładność masy odlewów. W artykule znaleźć można kompletne studium na temat wpływu poszczególnych parametrów odlewu na odchyłki wymiarowe i dokładność masy odlewów. Na przykład przedstawiono wzór na maksymalną i minimalną gęstość omówionych żaroodpornych stopów niklu, niemających ani wtrąceń niemetalicznych ani jamy usadowej i porowatości gazowych w temperaturze pokojowej. Następnie podano wzory na maksymalne odchyłki gęstości stopu od jej średniej wielkości. W podsumowaniu artykułu stwierdzono, że obliczone wartości odchyłek dla omawianych odlewów z tych stopów przewyższają wielkością dopuszczalne odchyłki wskazane w normie GOST 26645. Wykazano w ten sposób, że norma ta jest niedopracowana i nie określa we właściwy sposób wymagań dotyczących dokładności odlewów. Stwierdzono także, że dokładność masy odlewów zależy od dokładności wymiarowej i wzrasta ze zwiększeniem dokładności wymiarowej odlewów, jak również ze wzrostem modułu chłodzenia odlewu. Technologia wykonywania odlewanych kul mielących metodą odlewania ze zgazowywanych modeli poprzez zalewanie grawitacyjne do form próżniowych. Tekhnologija izgotovlenija litykh meljushhikh sharov metodom lit’ja po gazificiruemym modeljam (lgm-process) gravitacionnoj zalivkoj v vakuumiruemye formy. Technology of making of the cast grindings balls method of casting on the installed gas models (Lost-foam-process) by gravitation inundation in Vacuum-forms. Autor: Belousova E.P., Shinskij I.O. Processy lit’ja 2010, nr 2, s. 36-41. 31 Na wstępie analizowano stosowane metody otrzymywania mielników, w tym stosowane procesy odlewania i podano wskaźniki ekonomiczne tych procesów. W FTIMS NAN Ukrainy opracowano proces technologiczny otrzymywania odlewów kul mielących, o średnicach 25 i 90 mm z żeliwa chromowego, metodą odlewania do form ze zgazowywanych modeli ze spienionego polistyrenu przez zalewanie grawitacyjne do form próżniowych. Linię produkcyjną procesu opisano w artykule i przestawiono na schematach obejmujących wykonywanie modeli, form i proces zalewania. Uzysk dobrych odlewów wynosi ponad 90%, a więc jest dużo wyższy w porównaniu do uzysku odlewów przy odlewach kokilowych. 09. INNE TECHNOLOGIE ODLEWANIA Zastosowanie symulacji komputerowej do optymalizacji zbieżności formy do ciągłego odlewania stali. Mould taper optimization for continuous casting steels by numerical simulation. Autor: Wang Tongmin i in. China Foundry 2010, Vol. 7, nr 1, s. 61-67. Przedstawiono założenia do opracowania modelu matematycznego krzepnięcia i skurczu wlewków stalowych o przekroju okrągłym i kwadratowym. Do opracowania symulacji komputerowej wykorzystano program ANSYSTM. Opisano sposób prowadzenia obliczeń i analizę wyników. Symulacja wykazała, że zawartość węgla w stali, temperatura zalewania, szybkość zalewania i kształt wlewków mają wpływ na krzepnięcie i skurcz wlewków. Na podstawie wyliczonych krzywych skurczu opracowano i zoptymalizowano zbieżności formy dla obu rodzaju wlewków. Pozwoliło to na poprawę żywotności formy, która była porównywalna z żywotnością importowanych form, a nawet lepsza. Odlewnictwo Współczesne Trzystrefowe sterowanie odlewniczo-technologicznym systemem odlewania odśrodkowego odlewów bimetalicznych. Trekhzonnoe upravlenie litejno-tekhnologicheskoj sistemoj centrobezhnogo lit’ja bimetallicheskikh otlivok. Automatic Control Technological System of the Centrifugal Castings of the Bimetallic Pipes. Autor: Rusakov P.V., Bogdan K.S. Processy lit’ja 2010, nr 1, s. 55-62. Sformułowano koncepcję technologiczno systemu odlewania odśrodkowego odlewów bimetalicznych na podstawie teorii budowy układów elektromechanicznych ze sterowaniem automatycznym trzystrefowym. Ustalono nowe właściwości wynikające z trzystrefowej struktury sterowania, która zapewnia adaptację sterowania nadzorowanymi stopami. Przeprowadzone badania walców bimetalicznych w pełni potwierdziły techniczną i ekonomiczną efektywność realizacji opisanej metody sterowania i oprzyrządowania dla odśrodkowego odlewania. Otrzymano odlewy o wyższej dokładności wymiarowej i masowej. Korekta zadanych porcji metalu dla stopów warstwy wewnętrznej i zewnętrznej w każdym cyklu odlewania pozwala zmniejszyć prawdopodobieństwo powstawania wadliwych odlewów ze względu na wady w połączeniu obu warstw odlewu. Dzięki określeniu momentu początku zalewania drugiej warstwy, w optymalnej dla danej pary stopów temperaturze powierzchni pierwszego stopu, można zmniejszyć straty produkcji poprzez zmniejszenie dodatków na obróbkę mechaniczną odlewów bimetalicznych. 10. TOPIENIE Piec tyglowy turbo-indukcyjny dla otrzymywania stopów specjalnych. Turboindukcionnaja tigel’naja pech’ dlja poluchenija special’nykh splavov. Crucible Turboinduction Furnace for Making Special Alloys. Autor: Luzgin V.I. i in. Lit. Proiz. 2010, nr 3, s. 31-33. Opisano warianty konstrukcji indukcyjnych pieców do topienia o różnym rozmieszczeniu induktorów, a także opisano piec tyglowy turbo-indukcyjny, łączący w jednym agregacie kilka funkcji. Przedstawiono kilka przykładów nowoczesnych pieców indukcyjnych. Między innymi piec, w którego konstrukcji dolna część bocznej powierzchni zajęta jest przez elektromagnetyczny mieszalnik stopu, a górna część – przez zwykły induktor nagrzewający piec. Podkreślono przy tym korzystny wpływ wprowadzenia możliwości przemieszania metalu na prędkość niektórych zabiegów metalurgicznych, takich jak: oczyszczanie metalu z wtrąceń tlenków czy stali z wtrąceń niemetalicznych. Wymieniony wyżej piec turbo-indukcyjny w dolnej części zawiera klasyczny induktor, jednak tygiel posiada dużo wyższy stosunek średnicy i wysokości. W górnej części agregatu znajduje się szeroka wanna z umieszczonym na zewnątrz mieszalnikiem, przy czym jego aktywne części rozmieszczone są w płaszczyźnie poprzecznej oraz okrężnej, co korzystnie wpływa na powstawanie leja na powierzchni ciekłego metalu. W początkowym wariancie grzejący induktor zasilany jest prądem sieciowej częstotliwości, ale dla utworzenia kierunkowego osiowego ruchu metalu zmienia się częstotliwość prądu. Piece do topienia aluminium dla odlewni ciśnieniowej. Aluminium - Schmelzoefen fuer die Druckgiesserei. 32 Odlewnictwo Współczesne Aluminum melting furnaces for die casting foundries. Autor: Malpohl K., Hillen R. Druckguss 2009, nr 1, s. 29-37. Artykuł dotyczy topienia i przygotowania ciekłego metalu (aluminium) na potrzeby odlewni ciśnieniowych pod kątem stosowanych pieców do topienia. Omówiono zagadnienie kosztów pracy odlewni, w których topienie stanowi najbardziej znaczącą pozycję. Poziom zużycia energii jest znaczny, ale bardzo zróżnicowany i zależy od wyboru sposobu topienia. Znaczenie ma tu nie tylko sprawność urządzenia topialnego, ale także koszty eksploatacji urządzenia i napraw. Duże znaczenie w procesie topienia i wytrzymywania ciekłego metalu ma jakość dostarczonego metalu. Możliwość przeprowadzenia kontroli metalu w topialni jest ograniczona. Zaleca się stosowanie sprawdzonych, w warunkach danej odlewni, metod topienia, aby otrzymywać odlewy dobrej jakości. Metal do topienia dostarczany jest głównie w postaci gąsek lub złomu obiegowego. Do przetapiania aluminium stosuje się zarówno piece elektryczne, jak i opalane gazem. Do wytrzymywania zaleca się stosować piece elektryczne. Następnie omówiono zastosowanie i eksploatację pieców stosowanych w odlewni ciśnieniowej: piece tyglowe, piece szybowe, omówiono zagadnienie uzysku metalu w aspekcie kosztów, zagadnienia energetyczne i możliwości ograniczenia zużycia energii. Omówiono zagadnienie jakości ciekłego metalu, możliwości jej oceny metodą podciśnienia (wyznaczanie indeksu gęstości DI). Omówiono zastosowanie pieców do topienia wiórów oraz zarządzanie eksploatacją pieców w odlewni. Nowa masa ogniotrwała na sucho do szybkiego stosowania: rozwiązanie pozwalające na zmniejszenie zużycia energii i czasu przestoju wyposażenia dla kadzi do przewożenia metalu w odlewni. Pise sec de mise en oeuvre rapide: une solution de reduction de consommation 33 d’energie et de temps d’immobilisation des equipements pour poches de transfert en fonderie. Quick dry vibratable for reduced energy consumption and production downtime for foundry ladles and tundishes. Autor: Krausz I. i in. Homm. e. s. 18-29. Fond. 2009, nr 398, Opracowano nową masę ogniotrwałą o nazwie firmowej CALDE - MIX HA 55 Z, przeznaczoną specjalnie do naprawy wyłożenia kadzi do transportu ciekłych stopów żelaza. Wiele prób przeprowadzonych w różnych odlewniach wywołało zainteresowanie odlewników w zakresie możliwości nakładania wyłożenia i napraw kadzi. W artykule przedstawiono dwa przykłady zastosowania tej masy w odlewniach szwedzkich. Omówiono korzyści, jakie można uzyskać po wprowadzeniu tego nowego materiału ogniotrwałego w aspekcie czasu, dysponowania urządzeniem, zużycia energii i łatwości wykonywania remontów. Zastosowano modelowanie za pomocą metody elementów skończonych, aby sprawdzić słuszność pomiarów przemysłowych temperatury metalu i zobrazować zyski w aspekcie zmniejszenia strat termicznych przy stosowaniu omawianej masy w kadziach do przewożenia metalu. Obróbka elektrofizyczna stopów układu Al-Si na stanowiskach magnetodynamicznych. Ehlektrofizicheskaja obrabotka splavov sistemy aljuminij-kremnij v magnitodinamicheskikh ustanovkakh. Electrophysical Processing of AluminiumSilicon Alloys in the Magnetodynamic Installations. Autor: Dubodelov V.I. i in. Processy lit’ja 2009, nr 6, s. 35-43. Ze względu na korzystne właściwości i rozpowszechnienie stopów aluminium Odlewnictwo Współczesne prowadzone są stale prace nad możliwością podwyższenia właściwości tych stopów poprzez m.in. poszukiwanie nowych metod ich wytapiania, w tym na efekty oddziaływania sił zewnętrznych na ciekłe stopy. W ostatnich latach rozpowszechniły się metody elektrofizycznego oddziaływania na ciekły metal. Metody te nie tylko wywołują rafinację ciekłych stopów aluminium, ale także prowadzą do poprawy struktury i podwyższenia właściwości otrzymywanych po takiej obróbce odlewów. Dla praktycznej realizacji takich koncepcji zastosowano wielofunkcjonalne elektrotechnologiczne stanowiska typu magnetodynamicznego, opracowane w Instytucie Technologicznym Ukrainy. Stosowane są one w przemyśle w charakterze mikserów-dozowników. Opisano takie stanowisko i zasadę jego działania. Następnie badano kompleksowe oddziaływanie tego stanowiska na podeutektyczny silumin i ustalono jego oddziaływanie na właściwości i strukturę siluminu podeutektycznego w stanie stałym. Uzyskano 2,5-krotnie wyższe wydłużenie przy tym samym poziomie wytrzymałości na rozciąganie. Metody poprawienia jakości ciekłego metalu przeznaczonego do odlewania ciśnieniowego. wiedzialnych za operację topienia wraz z ustawicznym dokształcaniem załogi. Badanie wzajemnego oddziaływania szybkiego gazowego strumieni ze stopem. Issledovanie vzaimodejstvija skorostnoj fazovoj strui s rasplavom. Study of Interaction of Gas jet with Melt. Autor: Najdek V.L. i in. Processy lit’ja 2010, nr 1, s. 3-6. Jakość stopów może być podwyższona poprzez stosowanie efektywnych technologii rafinowania stopów, które zabezpieczą wzajemne intensywne oddziaływanie reagentów gazowych, ciekłych i stałych z ciekłym stopem. Jedną z takich metod, pozwalającą na zwiększenie powierzchni wzajemnego oddziaływania faz z ciekłym metalem, jest głęboka obróbka stopów strumieniami gazowymi o dużych prędkościach. Jednak w dzisiejszej dobie mało jest informacji o hydrodynamicznych parametrach takich strumieni. W pracy opisano wyniki badań procesu wzajemnego oddziaływania strumienia argonu o dużej prędkości ze stopem. Practices for improving melt quality for high pressure die casting. Autor: Neff D.V. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 1, s. 28-31. Omówiono kilka praktycznych sposobów poprawienia jakości ciekłego metalu przeznaczonego na odlewy ciśnieniowe. Uwzględniono następujące zagadnienia: załadowanie wsadu do pieca, ustalenie właściwego reżimu cieplnego pracy pieca, usuwanie żużla i innych zanieczyszczeń występujących w kąpieli ciekłego metalu, problem występowania tlenków i wodoru, reakcje in-situ w ciekłym metalu, zużycie wykładziny ogniotrwałej w piecu, transport ciekłego metalu i jego odgazowanie. Zwrócono również uwagę na stałe kształtowanie świadomości pracowników odpo- 11. OCZYSZCZANIE I WYKAŃCZANIE ODLEWÓW Obróbka wykańczajaca powierzchni odlewów ciśnieniowych. Finishnaja obrabotka poverkhnostej detalej, poluchennykh lit’em pod davleniem. Finishing processing of surfaces of the details received by moulding under pressure. Lit. Proiz. 2010, nr 2, s. 21-22. W procesie produkcji odlewów ciśnieniowych stosuje się różne zabiegi obróbki wykańczającej. W artykule opisano proce- 34 Odlewnictwo Współczesne sy wibrooczyszczania i mokrego bębnowania odlewów. W procesie wibrooczyszczania połączono procesy chemiczne i mechaniczne. Elementy abrazyjne w połączeniu z wodą i specjalnymi chemicznymi reagentami poruszają się w określonym kierunku w oczyszczarce, dzięki wibracji jej ścianek i innych zjawisk fizycznych. Dzięki wibroszlifowaniu można rozwiązać szereg problemów technologicznych związanych z obróbka wykańczającą i polerowaniem powierzchni odlewów. W artykule opisano budowę i działanie urządzeń do wibroszlifowania produkowanych przez firmę Spaleck Oberflaschentechnik. Fotografię stanowiska DL1000 produkcji tej firmy znaleźć można w kolorowej wkładce wraz z fotografiami innych urządzeń do obróbki wykańczającej oraz obrobionych odlewów motoryzacyjnych. Podwyższenie hermetyczności odlewów poprzez zastosowanie przesycających (impregnujących) i napełniających metalem kompozycji. Povyshenie germetichnosti otlivok primeneniem protityvajushhikh i metallonapolnennykh kompozicij. Improvement of Casting Tightness by Using Impregnating and Metal-Filled Compositions. Autor: Murokh A.F. i in. Technologia recyklingu odpadów pozostających po obróbce mechanicznej. Metal waste recycling technology focus. Cast Metal a. Diecasting Times 2009, Vol. 11, nr 5, s. 38. Firma Lanner Anlagebau GmbH oferuje do sprzedaży, opracowane i wykonywane przez siebie, urządzenie do recyklingu wiórów metalowych oraz odpadów poszlifierskich o wydajności 2 t/h oraz prasę do brykietowania oczyszczonych wiór metalowych. W uproszczeniu, urządzenie do recyklingu odpadów metalowych zanieczyszczonych smarami/olejami działa na zasadzie wirówki, w której na skutek siły odśrodkowej oddzielane są materiały ciekłe od stałych. Materiały ciekłe, po oczyszczeniu kierowane są do dalszego wykorzystania, natomiast materiały metalowe, po wysuszeniu (ich wilgotność wynosi < 1%) są kierowane do brykieciarki, po uprzednim wymieszaniu z płynem chłodzącym. W trakcie brykietowania (prasowania) chłodziwo jest z brykietów usuwane. 12. METALOZNAWSTWO I OBRÓBKA CIEPLNA Lit. Proiz. 2010, nr 3, s. 2-5. Scharakteryzowano nowoczesne metody uszczelniania porowatych odlewów z zastosowaniem akrylowych kompozycji uszczelniających. Omówiono dwa procesy techniki uszczelniania odlewów: poprzez uszczelnianie anaerobowe i termiczne substancjami, zwanymi „antyporami”. Przedstawiono gatunki najbardziej efektywnych wytwarzanych na skalę przemysłową gatunków takich mieszanek. Przedstawiono możliwości zastosowania kompozycji substancji impregnujących metale, pozwalające na usunięcie mikrodefektów i kosmetycznego remontu powierzchni odlewów. Informatyczny model monitoringu procesu krystalizacji odlewów z zastosowaniem fizyki wzajemnych przestrzennych oddziaływań potencjałów termochemicznych. Informacionnaja model’ monitoringa processa kristallizacii litykh metallozdelij s ispol’zovaniem fiziki prostranstvennykh vzaimodejstvij termokhimicheskikh potencialov. Information model of monitoring of process crystallization of cast with the use of physics of spatial cooperations of thermochemical potentials. Autor: Tydnjuk V.Z. i in. Processy lit’ja 2010, nr 1, s. 7-19. 35 Odlewnictwo Współczesne Opracowano koncepcję nowego fizycznego wzajemnego oddziaływania – pola termochemicznego potencjału przy badaniu termodynamicznych, cieplnych procesów ochładzania, krystalizacji i krzepnięcia odlewów metalowych. W procesach krystalizacji i krzepnięcia stopów dominują procesy cieplne, chemiczne i procesy zmian fazowych. Wszystkie te zjawiska można opisać jednoznacznie modelami matematycznymi, stosując jeden ze znanych potencjałów termodynamicznych – energię swobodną Gibbsa. Potencjał ten określa zmianę struktury przestrzeni spowodowaną tymi procesami. Na podstawie równań o ogólnej teorii wzajemnego oddziaływania opracowano teorię wzajemnego oddziaływania w przestrzeni. Określono i wprowadzono pojęcie aktywnych termodynamicznie cząstek jako punktów pola wzajemnego oddziaływania potencjałów termochemicznych, w których dywergencja fizycznego pola jest różna od zera. Z monitoringu stanu termodynamicznie aktywnych cząstek można opracować metody kontroli i sterowania procesem krystalizacji, które określają funkcjonalne właściwości odlewanej części. Charakterystyczne cechy powstawania struktur stopu układu Cu-(Ni-Si) -(Cr–Fe–C). Osobennosti strukturoobrazovanija splavov sistemy Cu-(Ni-Si)-(Cr-Fe-C). Features of Alloys Cu-(Ni-Si)-(Cr-Fe-C) system structure formation. Autor: Kirievskij B.A., Trubachenko L.N. Processy lit’ja 2010, nr 1, s. 67-71. Badano charakterystyczne cechy powstawania struktury stopów układu Cu-NiSi-Cr-Fe-C, wzmocnionych wtrąceniami żeliwa chromowego, powstającymi w stanie ciekłym i krzemianami niklu, powstającymi w dalszym procesie obróbki termicznej. Analizowano mechanizm wzajemnego oddziaływania przy podwyższaniu temperatury składników tworzących te wtrącenia. Pokazane stopy zawierają dwie grupy dodatków stopowych. Dodatki pierwszej grupy rozpuszczają się w nieograniczony sposób w stopie osnowy w stanie stałym i rozpuszczalność ta zależy silnie od temperatury. Zapewnia to możliwość bardzo silnego utwardzania dyspersyjnego struktury. Dodatki drugiej grupy praktycznie nie rozpuszczają się w stopie osnowy. Badano próbki stopów układu Cu-Ni-Si − brązu BrK1H3 (wzmacnianego utwardzaniem dyspersyjnym), do których wprowadzano dodatki stopowe w ilości 5% masy ze stopów układu Cr-Fe-C (żeliwo chromowe) o różnym składzie chemicznym. Opisano otrzymywane struktury po różnych zabiegach obróbki cieplnej, takich jak: hartowanie, odpuszczanie czy wyżarzanie. Nadplastyczność związków międzymetalicznych i odporność na pęknięcia kokilowych odlewów magnezowych kół dla motoryzacji. Sverkhplastichnost’ intermetallidov i treshhinostojkost’ otlivok magnievykh koles pri lit’e v kokil’. Superplasticity of Intermetallides and Crack Growth Resistance of Magnesium Wheel Castings when Cast in Metal Molds. Autor: Nikulin L.V. i in. Lit. Proiz. 2009, nr 9, s. 22-26. Przedstawiono wyniki badań plastyczności fazy Mg17Al12 w stopach magnezu po wprowadzeniu wybranych pierwiastków stopowych. Podano przykład obniżania zdolności do pęknięć na gorąco stopu magnezu w odlewie koła samochodowego. Pęknięcia na gorąco powstają w przypadku dominacji skurczu liniowego stopu nad jego właściwościami plastycznymi w rzeczywistym zakresie temperatur krystalizacji. Opisano strukturę i jej przemiany w stopie ML5, który jest najbardziej powszechnie stosowany w Rosji. Przy nierównomiernym przebiegu procesu krystalizacji powstająca faza Mg17Al12 wchodzi w skład eutektyki otaczającej ziarna roztworu stałego magnezu. Dla podwyższenia właściwości plastycznych fazy Mg17Al12 36 Odlewnictwo Współczesne najbardziej korzystnie wpływa dodatek kadmu w procesie kokilowego odlewania kół samochodowych. Wpływ Al i Nb na lejność nadstopu na bazie Ni − IN713LC. Nowe materiały i szybkie – gwarancją sukcesu na rynku produkcji odlewniczej. Autor: Kantor B. i in. Novye materialy i uskorennaja podgotovka proizvodstva – garantija uspekha na rynke litejnoj produkcii. New materials and the accelerated preparation of manufacture – the guaranteed success in the market of manufacture of foundry production. Autor: Belov V.D., Belov N.A., Drokina V.V. Lit. Proiz. 2009, nr 5, s. 13-16. Ostatnio pojawiają się informacje, że potencjał siluminów jako materiału, na bazie którego można opracowywać nowe gatunki stopów o dużej wytrzymałości, jest już praktycznie wyczerpany. Dlatego zrozumiana jest ważność i aktualność prowadzenia prac naukowo-badawczych w zakresie nowych stopów Al. Stopy te należy łączyć tak, aby w strukturze w procesie krystalizacji powstawały duże udziały eutektyki. W czasie prowadzonych badań w charakterze faz podwójnej eutektyki ze stałym roztworem Al - badano szereg związków. Najlepsze wyniki otrzymano w stopach zawierających w charakterze drugiej fazy eutektyki związek Al3Ni. Stopy te nazwano nikalinami. Dla osiągnięcia najwyższej wytrzymałości do nikalin zaleca się wprowadzać pierwiastki stopowe, takie jak: Zn, Mg, Cu. Wysokowytrzymałościowe nikaliny powinny być poddawane pełnym cyklom obróbki termicznej T6, zapewniającej, pomimo dyspersyjnego utwardzenia przy starzeniu, powstawanie globularnych wydzieleń fazy Al3Ni przy nagrzewaniu w pobliżu solidusu równowagowego. Nowe odlewnicze stopy na bazie eutektyki (Al)+Al3Ni mają znaczne perspektywy zastosowania w przyszłości. W drugiej części artykułu omawiano techniki szybkiego prototypowania. 37 Influence of Al and Nb on castability of a Ni-base superalloy, IN713LC. Cast Metals Res. 2009, Vol. 22, nr 1-4, s. 62-65. Badano eksperymentalnie wpływ Al i Nb na lejność nadstopu na bazie Ni − IN713LC. Zaobserwowano, że zwiększone dodatki aluminium i niobu powodują zmniejszenie międzydendrytycznej porowatości skurczowej. Porowatość była obserwowana w kanałach między dendrytami w obszarach zetknięcia się wtórnych ramion dendrytów z granicami ziaren lub wrośnięcia wtórnych ramion dendrytów w obszary ziaren równoosiowych. W ziarnach posiadających wyższą koncentrację aluminium i niobu węgliki MC o większej masie tworzą frakcję ciekłą. Analiza wykazuje, że zwiększony ułamek cieczy dla danego składu chemicznego zwiększa przepuszczalność kryształów równoosiowych i redukuje spadek ciśnienia w cieczy międzydendrytycznej i dlatego redukuje porowatość skurczową. Badania wstępne właściwości mechanicznych odlewów ciśnieniowych wykonanych ze stopu C380 poddanych obróbce cieplnej T5. (Część 1). Preliminary mechanical properties of T5 heat-treated conventional C380 die castings. (Part 1). Autor: Midson S.P., Brennan J. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 4, s. 30-31. Opisano metodykę badań wytrzymałościowych próbek wykonanych ze stopu C380 (silumin z 7,5-9,5% Si; 0,1-0,3% Mg; 3,09% Zn i in.) poddanych obróbce cieplnej T5. Polegała ona na hartowaniu próbek w wodzie, a następnie wygrzewaniu ich w piecu w temperaturze pomiędzy 150 i 180oC. Przedstawiono skład chemiczny stopu oraz uzyskane wyniki ba- Odlewnictwo Współczesne dań właściwości mechanicznych (umowna granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie) w zależności od temperatury i czasu starzenia. Stwierdzono, że ten rodzaj obróbki wpływa na poprawę właściwości wytrzymałościowych stopu C 380. Zadania i cele badań metalograficznych żeliw. Aufgaben und Ziele der metalographischen Untersuchungen von Gusslegierungen. Tasks and goals metallographic examinations of cast irons. Autor: Hasse S. i rozpoznawaniu przyczyn braków w odlewach i ocenie powodów uszkodzeń. 13. ŻELIWO I ODLEWY ŻELIWNE Odporność na zużycie żeliwa wysokochromowego przy udarowym przemiale materiałów abrazyjnych w obecności aktywnego środowiska korozyjnego. Iznosostojkost’ vysokokhromistykh chugunov pri udarnom pomole abraziva v prisutstvii korrozionno-aktivnoj sredy. Giesserei-Prax. 2009, nr 1-2, s. 1522. Wear resistance of high-crome cast iron under striking grinding of the abrasive in corrosive-active environment. Metalografia jest nauką o budowie struktury metali i stopów i jest dziedziną nauki z obszaru metaloznawstwa. Zadaniem metalografii jest opisanie w sposób ilościowy i jakościowy tworzyw metalowych. Opis struktury podaje informacje, co do rodzaju i ilości, a także wielkości i kształtu rozdzielonych poprzez powierzchnie graniczne elementów struktury, takich jak: ziarna, fazy, skupiska, wtrącenia. Opis struktury dotyczy także rozkładu i orientacji, jak i rzeczywistej struktury poszczególnej jej składników. Jako metody badań na ogół stosuje się bezpośrednie metody mikroskopowe odtwarzające strukturę. Metalografia jest elementem skomplikowanych różnych metod analizy struktury opierających się o zasadę ugięcia: promieni Rentgena, elektronów, neutronów, jak i metod fizycznych w celu określenia zależnych od rodzaju struktury właściwości: elektrycznych, magnetycznych, mechanicznych i termicznych. Celem metalografii z interdyscyplinarnego punktu widzenia jest wyjaśnienie zależności między strukturą, technologią wytwarzania i właściwościami tworzyw (stopów) metalowych a przewidywaniem właściwości tworzyw i ich zachowaniem się przy określonych warunkach obciążenia. Ponadto metalografia jest istotnym elementem kontroli jakości, ponieważ jest pomocna w zapobieganiu Autor: Tkachenko F.K., Efremenko A.V. Processy lit‘ja 2010, nr 1, s. 71-78. Przedstawiono wyniki badania żeliwa, zawierającego 2,24-2,59% C; 2,073,13% Mn i 9,7-28,4% Cr, w warunkach zużycia udarowo-abrazyjnego w obecności wodnych roztworów zasad i kwasów o zmiennym pH od 14 do 1. Wykazano, że zużycie żeliwa zmienia się w zależności od pH roztworu w sposób niemonotoniczny, a charakter oddziaływania chromu na zużycie zależy od typu pulpy. Ustalono, że żeliwo o zawartości chromu rzędu 20-28% w danych warunkach zużycia nie ma pierwszeństwa przed zużyciem żeliwa o mniejszej zawartości chromu. W pulpie o silnie kwasowym odczynie (pH = 1) zużycie żeliwa wzrasta wprost proporcjonalnie do zawartości w nim chromu. Strukturyzacja faz tlenowych w procesach odtleniania stopów żelazowęgiel krzemem i aluminium. Warunki powstawania i strukturyzacja alumino-krzemianów żelaza. Część 5. Strukturizacija oksidnykh faz v processakh raskislenija zhelezouglerodistykh rasplavov kremniem i aljuminiem. Uslovoja 38 Odlewnictwo Współczesne obrazovanija i strukturizacija aljumosilikatov zheleza. Soobshhenie 5. Structurization of the oxide phases in processes deoxidation iron-carbon melts by means of silicon and aluminum. Report 5. Autor: Belov B.F. i in. Processy lit’ja 2010, nr 2, s. 18-24. Przedstawiono najpierw poligonalny wykres FeO–SiO2–Al2O3, skonstruowany nową graficzno-analityczną metodą dla układów potrójnych, w całym zakresie koncentracji wyjściowych składników, za pomocą której przeprowadzono analizę stanu strukturalno-chemicznego aluminokrzemianów żelaza – niemetalicznych wtrąceń powstających w wyniku chemicznych reakcji odtleniania żelaza krzemem i aluminium. czalnych stopów na zużycie w warunkach zewnętrznego, granicznego tarcia w zależności od obciążenia wykazały, że intensywność zużywania się stopu oraz par tarcia zależy w całości od charakterystyki strukturalnej stopu i w pierwszej kolejności od fazy siarczkowej, spełniającej rolę stałego smaru. Faza siarczkowa w zależności od jej składu zapewnia powstawanie „ochronnych” warstw na powierzchni tarcia. Żeliwo – tworzywo na korpusy silników najnowszej generacji. Gusseisen – der Werkstoff fuer Zylinderkurbelgehaeuse der neusten Motorengeneration. Cast iron – the material for the latest generation corps engines. Autor: Weber R., Goetz W. Wpływ właściwości trybotechnicznych i odporności na zużycie par zewnętrznego tarcia na charakterystyczne cechy struktury żeliwa stopowego z miedzią, siarką, aluminium, chromem i tytanem. Vlijanie tribotekhnicheskikh svojstv i iznosostojkosti par vneshnego trenija na osobennosti struktury chugunnykh splavov, legirovannykh med’ju, seroj, aljuminiem, khromom i titanom. Influence features of structure of the poured alloys on the basis of cast-iron, alloyed Cu, S, Al, Cr and Ti, on their tribotechnical properties and wearproof of pairs of external fricion. Autor: Markovskij E.A. i in. Processy lit’ja 2010, nr 2, s. 63-69. Dzięki przeprowadzonym badaniom ustalono wpływ uzupełniającego wprowadzania pierwiastków stopowych, takich jak: aluminium, chrom, tytan do stopów na osnowie żeliwa stopowego z miedzią i siarką (SCzCuS) – na budowę, skład chemiczny faz, twardość i mikrotwardość składników struktury tych stopów odpornych na zużycie. Badania tych doświad- 39 Konstruieren+Giessen www.kug.bdguss.de (Fachartikel), s. 7. W najbliższych latach produkcja samochodów będzie wzrastała. Ze względu na dyskusję dotyczącą emisji CO2 wywołaną przez przemysł motoryzacyjny, szczególnie w obszarze samochodów o małej pojemności skokowej (tłoków) utrzyma się tendencja określana jako downsizing, powodująca wzrost obciążenia mechanicznego i cieplnego korpusów silników. Coraz większa liczba silników hybrydowych i ograniczenie (zmniejszanie się) przestrzeni przeznaczonej na silnik w samochodzie zmusza konstruktorów do opracowywania konstrukcji kompaktowych. Tendencja ta sprzyja stosowaniu żeliwa na korpusy silników. Lepsze zrozumienie zachowania się tworzywa podczas eksploatacji i optymalizacja procesu technologicznego jego wytwarzania pozwala na zmniejszenie masy korpusu silnika. Dyskusja dotycząca redukcji emisji CO2 jest wyzwaniem dla producentów odlewów motoryzacyjnych ze stopów aluminium i żeliwa. Tylko producenci i dostawcy, którzy będą najbliżsi spełnienia wymogów OEM (producenci części oryginalnych) i będą w stanie sprostać wymogom technologicznym przy jed- Odlewnictwo Współczesne nocześnie możliwie niskich kosztach produkcji oraz spełnią obowiązujące wymogi prawne będą decydować o tendencjach rozwojowych silników. Wpływ parametrów obróbki laserowej na budowę warstwy powierzchniowej żeliwa sferoidalnego. The influence of laser treatment parameters on surface layer formation of nodular iron. Autor: Paczkowska M. Inż. Mat. 2009, R. 30, nr 6, s. 505508. W artykule przedstawiono badania, dotyczące modyfikacji warstwy powierzchniowej ferrytyczno-perlitycznego żeliwa sferoidalnego, za pomocą obróbki laserowej z przetopieniem. Celem badań było określenie wpływu parametrów obróbki laserowej na takie wielkości, jak: wymiary strefy przetopionej (głębokość l i szerokość a) i mikrotwardość strefy HV0,1 oraz porównanie wpływu zastosowanych pokryć na te wielkości. Do obróbki wykorzystano dwa rodzaje pokrycia: substancję absorbującą promieniowanie laserowe oraz substancję zawierającą amorficzny bor w celu uzyskania efektu stopowania warstwy powierzchniowej. W wyniku tego zabiegu na jednych próbkach uzyskano przetopienie, a na drugich – przetopienie wraz ze zmianą składu chemicznego (obecność boru potwierdzono za pomocą spektroskopu elektronów Auger), uzyskując w ten sposób stopowanie laserowe. Wykazano, że w obu przypadkach istnieje zależność wymiarów strefy przetopionej od zastosowanej energii dostarczonej do jednostki powierzchni Ej. Ze wzrostem tej energii zwiększa się głębokość i szerokość przetopionych stref. W przypadku borowania odnotowano większe wymiary uzyskanych stref, niż w przypadku samego przetapiania. Strefy przetopione charakteryzowały się drobną, dendrytyczną mikrostrukturą, podczas gdy borowane zawierały drobne borki żelaza. Mikrotwardość strefy po samym przetapianiu laserowym wyraźnie zależy od zastosowanej energii Ej. Rezul- tatem zastosowania wyższej energii była wyższa mikrotwardość strefy przetopionej. W zależności od zastosowanych energii uzyskano mikrotwardość w zakresie ok. 850-1200 HV0,1. Takiej zależności nie odnotowano dla przetapiania laserowego z wprowadzeniem do strefy boru. Mikrotwardość stref w tym przypadku utrzymywała się na poziomie ok. 1200 HV0,1. Zaobserwowano również wpływ parametrów obróbki laserowej na mikrostrukturę, występującej pod strefą przejściową strefy zahartowanej. Wyższa zastosowana energia Ej spowodowała powstanie grubszych oczek martenzytycznych wokół kulek grafitu. Powstawanie struktury żeliwnych odlewów wykonanych metodą zgazowanych modeli w formach z piasku kwarcowego i śrutu metalowego. Formirovanie struktury chugunnykh otlivok pri lit’e po gazificiruemym modeljam v formakh iz kvarcevogo peska i metallicheskoj drobi. Forming of Structure of the Cast-Iron Founding at Lost Foam Process in Forms from Quartz Sand and Metallic Shot. Autor: Tereshhenko N.Ja. i in. Processy lit’ja 2009, nr 4, s. 31-37. Przedstawiono rezultaty badania wpływu termodynamicznych i kinetycznych współczynników krystalizacji na kształtowanie struktury odlewów z szarego i wysokowytrzymałościowego żeliwa. Zaznaczono zróżnicowane oddziaływanie zmiany przekroju odlewu próbnego na morfologię i ilość strukturalnych składników. Wpływ zawartości manganu i szybkości chłodzenia na krystalizację, powstającą strukturę i właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego. Vlijanie soderzhanija marganca i skorosti okhlazhdenija na kristallizaciju, strukturoobrazovanie i mekhanicheskie svojstva vysokoprochnogo chuguna. 40 Odlewnictwo Współczesne The influence of te COntent of Manganese and Cooling rate on the Crystallization, the Structure and Mechanical Properties the High-Strength Cast Iron. Autor: Bublikov V.B. i in. Processy lit’ja 2009, nr 6, s. 28-34. Zastępowanie staliwa żeliwem sferoidalnym pozwala zmniejszyć masę odlewów o 15-30%, obniżyć ilość zużywanej do produkcji energii o 20-40%, a czas produkcji obniżyć o 15-20%. Proces otrzymywania cienkościennych odlewów z wysokowytrzymałego żeliwa jest trudny technologicznie ze względu na występowanie zabieleń. Wiadomo, że mangan wykazuje w żeliwie działanie przeciwne działaniu krzemu. Hamuje on grafityzację żeliwa w procesie krystalizacji i ułatwia zabielenie w odlewach. Obniżenie skłonności żeliwa sferoidalnego do zabielenia osiąga się poprzez wprowadzenie materiałów wsadowych o niskiej zawartości siarki. W odlewniach na Ukrainie prowadzi się prace nad ustaleniem optymalnych stosunków miedzy zawartością manganu i krzemu w żeliwie tak, aby ograniczyć wprowadzanie reglamentowanych pierwiastków stopowych, jakimi są miedź i nikiel. Po przeprowadzonych badaniach otrzymano eksperymentalne dane o wpływie zawartości manganu (0,35-3%) i szybkości chłodzenia (0,45-8,3oC/s) na zabielenie odlewów z modyfikowanego w kadzi żeliwa sferoidalnego. Ustalono, jak wpływa zawartość krzemu i modyfikatora grafityzującego dodawanego do kadzi na zmniejszenie skłonności do zabielenia, strukturę i właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego przy różnej zawartości w nim manganu. Doświadczenia uzyskane przy wdrożeniu procesu sferoidyzacji w kadzi żeliwa za pomocą drutu proszkowego. Opyt osvoenija kovshovogo modificirovanija vysokoprochnogo chuguna poroshkovoj provolokoj. Experience of Mastering Ladle Inoculation of High-Strength Cast Iron with Powder Wire. 41 Autor: Shnajderman S.M., Panfilov Eh.V., Abramov V.I. Lit. Proiz. 2009, nr 12, s. 16-19. Opisano technologiczne i ekonomiczne aspekty efektywności przestawienia procesu produkcji odlewów motoryzacyjnych z żeliwa sferoidalnego przy zabiegu sferoidyzacji w formie na proces sferoidyzacji w kadzi za pomocą drutu wypełnionego środkami reagującymi. Na przykładzie poszczególnych odlewów przedstawiono uzyskane wyniki wysokiej stabilizacji procesu w warunkach odlewni OAO-Kamaz. Opisano poszczególne etapy wdrażania technologii sferoidyzacji żeliwa drutem proszkowym prowadzonej przy współpracy z włoskimi specjalistami z firmy Projelta. Kontrola procesu otrzymywania odlewów z żeliwa z grafitem wermikularnym. Upravlenie processom proizvodstva otlivok iz chuguna s vermikuljarnym grafitom. Controlling Vermicular Graphite Iron Casting Production Process. Autor: Korolev S.P. i in. Lit. Proiz. 2009, nr 12, s. 13-15. Autorzy artykułu opracowali koncepcję kontroli procesu produkcji odlewów z żeliwa z grafitem wermikularnym. Przedstawiono system (układ) monitorowania procesu. System zabezpiecza jakość odlewów, stabilność otrzymywanej makroi mikrostruktury żeliwa wermikularnego. Pokazano praktyczne zastosowanie (implementacje) tego systemu w odlewni żeliwa OAO KAMAZ-Metallurgija. Późne grafityzujące modyfikowanie żeliwa – ważny element produkcji jakościowych odlewów. Pozdnee grafitizirujushhee modificirovanie chugunov – vazhnyj ehlement proizvodstva kachestvennykh otlivok. Late Graphitizing Cast Iron Inoculation – Odlewnictwo Współczesne an Important Element of Quality Casting Production. Autor: Panfilov E.V. i in. Lit. Proiz. 2009, nr 12, s. 8-12. Badanie praw rządzących krystalizacją żeliwa w formach piaskowo-gliniastych na wilgotno wykazały efektywność procesu późnego modyfikowania grafityzującego. Rozpatrywano możliwości zapobiegania tworzeniu się zabielenia w cienkościennych odlewach motoryzacyjnych. Do późnej modyfikacji zalecono stosowanie prasowanych tabletek o specjalnym składzie chemicznym, które wprowadza się do układu wlewowego. Omawiano obszernie wyniki późnej grafityzacji stosowanej dla odlewów motoryzacyjnych z żeliwa sferoidalnego i wermikularnego w konkretnych odlewniach. Tarcie i zużywanie się żeliwa szarego podczas tarcia suchego. Reib- und Verschleissverhalten von Grauguss bei Trockenreibung. The friction and using up of cast iron during dry friction. Autor: Gangasani P.R. Giesserei-Prax. 2009, nr 1-2, s. 2331. Przeprowadzono badania żeliwa szarego w stanie lanym gatunku 40 i 45 (wg ASTM) pod kątem zachowania się podczas tarcia suchego i zużywania się. Zastosowano metodę 3-Pads-on-Disc. Dokonano porównania zużycia różnych próbek, wyznaczono współczynniki tarcia próbek, które zmieniały się w zależności od czasu trwania próby. Po przeprowadzeniu badań wyciągnięto następujące wnioski: metoda 3-Pads-on-Disc nadaje się do badań trybologicznych tworzyw (stopów) w warunkach tarcia suchego, przy niskich obciążeniach powierzchni będących ze sobą w kontakcie. W celu zbadania próbek z żeliwa szarego wystarczające jest obciążenie powierzchni rzędu 0,2086 MPa. Zużycie w wyniku utleniania atmosferycznego i w warunkach tarcia suchego „uzupełnione jest” prawdopodobnie tarciem adhezyjnym. Stopień zużycia próbek z niskostopowego żeliwa z grafitem typu A był mniejszy niż wszystkich innych badanych próbek z żeliwa szarego. Współczynnik tarcia dla gatunku 40 żeliwa szarego był najmniejszy. O otrzymywaniu ze stanu ciekłego żeliwa połowicznego o strukturze ausferrytu. O poluchenii iz litogo sostojanija polovinchatykh chugunov s ausferritnoj strukturoj. On the Production of Mottled Cast Irons with Ausferritic Structure from Cast State. Autor: Makarenko K.V. Lit. Proiz. 2010, nr 2, s. 2-6. Opisano proces otrzymywania połowicznego żeliwa sferoidalnego o strukturze ausferrytu o wysokich i stabilnych właściwościach mechanicznych, w tym odporności na ścieranie. Struktura tego żeliwa otrzymywana jest bezpośrednio ze stanu ciekłego przez kombinację procesu krystalizacji i obróbki cieplnej. Opracowano go w Briańskim Uniwersytecie Technicznym. Gatunek ten odpowiada stosowanemu na Zachodzie żeliwu o symbolu CADI (Carbidic Austempered Ductile Iron – żeliwo sferoidalne hartowane z przemianą izotermiczną z wydzieleniami eutektyki cementowej). Ten gatunek jest otrzymywany poprzez hartowanie żeliwa sferoidalnego o strukturze zawierającej węgliki. Zapewnienie obecności ausferrytu bez obecności bainitu osiągane jest dzięki zwiększonej zawartości krzemu. Opisano metodę eksperymentalną, wyniki próbnych wytopów i ich ocenę. Zamieszczono wykres krzywej chłodzenia obejmujący zakres krystalizacji i hartowania izotermicznego. 42 Odlewnictwo Współczesne 14. STALIWO I ODLEWY STALIWNE Wprowadzanie mikrododatków wanadu do stali węglowej kwaśnego wytopu za pomocą koncentratu wanadu. Mikrolegirovanie uglerodistoj stali vanadiem iz oksidnogo rasplava vanadievogo koncentrata. Mikroalloying of Carbon Steel by Vanadium from Oxide fusion of vanadium concentrate. Autor: Kostjakov V.N. i in. Processy lit’ja 2010, nr 2, s. 9-12. Przeprowadzono badania charakterystycznych cech mikrostopowej stali wanadowej z utleniającego wytopu koncentratu, przy wytopie w kwaśnym piecu łukowym prądu stałego. Wykazano, że przy załadowaniu do pieca koncentratu wanadu, odtleniacza i wapna razem z metalowymi składnikami wsadu na początku wytopu osiąga się wysoki stopień przyswojenia wanadu równy 0,89-0,93%. Dostatecznie wysoki stopień przyswojenia wanadu powoduje, że proces wprowadzania mikrododatków do stali staje się efektywniejszy i bardziej ekonomiczny. Reżimy zalewania (szybkości zalewania) dużych odlewów staliwnych. Skorostnye rezhimy stal’nykh otlivok. zalivki prupnykh High-Speed Pouring Modes for Large Steel Castings. Autor: Nazaratin V.V., Nuraliev F.A. Lit. Proiz. 2010, nr 3, s. 21-27. Przeanalizowano praktyczne zastosowanie reżimów szybkości zalewania w produkcji dużych odlewów staliwnych do 200 ton i więcej. Przedstawiono metody projektowania układów wlewowych i metod elementów skończonych dla zalewania form. 43 Struktura i właściwości staliwa 15L przy odlewaniu z krystalizacją pod ciśnieniem. Struktura i svojstva stali marki 15L pri lit’e vyzhimaniem s kristallizaciej pod davleniem. The Structure and Properties of 15L Steel at Pressing out Casting with Crystallization under the Pressure. Autor: Taranov E.D. i in. Processy lit’ja 2009, nr 3, s. 23-25. Badano cechy specjalne krystalizacji staliwa gatunku 15L o wąskim zakresie temperatur krystalizacji w polu działania sił ciśnienia. Staliwo to wykazuje skłonność do transkrystalizacji i do anizotropii struktury i właściwości. Badano wpływ odlewania z krystalizacją pod ciśnieniem (wyciskaniem) na powstawanie struktury krystalicznej, niejednorodności chemicznej, gęstości i właściwości metalu w odlewach. Ustalono, że ciśnienie przyspiesza proces krystalizacji, rozdrabnia strukturę kryształów, podwyższa wytrzymałość i szczelność odlewów. Technologia z krystalizacją pod ciśnieniem (z wyciskaniem) pozwala otrzymywać odlewy w formach trwałych, półtrwałych i surowych formach odlewniczych, ponieważ muszą przenosić one znacznie mniejsze obciążenia niż pres-formy przy odlewaniu ciśnieniowym i nie wymagają ognioodpornych przewodów dla podawania metalu do formy. Analiza struktury dendrytycznej wykazała, że opisywana metoda powoduje skrócenie strefy kryształów słupkowych oraz wzrost gęstości w obu strefach kryształów. Wtrącenia niemetaliczne i jakość odlewów staliwnych. Proprete inclusionnaire et qualite des aciers moules. "Interfering clean" and the quality of steel castings. Autor: Masson J.-M. Fonderie Fond. nr 286, s. 26-37. d’Aujourd. 2009, Odlewnictwo Współczesne W strukturze metalograficznej staliwa, obok zwykłych faz, występują małe cząsteczki wtrąceń niemetalicznych. W artykule opisano różne rodzaj wtrąceń obserwowanych w odlewach staliwnych i ich wpływ na właściwości użytkowe odlewu. Opisano genezę głównych typów wtrąceń, które powstają w procesie wytapiania i krystalizacji. Są to: siarczki, tlenki i azotki. Opisano różne rodzaje badań, prostych i skomplikowanych, stosowane w odlewnictwie do identyfikacji natury, kształtu i rozłożenia wtrąceń endogenicznych. Analizowano elementarne procesy metalurgiczne, które pozwalają uzyskać wymagany poziom, tzw. „czystości wtrąceniowej” oraz optymalizować rodzaje polecanych zabiegów w aspekcie kosztów i efektywności. Całość problematyki zebrano w trzech dużych rozdziałach na tematy: siarczków, tlenków i azotków, tworząc kompendium wiedzy na ten temat. Stal narzędziowa do pracy na gorąco o podwyższonych właściwościach stosowana na formy ciśnieniowe. Hot-work steels with improved properties for diecasting applications. Autor: Fuchs K.-D. Foundry Tr. J. 2009, Vol. 183, nr 3667, s. 219-221. Omówiono niektóre z czynników wpływających na żywotność formy ciśnieniowej (naprężenia mechaniczne, pęknięcia, erozja, korozja, zużycie). W celu zminimalizowania naprężeń mechanicznych i termicznych do stali narzędziowej dodaje się takie składniki stopowe, jak: C, Cr, Si, Co, Mo, V. Zaprezentowano pomiar odporności stali na szoki termiczne i pomiar długości pęknięć na podstawie przekroju poprzecznego. Dokonano przeglądu stosowanych stali narzędziowych, podano ich skład chemiczny, właściwości i możliwość zastosowania. Pokazano postęp w rozwoju jakości stali narzędziowych do pracy na gorąco od 1960 do 2000 roku. 15. STOPY METALI NIEŻELAZNYCH I ODLEWY Z TYCH STOPÓW Badania porównawcze wpływu formy metalowej i piaskowej na właściwości mechaniczne stopu Mg-Gd-Y-Zr. A comparative study of Mg-Gd-Y-Zr alloy cast by metal mould and sand mould. China Foundry 2010, Vol. 7, nr 1, s. 6-12. Opisano przebieg badań porównawczych mikrostruktury i właściwości mechanicznych stopu Mg-Gd-Y-Zr, bez obróbki cieplnej i poddanego obróbce cieplnej (starzenie), odlewanego do formy metalowej i formy piaskowej. Przebieg eksperymentu i analizę wyników przedstawiono na fotografiach mikrostruktur i wykresach. Stwierdzono, że skład stopu odlewanego do formy metalowej i piaskowej pozostał taki sam i zawiera głównie roztwór stały α-Mg i α-Mg+ Mg24(Gd,Y)5; całkowite rozpuszczenie eutektyki stopu Mg-10Gd-3Y-Zr zalanego do formy metalowej następuje w temperaturze 500°C po 8 h, a zalanego do formy piaskowej w temperaturze 525°C − po 12 h oraz że największą twardość po przesyceniu stop zalewany do formy piaskowej uzyskał w temperaturze 225 i 250oC po 4 i 6 h. Wpływ intensywnego zamieszania do stopu fazy gazowej na porowatość wtórnego stopu aluminium AK9. Vlijanie intensivnogo zameshivanija v rasplav gazovoj fazy na poristost’ vtorichnogo splava AK9. Effect of gas phase intensive stirring into melton porosity of secondary alloy AK9. Autor: Kotljarskij F.M. i in. Processy lit’ja 2010, nr 2, s. 42-50. Opisano kolejną próbę realizacji technologii bezskurczowego odlewania stopów 44 Odlewnictwo Współczesne aluminium drogą intensywnego zamieszania stopów, w tym także częściowo już zakrzepniętych, fazy gazowej. Stwierdzono, że przemieszanie obniża stopień nasycenia stopu wodorem. Badano stopień porowatości odlewanego stopu przy wprowadzaniu do przegrzanego i częściowo zakrzepniętego stopu mieszaniny pary i powietrza. Energia i strukturalna odkształcalność odlewów ciśnieniowych ze stopów Al-Si. Energie und strukturelle Verformbarkeit von Al-Si Druckgussteilen. The energy and structural deformability of die casting of Al-Si alloys. kształcenia strukturalnego stop AlSi4Mg we wszystkich przypadkach jest bardziej plastyczny niż stop AlSi9Mg; model matematyczny zachowania się stopu podczas osiowego spęczniania jest w dużej mierze zgodny z pomiarami; zagadnienia wyboczenia potraktowano powierzchownie; stop AlSi9Mg okazał się bardziej kruchy w próbach spęczniania osiowego i trójpunktowego zginania. Praca jest opisem metodyki modelowania procesu wytwarzania cienkościennych odlewów ze stopów aluminium wytwarzanych metodą ciśnieniową, gdzie do znanych modeli tworzyw (stopów) wykorzystano symulację procesu ich odlewania. Autor: Laukli H., Brusethaug S. Innowacyjny stop mosiądzu na odpowiedzialne odlewy bezołowiowe. Konstruieren+Giessen, www.kug.bdguss.de (Archiv), s. 9. Innovative Messinglegierung fuer anspruchsvolle bleifreie Gussanwendungen. W celu realizacji pracy i przeprowadzenia badań odlano metodą ciśnieniową cienkościenne profile ”U” ze stopów AlSi4Mg i AlSi9Mg. Próbki w stanie obróbki T1 poddano jednoosiowemu rozciąganiu, określono wydłużenie, przeprowadzono badanie udarności. Przeprowadzono także trójpunktowe zginanie płyt, osiowe próby spęczniania, a także trójpunktowe próby zginania. Ciągliwość warstwy brzegowej określono za pomocą modelowania odwrotnego. W tym celu określono parametry niszczące warstwy brzegowej metodą Cockcrofta i Lathama. Wyniki te wykorzystano jako dane numeryczne do modelowania procesu odkształcenia profili „U”, procesu osiowego spęczniania i trójpunktowego zginania przy założeniu, że warstwa brzegowa jest bez wad, a obszar wewnętrzny posiada małą ciągliwość. Wyniki badań można zestawić następująco: udział Si wpływa na ciągliwość i odkształcenie w procesie rozciągania; pęknięcia powstają w obszarze eutektycznym; ograniczenie udziału Si poprawia odkształcalność; przy jednoosiowym obciążeniu inicjacja pęknięcia ma miejsce w środku elementu; warstwa brzegowa charakteryzuje się większą ciągliwością; podczas od- 45 Innovative brass alloy for the responsible lead-free castings. Autor: Braeutigam V. i in. Konstruieren+Giessen, www.kug.bdguss.de (Archiv), s. 6. Bardzo korzystne właściwości mechaniczne nowo opracowanego stopu DIEHL 432 PbF polegają w istocie na efekcie utwardzania kryształów roztworu stałego. Dobra obrabialność wynika z wysokiego udziału faz κ i γ, w połączeniu z bardzo dobrymi właściwościami antykorozyjnymi, dobrą zdolnością wypełniania formy, płynnością oraz wysoką wytrzymałością pozwala konstruktorom na opracowanie odlewów o małych gabarytach i małych grubościach ścianek. W konkretnych przypadkach daje to szerokie możliwości opracowywania lekkich konstrukcji, pozwala na znaczną optymalizację kształtu i oszczędności materiałowe, w porównaniu z zastosowaniem stopów konwencjonalnych. Ponadto dzięki dobrej obrabialności uzyskuje się dodatkowe zmniejszenie kosztów w porównaniu z gorzej obrabialnymi stopami, jak na przykład pewnymi gatunkami stali. Ze względu na swoje właściwości stop DIEHL 432 PbF stanowi alternatywę dla Odlewnictwo Współczesne pewnych gatunków żeliwa, a także typowych gatunków mosiądzu. Dzięki temu stopowi poszerza się obszar zastosowania mosiądzów. Szczególnie korzystne jest stosowanie ww. stopu na przewody wody pitnej. Ponadto stop DIEHL 430 PbF o nazwie handlowej CUPHIN, który nie zawiera szkodliwych pierwiastków niklu i ołowiu, a także jest biokorzystny oraz może być stosowany w warunkach kontaktu z organizmem człowieka. Nadaje się do przeróbki plastycznej. Porównanie właściwości mechanicznych stopów typu 380 zawierających 0,1 i 0,3% Mg. A comparison of mechanical properties for die cast 380 alloys containing 0,1% or 0,3% magnesium. Autor: Midson S.P., Brennan J. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 5, s. 34-35. Porównano tabelarycznie właściwości mechaniczne 6 rodzajów stopów typu 380 (siluminy). Te sześć wersji stopów typu 380 różnią się zawartością magnezu (od 0,1 do 0,3%) i zawartością cynku (od 1,0 do 3%). Badania prowadzono na próbkach wykonanych zgodnie z normą ASTM B557. Część próbek była chłodzona na powietrzu, a część − hartowana w wodzie. Pomiarów dokonywano przez 30 dni od momentu wykonywania próbek. Badania wykazały, że wzrost zawartości Mg z 0,12 do 0,32% spowodował wzrost wytrzymałości na rozciąganie o ok. 0,5 ksi (ksi – to funty na cal kwadratowy x 1000) i zmniejszenie wartości wydłużenia o ok. 0,5%. Sposób chłodzenie nie miał wpływu na właściwości mechaniczne próbek. Opracowanie stopów cynku na odlewy ciśnieniowe o podwyższonej lejności − postęp w zakresie wykonywania cienkościennych odlewów ze stopów cynku. Entwicklung von Zinkdruckgusslegierungen mit verbesserten Fliesseigenschaften - Fortschritte im duennwandigen Zinkdruckguss. The study of zinc alloys for die castings with improved fluidity – the progress in thin-walled zinc alloy castings. Autor: Goodwin F.E. i in. Druckguss 2009, nr 1, s. 14-19. Nowo opracowane przez konsorcjum Cast Metals Departamentu Energii stopy cynku na odlewy ciśnieniowe wykazywały lepszą lejność podczas prowadzonych badań laboratoryjnych. Wyniki badań laboratoryjnych udało się potwierdzić w próbach odlewania w odlewni Brillcast. W przypadku takich samych warunków odlewania można było, przy zastosowaniu nowego stopu, zaobserwować lepszą zdolność do wypełniania formy i uzyskać większe masy próbek w porównaniu ze stopem Zamak 7. Badania właściwości mechanicznych pozwoliły stwierdzić większą wytrzymałość i ograniczone wydłużenie dla próbek z nowego stopu w porównaniu z Zamak 7. W przypadku próbek, które zostały odlane w warunkach lepszych dla odlewów cienkościennych, to znaczy przy wyższej temperaturze formy i większej prędkości odlewania, stwierdzono: większą wytrzymałość, udarność i wydłużenie. Porównano strukturę i właściwości mechaniczne próbek ze stopu Zamak 7 i nowego stopu. Wpływ prasowania izostatycznego na gorąco (HIP) na wytrzymałość zmęczeniową stopu C354-T6. Auswirkung des HIPens auf die Lebensdauereigenschaften der Legierung C354T6. The effect of HIP on the C354-T6 alloy stability. Autor: Ammar H.R., Samuel A.M., Samuel F.H. Druckguss 2009, nr 1, s. 9-13. Prasowanie izostatyczne HIP ma duży wpływ na trwałość odlewów. Z tego względu przeprowadzono badanie wpływu HIP na stop typu Al-Si o symbolu C354-T6. Okazało się, że we wszystkich próbkach nieprasowanych izostatycznie duże pory 46 Odlewnictwo Współczesne przypowierzchniowe były początkiem pęknięcia. Oznacza to, że 100% pęknięć na skutek zmęczenia materiału było związane z występowaniem porowatości. W próbkach poddanych prasowaniu izostatycznemu pęknięcia wywołane zmęczeniem materiału wystąpiły w różnych miejscach. W jednej z próbek mała porowatość powierzchniowa była przyczyną początku pękania. W przypadku czterech próbek początek pękania miał miejsce w obszarze naskórka tlenkowego. Dwie próbki pękły w obszarze pasma poślizgu. Pęknięcia pozostałych próbek nie dało się wytłumaczyć. Badania pokazały, że proces HIP redukuje wielkość porów, względnie ogranicza ich występowanie, przez co trwałość obrobionych próbek w porównaniu z próbkami „nieobrobionymi” wzrasta. W tych przypadkach pękanie ma inną przyczynę niż porowatość, np. pasmo poślizgu czy naskórek tlenkowy. Wpływ zawartości tytanu na mikrostrukturę i właściwości stopów układu Cu-Ti. Effect of titanium content on the microstructure and properties of Cu-Ti based alloys. Autor: Blacha L. i in. Inż. Mat. 2009, R. 30, nr 6, s. 520524. Ze względu na niebezpieczne oddziaływanie związków berylu od wielu lat prowadzi się badania skoncentrowane na znalezieniu tańszych i nietoksycznych zamienników dla drogich stopów Cu-Be. W pracy przedstawiono charakterystykę stopów z układu Cu-Ti. Stopy te ze względu na swoje właściwości mogą być potencjalnymi zamiennikami brązów berylowych, wobec których wykazują porównywalne właściwości mechaniczne oraz zbliżone właściwości elektryczne. Do badań wykorzystano dwuskładnikowe stopy z układu Cu-Ti o różnej zawartości tytanu (0,82,2% mas.), wytopione w piecu komorowym w tyglu wykonanym z Al2O3. W celu uniknięcia utleniania składników stopu stosowano przedmuchiwanie przestrzeni 47 roboczej pieca argonem. Podczas topienia zastosowano technikę barbotażu, dzięki czemu uzyskano wlewki o dużej jednorodności składu chemicznego i mikrostruktury. Określono wpływ zawartości tytanu na skład fazowy stopów, ich mikrostrukturę i właściwości w stanie po odlaniu oraz po obróbce cieplnej. Modelowanie fizyczne procesu odlewania kul do ciekłego środowiska. Fizicheskoe modelirovanie processa lit’ja sharov v zhidkuju sredu. Physical Simulation of Spheres Casting Process into the Liquid Medium. Autor: E.V. Seredenko V.A., Seredenko Processy lit’ja 2009, nr 6, s. 53-60. Metodą modelowania fizycznego na osnowie kryteriów podobieństw termodynamicznych i stosunków bezwymiarowych badano proces odlewania ciał o kształcie kul do środowiska niemieszającej się cieczy. Przeanalizowano wpływ szeregu parametrów zależnych od temperatury na charakter wniknięcia roztopionej objętości do ciekłego środowiska i jej przemieszczania się w tym środowisku, kształtowanie się i nabieranie kulistego kształtu odlewanego ciała. Określono racjonalne warunki prowadzenia procesu odlewania zapewniające jego efektywność. Kształtowanie w ciekłym ochładzającym środowisku ciał ze sferyczną powierzchnią stosuje się przy odlewaniu ze stopu Sn-Pb monowymiarowych kulek w oleju silikonowym dla mikroelektroniki oraz utylizacji odpadów przemysłu wytwarzania magnezu w tlenkowo-solnym roztworze i w innych rozwiązaniach. Technologiczne osobliwości precyzyjnego odlewania detali turbin gazowych ze stopów intermetalicznych. Tekhnologicheskie osobennosti tochnogo lit’ja detalej GTD iz intermetallidnykh splavov. Technological Features of Precision Casting of Gas-Turbine Engine Parts from Intermetallide Alloys. Odlewnictwo Współczesne Autor: Fomin A.A. Lit. Proiz. 2009, nr 12, s. 23-24. Opracowano zalecenia technologiczne dla produkcji odlewów bez wad ze stopów intermetalicznych typu VKNA, stanowiących części silników turbin gazowych. Są to stosunkowo nowe stopy niklu na osnowie Ni3Al (VKNA). Stanowią one oddzielną klasę stopów żaroodpornych. Osnowę tych stopów stanowi w 90% faza γ΄. Roztwór stały wydziela się w czasie krystalizacji w postaci warstewek. W składzie fazowym tego typu stopów występują węgliki pierwotne MeC lub borki, które − wydzielając się na granicy ziaren − stanowią element wzmacniający strukturę. Stopy te nie zawierają trudnotopliwych deficytowych pierwiastków. Mogą być one stosowane jako materiały konstrukcyjne na odlewy wysoko obciążonych części turbin pracujących w temperaturze 1000 .... 1200°C. Zoptymalizowany odlew ciśnieniowy bloku silnika bez panewek, podlegający znacznym obciążeniom ze stopu aluminium po obróbce cieplnej T6/T7. Optimierter Druckguss fuer hoechstbelastete T6-/T7-waermebehandelte buchsenlose Aluminium-Motorbloecke. The optimized die-cast of the block engine from aluminium alloy without undergoing to considerable strain after heat treatment T6/T7. Autor: Beer S., Denndoerfer H., Sommer B. Druckguss 2009, nr 2, s. 49-52. Przedstawiono doświadczenia i wyniki uzyskane na bazie prezentowanej po raz pierwszy przed dwoma laty „modułowej” koncepcji odlewu ciśnieniowego. Celem badań jest przedstawienie, z wykorzystaniem optymalizacji wszystkich istotnych dla uzyskania dobrej jakości odlewów ciśnieniowych, etapów technologicznych, produkcji praktycznie pozbawionego porowatości odlewu ciśnieniowego bloku silnika. Istotna poprawa jakości odlewu poprzez optymalne połączenie możliwości powlekania otworów cylindra, z punktu widzenia aktualnych wyzwań, głównie zastosowania wysokotemperaturowej obróbki cieplnej podnoszącej znacznie wytrzymałość odlewu cieszy się dużym zainteresowaniem klientów. Przedstawione statyczne i dynamiczne wartości wytrzymałości w obszarze kozła łożyskowego po obróbce cieplnej T6/T7 odlewu ciśnieniowego bloku silnika ze stopu aluminium spełniają także profil wymogów, jakie stawia się podlegającym wysokim obciążeniom silnikom wysokoprężnym samochodów osobowych. Wysoka jakość tych stopów (poddawanych znacznym obciążeniom) w połączeniu z korzystnymi (małymi) kosztami ich produkcji daje szerokie możliwości zastosowania, szczególnie do bloków silników ze stopów aluminium, dla silników tróji czterocylindrowych. 16. KOMPOZYTY Odlew aluminiowy ze szkieletem pianowym. Aluminiumguss mit Schaumskelett. The aluminium cast with a foam skeleton. Autor: Goepfert M. i in. Konstruieren+Giessen, www.kug.bdguss.de W ostatnich latach tworzywa komórkowe znalazły się w centrum zainteresowania ze względu na tendencje i dążenie do opracowywania konstrukcji możliwie jak najlżejszych. Badania w tym zakresie skierowane były na wyznaczenie podstawowych właściwości takich tworzyw oraz otrzymywanie i wyznaczanie właściwości wykonywanych z tych tworzyw konstrukcji (odlewów). Ważnym przedstawicielem tej grupy tworzyw są piany metalowe aluminiowe wykonane w oparciu o metalurgię proszków. Ze względu na specyficzne właściwości strukturalne tego typu aluminiowych pian metalowych możliwe jest wykonywanie konstrukcji (odlewów) „łączonych” 48 Odlewnictwo Współczesne o znacznej sztywności i o lepszych, poprawionych właściwościach tłumiących, w tym o zwiększonej możliwości tłumienia drgań. Stanowi to istotny czynnik zwiększający wartość użytkową (trwałość) maszyn i urządzeń, a ponieważ drgania wywołane czynnikami zewnętrznymi podczas pracy urządzeń, które cechuje dynamiczny cykl pracy, występują powszechnie. W artykule scharakteryzowano różne odlewy. Ceramika porowata do infiltracji metalami wytwarzana metodą żelowania spienionej zawiesiny. Gelcasting of alumina foams as preforms for metal infiltration. Autor: Potoczek M. i in. Inż. Mat. 2009, R. 30, nr 6, s. 536539. Kompozyty metalowo-ceramiczne o strukturze infiltrowanej charakteryzują się unikalną przestrzenną strukturą, wzajemnie przenikających się szkieletów faz metalowej i ceramicznej. Praktycznie jedynym sposobem wytwarzania tego typu kompozytów jest infiltracja roztopionego metalu do porowatej kształtki ceramicznej, zwanej preformą. W niniejszej pracy zastosowano preformy z ceramiki korundowej (α-Al2O3) o budowie piany, wytworzone nową metodą otrzymywania ceramiki porowatej, którą jest żelowanie spienionej zawiesiny (ang. gelcasting of foams). Metoda żelowania spienionej zawiesiny umożliwia wytwarzanie ceramiki o porowatości w zakresie 60-95%. Jej zaletą jest wyższa wytrzymałość mechaniczna w porównaniu z wytrzymałością wysokoporowatej ceramiki, otrzymywanej dotychczas najpopularniejszą techniką, którą jest osadzenie ceramicznej masy lejnej na spienionym podłożu polimerowym (ang. polymeric sponge method). Po procesie spiekania (1550°C, 2 h), preformy korundowe przeznaczone do infiltracji ciekłym metalem charakteryzowały się występowaniem sferycznych makroporów (komórek piany) o średnicy modalnej 450 μm, połączonych ze sobą okienkami na ściankach komórek piany o średnicy 49 modalnej 122 μm. Gęstość pozorna porowatych kształtek korundowych wynosiła 0,468 g/cm3, a porowatość całkowita 88%. Udział porów zamkniętych wynosił mniej niż 1%. Wytrzymałość mechaniczna na ściskanie porowatych kształtek korundowych wynosiła 5,1 MPa, a wytrzymałość na zginanie – 3,5 MPa. Obecność okienek na ściankach komórek piany powodowała, że preformy charakteryzowały się wysoką przepuszczalnością fazy ciekłej. W procesie infiltracji ciśnieniowej stopu AlCu5 do porowatych kształtek korundowych uzyskano kompozyty metalowo-ceramiczne o strukturze infiltrowanej, charakteryzujące się pełnym wypełnieniem sferycznych makroporów preformy ceramicznej przez metal i dobrym przyleganiem na granicy faz ceramika-metal. Międzyfazowe procesy o charakterze kontaktowym jako czynnik kształtowania odlewanych bimetali. Mezhfaznye kontaktnye processy kak faktor formirovanija litykh bimetallov. Interfacial Contact Processes as Forming Factor of Cast Bimetals. Autor: Zatulovskij S.S., Trakshinskij B.R., Shhereckij V.A. Processy lit’ja 2009, nr 6, s. 61-66. Przedstawiono wyniki badań napięcia międzyfazowego w układach bimetalicznych w układach ciało stałe (stal)stop (stop miedzi) w procesie łączenia się składników typu stal-odlewany materiał kompozytowy na osnowie miedzi, zbrojony stalowymi granulkami, a także bimetalu: stal-stop miedzi. Na podstawie otrzymanych wyników sformułowano zalecenia odnośnie realizacji procesu technologicznego otrzymywania półwyrobów z bimetali przeciwciernych metodą wytapiania w piecu. Odlewnictwo Współczesne Reakcje cząsteczek SiC podczas wytwarzania kompozytów magnezowych i aluminiowych. Reaktionen von SiC-Partikeln bei der Herstellung von Magnesium-oder AluminiumMMC. The reactions of SiC particles during the magnesium and aluminum composites production. Autor: Schiffl A. Giesserei 2009, Jg. 96, H. 1, s. 38-45. Infiltracja SiC za pomocą ciekłego (stopu) aluminium jest możliwa przy odpowiednim doborze parametrów procesu, bez tworzenia się węglików na powierzchni granicznej cząsteczka/osnowa Al. Czas infiltracji powinien być tak krótki, aby ograniczyć udział reakcji chemicznej w kinetyce procesu. Inny obraz procesu ukazuje się, gdy cząsteczki SiC są infiltrowane ciekłym stopem magnezu. Już w czasie krótkiego czasu infiltracji tworzą się produkty reakcji, np. Mg2Si. Jeżeli cząstki SiC przebywają dłużej w ciekłym stopie magnezu zawierającym aluminium, to cały SiC ulegnie rozpadowi na Mg2SiC i Al4C3. Jeżeli reakcje mają być przyhamowane, to należy obniżyć temperaturę infiltracji, a w dalszej kolejności, także temperaturę ciekłego metalu. Szybkie odlanie metalu i skrócony czas wytrzymania mogą oddziaływać pozytywnie na proces infiltracji. Drugą możliwością jest ograniczenie niepożądanych reakcji metalurgicznych poprzez zmniejszenie powierzchni reaktywnych. Duże cząsteczki SiC sprzyjają występowaniu powyższych reakcji. Zastosowanie procesu CDC do odlewania tanich funkcjonalnie gradientowych materiałów. Using the CDC process for the casting of low-cost functionally gradient materials. Autor: Midson S.P., Weiss D.J., Browne D.J. Materiały gradientowe są wytwarzane z dwóch lub więcej stopów. Cechą charakterystyczną tych materiałów jest brak wyraźnie zarysowanej granicy podziału faz. Przejście pomiędzy poszczególnymi fazami obejmuje gładko przebiegającą gradientową zmianę stężenia, mikrostruktury i właściwości. Tradycyjnie materiały te są produkowane techniką odlewania odśrodkowego lub w procesie metalurgii proszków. Oba te procesy nakładają jednak dość znaczne ograniczenia na wymiary i kształt produkowanych elementów. Opracowano więc nowy proces otrzymywania funkcjonalnie gradientowych materiałów. Jest to stosunkowo tani proces odlewania CDC (ang. cast – decant – cast), obejmujący trzy kolejne etapy. Proces ten polega na jednoczesnym, lecz oddzielnym topieniu dwóch stopów – stopu A i stopu B. Stop A zostaje następnie wlany do formy (etap I). Pozostaje tam przez czas potrzebny do skrzepnięcia przylegającej do ścianki formy warstwy metalu. Kiedy warstwa ta osiągnie żądaną grubość, ciekły „środek” zostaje przelany z powrotem do tygla (etap II). Następnie do formy z zakrzepłym stopem A zostaje wlany stop B (etap III). Przy odpowiednio dobranej temperaturze stopu B powoduje on nadtopienie zakrzepłej warstwy stopu A i połączenie się obu stopów, tworząc żądaną strukturę gradientową. Proces jest tani, a jednocześnie znacznie poszerza zakres możliwych do wykonania konfiguracji odlewów. Artykuł opisuje dokładnie proces CDC wraz z podaniem przykładów stosowanych par materiałów. Omówiono również realizowany aktualnie projekt (faza prototypowania) wykonywania tarcz hamulcowych, gdzie warstwą zewnętrzną jest kompozyt (dobra odporność na zużycie), a rdzeń stanowi stop aluminium (dobra plastyczność i obrabialność). Proces CDC zapewnia ciągłość przejścia pomiędzy dwoma różnymi materiałami i obszar gradientowy, który lepiej przenosi naprężenia powstające podczas procesu hamowania. Foundry Tr. J. 2009, Vol. 182, nr 3664, s. 116-118. 50 Odlewnictwo Współczesne 17. SYSTEMY ZAPEWNIANIA JAKOŚCI, STATYSTYCZNA KONTROLA PROCESU (SPC), CERTYFIKACJA, KONTROLA JAKOŚCI, BADANIA ODBIORCZE Urządzenia optyczne do kontroli jakości odlewów w wymiarze 3D. Optical 3D scanning for the casting industry. Cast Metal a. Diecasting Times 2010, Vol. 12, nr 1, s. 36. Firma GOM opracowała i wykonała przenośne urządzenie ATOS 3D do optycznego wykrywania deformacji i wad odlewniczych (skaner). Urządzenie wyposażone jest w ręczny czujnik dotykowy (sondę), który może być wprowadzany w trudno dostępne miejsca odlewu, np. odlewu silnika, które skanuje punkt po punkcie pod kątem wad wewnętrznych, odchyleń wymiarowych i grubości ścianek. Program CAD przetwarza dane z czujnika w obraz 3D lub 2D. Urządzenie nadaje się do kontroli zarówno małych, jak i dużych odlewów. Wady odlewów pierścieni uszczelniających i przyczyny ich powstawania. Defekty otlivokuplotnitelnye kol’ca i prichiny ikh obrazovanija. Defects of Seal Ring Castings and Causes of their Formation. Autor: Evlampiev A.A. i in. Lit. Proiz. 2010, nr 3, s. 17-20. W pracy analizowano podstawowe cechy wybranych charakterystycznych wad oraz ich klasyfikację. Opisano przyczynę powstawania każdej opisanej wady odlewniczej oraz wskazano środki zaradcze powstrzymujące powstawanie wady. W szczególności artykuł dotyczy wad odlewów pierścieni uszczelniających z żeliwa odpornego na ścieranie z wysoką zawartością Cr i Ni. Odlewane są one w formach 51 piętrowych, z możliwością otrzymywania do 40 pierścieni w jednej formie. Średnica pierścieni ma wymiar od 70 do 400 mm. W podrozdziałach opisano następujące wady: rakowatości; pęcherze: gazowe, skurczowe i gazowo-skurczowe oraz spawy i niedolewy. Omówiono przyczyny powstawania tych wad. Badanie wpływu porowatości na właściwości zmęczeniowe odlewów ze stopu Al-Si9Cu3 za pomocą tomografii mikrokomputerowej. Etude par microtomographie de la nocivite de la porosite sur la tenue en fatigue de pieces en Al-Si9Cu3. Study by microtomography of the impairment by porosity of the fatigue resistance of Al-Si9Cu3 castings. Autor: Chabod A. i in. Fonderie Fond. d’Aujourd. 2009, nr 290, s. 13-24. Na wytrzymałość zmęczeniową odlewów wpływa szereg czynników: materiałowych i wynikających z charakteru obciążenia. Jeśli chodzi o czynniki materiałowe, porowatość w porównaniu z odstępami między dendrytami i ewentualnie wydzieleniami jest najbardziej istotna, jeśli chodzi o wytrzymałość zmęczeniową. Poniższe badania mają na celu określenie ilościowe wpływu porowatości na trwałość odlewów ciśnieniowych ze stopu Al-Si9Cu3. Badania miały charakter badań nieniszczących. Chodziło o określenie właściwości w próbkach do badań wytrzymałości zmęczeniowej za pomocą mikrotomografii komputerowej, które następnie poddano zmiennej próbie rozciągania. Dane pochodzące z badań z wykorzystaniem mikrotomografii komputerowej zostały tak przetworzone, że możliwe było podzielenie próby rozciągania na dwa etapy, a mianowicie osnowy i porów. Kształt porów oraz ich rozmieszczenie były analizowane zarówno jednostkowo, jak i statystycznie. Uzyskany obraz został poddany analizie za pomocą metody elementów skończonych. Oparta na zmiennych obliczeniach analiza miała Odlewnictwo Współczesne na celu wyodrębnienie obszarów podlegających większemu obciążeniu. W tym celu opracowano dokładną metodę „oczkową” oceny porowatości. Objętościowy rozkład równoważnikowego obciążenia Misesa wyrażony jest w postaci skalara; jest on eksportowany jako obraz objętości, który można obrabiać (przetwarzać) za pomocą tego samego narzędzia, którym obrabiane są obrazy pochodzące z tomografii komputerowej. Tak więc każdemu porowi przyporządkowane jest obciążenie Misesa i obszar oddziaływania, któremu można przypisać parametry geometryczne i morfologiczne. Z badań wynika, że istnieje ścisła zależność pomiędzy obciążeniem na granicy pora a jego objętością, jak też nieco mniejsza zależność od minimalnych odstępów poszczególnych powierzchni porów od powierzchni próbki. W oparciu o „koncentrację” obciążenia można przewidzieć (wyznaczyć) obszar, w którym nastąpi inicjacja pęknięcia. Tolerancje wymiarowe w odlewach wykonanych ze stopów aluminium. Dimensional tolerances in aluminum castings. Eng. Cast. Solutions 2009, Vol. 11, nr 1, s. 42. Ze względu na to, że dokładność wymiarowa odlewu zależy w głównej mierze od materiału formy, parametr ten jest najważniejszym kryterium w wyborze sposobu wykonania odlewu (tj. rodzaju masy formierskiej, formy itp.). Wykonywanie odlewów w kokili lub odlewanie ciśnieniowe pozwala na uzyskanie odlewów o lepszej dokładności wymiarowej niż odlewanie do form piaskowych. Opracowano specyfikacje (normy) dotyczące dokładności wymiarowej odlewów ze wszystkich rodzajów tworzyw metalowych. Dla odlewów wykonywanych ze stopów aluminium technolodzy sięgają po normy Standards for Aluminium Sand and Permanent Mold Castings. Zdarza się jednak, że dokładność wymiarowa odlewów nie mieści się w żadnej klasie tolerancji wymiarowej. Należy wtedy szukać powodów występowa- nia tej wady. Po pierwsze należy sprawdzić oprzyrządowanie. Jeżeli jest dobre, należy przeanalizować odkształcenia formy, odkształcenia wynikające z rodzaju obróbki cieplnej i prasowania. Wzrost wydajności produkcji w odlewni dzięki zastosowaniu oprogramowania SandExpert i urządzenia do badania masy formierskiej QualiMaster AT1 firmy Eirich. Produktivitaetssteigerung in der Giesserei durch Eirich-Software SandExpert mit Eirich-Formsandpruefgeraet QualiMaster AT1. The increase of efficiency production in the foundry by using SandExpert software and the equipment by Eirich’s QualiMaster AT1 for testing moulding sand. Autor: Seeber R. Giesserei-Praxis Special 2009, nr 1-2, s. 35-39. Rosnące wymagania z punktu widzenia dobrej jakości masy formierskiej powodują, że konieczne jest stosowanie systemu zapewnienia jakości, ze szczególnym uwzględnieniem zapobiegania powstawaniu wad w odlewach (strategia przyszłościowa), w celu realizowania produkcji w sposób przewidywalny. W celu realizacji ww. wymagań opracowano koncepcję urządzenia do kontroli masy formierskiej QualiMaster AT1 ze specjalistycznym oprogramowaniem SandExpert. Oprogramowanie to ma szerokie zastosowanie w obszarze kontroli jakości masy formierskiej. Możliwa jest kontrola masy formierskiej znajdującej zastosowanie w ekstremalnych warunkach produkcji. Koncepcję urządzenia QualiMaster AT można scharakteryzować następująco: za pomocą oprogramowania SandExpert zainstalowanego w urządzeniu można ustalać (regulować) żądane właściwości masy formierskiej i kontrolować on line jej właściwości. Możliwe jest monitorowanie wszystkich parametrów i wielkości pomiarowych poprzez rejestrację (gromadzenie) danych. Za pomocą oprogramowania SandExpert można 52 Odlewnictwo Współczesne też ilustrować przebieg zmian właściwości masy, a w przypadku stwierdzenia niekorzystnych odchyłek istnieje możliwość odpowiedniej ingerencji i korekty. Istnieje możliwość archiwizacji danych. Możliwa jest kontrola właściwości masy formierskiej w bardzo wąskich granicach. Wyniki realizacji projektu badawczego na temat odlewania tiksotropowego stopów. 18. MASZYNY I URZĄDZENIA Firma Italpress (w ramach konsorcjum), posiadająca już wcześniejsze doświadczenia w zakresie badań procesu odlewania tiksotropowego stopów aluminium przy użyciu maszyn ciśnieniowych, zrealizowała grant badawczy wynikający z zapotrzebowania firmy Reynolds Wheel i japońskiej firmy Homark na technologię tiksotropowego odlewania 17-calowych kół samochodowych. W rezultacie powstało stanowisko technologiczne, w którego skład wchodzą: maszyna ciśnieniowa TX z wydłużonym suwem (shot stroke) i zwiększoną siłą zwierania (closing lub injection force), indukcyjny piec podgrzewający i robot wybierający oraz przenoszący wlewki z pieca do maszyny ciśnieniowej. Robot wyposażono w specjalną ceramiczną tackę o kształcie dobranym do kształtu wlewka. Całość stanowiska sterowana jest przez system pracujący w czasie realnym. Opisano historię prac (lata 1995–2003 i po przystąpieniu firmy japońskiej, do chwili obecnej) oraz poszczególne etapy i sposoby realizacji prac. Nowa innowacyjna maszyna ciśnieniowa typu TF. Case studies on innovative die casting machines. Autor: Benini A. Die Cast. Eng. 2009, Vol. 53, nr 4, s. 42-45. W ramach projektu Toggle Free został opracowany prototyp maszyny ciśnieniowej TF, w której nie zastosowano korbowodów w mechanizmie zamykania formy. Innowacyjność systemu zamykania polega na tym, że oparty jest on wyłącznie o urządzenia hydrodynamiczne. Omówiono i pokazano na schematach nowy system zamykania formy maszyny TF. Porównano sztywność, siłę zwierania i gabaryty nowej maszyny ze sztywnością, siłą zwierania i gabarytami dotychczas stosowany maszyn ciśnieniowych. Badania półprzemysłowe prototypu wykazały, że nowa konstrukcja zamykania powoduje mniej deformacji odlewów ze względu na równomierne rozłożenie sił naprężających, co przekłada się na dłuższą żywotność części mechanicznych. Brak małych, szybko zużywających się części (kołki, tuleje) pozwala również na zwiększenie żywotności urządzenia. Maszyna TF jest prosta w obsłudze i zmianie technologii. Cały proces wykonywania odlewów jest sterowany komputerowym systemem PLC. 53 Thixocasting alloy research project results. Cast Metal a. Diecasting Times 2009, Vol. 11, nr 5, s. 34, 36. Dwupłytowa jednostka zwierająca formy ciśnieniowe w maszynie ciśnieniowej. Zweiplatten-Formschliesseinheit giessmaschinen. Druck- Two-disc unit containing pressure mould in the die casting machine. Autor: Nogowizin B. Druckguss 2009, nr 2, s. 60-68. Przeanalizowano pracę dwupłytowej jednostki zwierającej formy ciśnieniowej, wyposażonej w cztery tłoki o krótkim skoku do maszyny ciśnieniowej. Przytoczono jej kilka zalet w porównaniu z typową trzypłytową jednostką zwierającą. Dwupłyto- Odlewnictwo Współczesne wa jednostka zwierająca przyczynia się do zmniejszenia masy (ciężaru) maszyny ciśnieniowej, a maszyna ciśnieniowa nie wymaga dużo przestrzeni do jej eksploatacji. Dwupłytowa jednostka zwierająca nadaje się szczególnie do dużych maszyn ciśnieniowych. Przedstawiono metody obliczeń w celu doboru parametrów systemu zabezpieczającego zwierającego i siły zwierania formy dwupłytowej jednostki zwierającej. Metody te mogą być stosowane zarówno przez konstruktorów maszyn ciśnieniowych, jak i przez tych, którzy maszyny eksploatują. Dotyczy to głównie projektowania, jak i badania (kontroli) jednostek zwierających, a także wyboru maszyny ciśnieniowej z dwupłytową jednostką zwierającą. Nowa formierka firmy SINTO. New molding machine gives T&L peace of mind. Mod. Casting 2009, Vol. 99, nr 9, s. 49. Odlewnia T&L, produkująca odlewy ze stopów aluminium o masie od kilku uncji do pół tony, zdecydowała się zastąpić 15-letnią formierkę firmy Robert Sinto nowym urządzeniem, również tej firmy − typu FBOX. Formierka wyposażona jest w funkcję „bocznego napowietrzania masy”, dzięki czemu masa wypełnia bardzo dokładnie naroża i miejsca trudno dostępne formy. Formierka jest przystosowana do produkcji ręcznej, jak i w linii automatycznego formowania. Uzyskane formy charakteryzują się dużą wytrzymałością, a odlewy – dużą dokładnością wymiarową. Ponadto w porównaniu do posiadanych przez firmę formierek, zużywa ona mniej sprężonego powietrza i jest mniej hałaśliwa. W porównaniu do starej formierki, dzięki nowemu urządzeniu zwiększono produkcję o 20%. Oszczędność piasku oznacza oszczędność pieniędzy – podziękujmy więc firmie OMEGA za jej urządzenia. Saving sand means saving money − thanks to OMEGA. Cast Metal a. Diecasting Times 2009, Vol. 11, nr 1, s. 16-17. Działająca od 1982 r. odlewnia South Lincs Foundry zdołała obniżyć w sposób bardzo znaczący zużycie nowego piasku, dzięki zainstalowaniu dodatkowych urządzeń do mechanicznej regeneracji masy formierskiej. Urządzenia te dostarczyła firma OMEGA Foundry Machinery Ltd. Odlewnia South Lincs Foundry znajduje się w Spalding, Lincolnshire i jest jednym z nielicznych zakładów odlewniczych w tym okręgu. Wykonuje odlewy z żeliwa, staliwa i aluminium. Maksymalny ciężar odlewów wynosi 500 kg, a roczna wydajność do 50 ton odlewów. Formiernia wyposażona jest w mieszarki OMEGA (masy z alkalicznymi żywicami fenolowymi utwardzane estrami) oraz w pierwotnie zakupione urządzenie do regeneracji masy przez mechaniczne ocieranie, dostarczone również przez firmę OMEGA. W marcu 2007 roku zakupiono drugie urządzenie OMEGA do regeneracji mechanicznej. Zasada działania obu urządzeń jest następująca: po przejściu przez urządzenie pierwsze (3 sita, rozdrabnianie, ocieranie, chłodzenie i klasyfikacja) piasek jest transportowany do zasobnika pośredniego, a następnie urządzeniem pneumatycznym do zasobnika o pojemności 30 ton, umieszczonego nad drugim urządzeniem do regeneracji o wydajności 5 t/h. Po wstępnym sortowaniu i przejściu przez oddzielacz magnetyczny piasek jest poddawany regeneracji mechanicznej, a następnie – klasyfikacji w złożu fluidalnym dla usunięcia pyłów i frakcji podsitowych. Pyły są gromadzone w specjalnych workach, a ich ilość nie przekracza 2% łącznej ilości regenerowanej masy. Dzięki zastosowaniu drugiego urządzenia, poziom efektywności regeneracji podniósł się do 90%. 54 Odlewnictwo Współczesne Mniej znaczy więcej. Automatyczne zakładanie rdzeni. Weniger ist mehr. Automatisches Kerneinlegen. Less means more. Automatic cores loading. Autor: Janke T. Giesserei-Erfahrungsaust. 2009, nr 3, s. 4-8. W artykule omówiono zagadnienie automatycznego zakładania rdzeni, konstrukcję typowego urządzenia do automatycznego zakładania rdzeni i przedstawiono zasadę działania poszczególnych grup, zespołów konstrukcyjnych. Automatyzacja tego etapu produkcji odlewów pozwala na większą precyzję procesu i zmniejszenie braków oraz przyspieszenie procesu. Zastosowanie nowoczesnych robotów (urządzeń) na tym obszarze produkcji przynosi korzyści ekonomiczne, pozwala ograniczyć pracę fizyczną pracowników odlewni. Omówiono konstrukcję i eksploatację robota, za pomocą którego rdzenie zakładane są bezpośrednio do matrycy „chwytnej”. Następnie przedstawiono warianty wymiany modelu, eksploatację nowo opracowanego robota do zakładania rdzeni, a także konstrukcję hybrydowego robota do zakładania rdzeni. Wzmocnić średnie przedsiębiorstwa. Zastosowanie robotów w MŚP: nowa generacja robotów wspomagająca produkcję w małych i średnich odlewniach. Mittelstand staerken. SMErobot: eine neue Robotergeneration fuer kleine und mittelstaendische Fertigungen. To strengthen the medium-sized enterprises. SME robot: a new generation of robots supporting the production in small and medium-sized foundries. Autor: Ledermann T., Meyer Ch. Giesserei-Erfahrungsaust. 2009, nr 3, s. 10-12. Omówiono zastosowanie robota nowej generacji SME o modułowej konstrukcji. Oprogramowanie komputera jest łatwe w obsłudze, a sam robot jest tani w eksploatacji, można go stosować w krótkich cyklach produkcyjnych i małej liczebności partii wyrobów. Robot znajduje zastosowanie w małych i średnich odlewniach, na przykład w procesach wykańczania odlewów i usuwania zalewek. Innym przykładem zastosowania robotów SME może być zastosowanie w kontroli jakości po odpowiednim jego przezbrojeniu. W artykule zaprezentowano także zastosowanie robota SME w operacjach cięcia, spawania i szlifowania. 19. HISTORIA ODLEWNICTWA I ODLEWY ARTYSTYCZNE Analiza srebrnych świeczników z punktu widzenia odlewnika: oryginał, kopia, falsyfikat. An analysis of silver candlesticks from a casting point of view: originals, copies, forgeries. Autor: Audy J., Evin E. China Foundry 2010, Vol. 7, nr 1, s. 68-75. Zaprezentowano efekty badań prowadzonych na kilku świecznikach, w tym dwóch z XVIII wieku, jednym oryginalnym kandelabrze i małych świecznikach z początku XX wieku. Badania miały na celu uchronienie kolekcjonerów przed nabywaniem przez nich dobrze podrobionych, często za pomocą współczesnych technik, przedmiotów. Dotyczyły pokazania cech, charakterystycznych znamion, kształtów, umiejscowienia, stylu itp. badanych świeczników. Na załączonych fotografiach objaśniono znaczenia poszczególnych znaków, ewaluacje kształtu cech oraz miejsca ich ulokowania na przedmiocie. Autorzy ostrzegają, że w przypadku zakupu jakichkolwiek „sreber angielskich”, oprócz cechy przedmiotu, należy na przedmiocie szukać znaków dotyczących czystości srebra, miasta, w którym wyprodukowano wyrób i daty produkcji. Opracowanie: Krystyna Bany-Kowalska, Joanna Dziaduś-Rudnicka, Elżbieta Smoluchowska, Aleksander Welkens, Maria Zgut 55 Ekspresowa informacja naukowo-techniczna z wybranych czasopism WYBRANE ARTYKUŁY TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER CAST METAL & DIECASTING TIMES Vol. 13, No. 1, January/February 2011 AUTORZY Klaus Malpohl, Rudolf Hillen TYTUŁ ARTYKUŁU Aluminium melting review. Topienie aluminium – przegląd. Base metals under the shadow of ETFs. Goran Djukanovic Sun Qian, Li Dayong, Wang Lihua, Zhang Jianlei CHINA FOUNDRY Vol. 8, No. 1, February 2011 Metale nieszlachetne w cieniu funduszy inwestycyjnych. A new dynamic method for measuring hydrogen partial pressure in molten aluminum alloy. Nowa dynamiczna metoda pomiaru ciśnienia cząstkowego wodoru w ciekłym stopie aluminium. Improvement of corrosion resistance in NaOH solution and glass forming ability of as-cast Mg-based bulk metallic glasses by microalloying. Peng Hao, Li Shuangshou, Huang Tianyou Chen Yanfei, Xiao Shulong, Tian Jing, Xu Lijuan, Kong Fantao, Chen Yuyong Zhao Lei, Liao Hengcheng, Pan Ye, Wang Qigui, Sun Guoxiong Poprawa odporności na korozję w roztworze NaOH i zdolności szkłotwórczych w stanie lanym szkieł metalicznych na bazie magnezu dzięki wprowadzeniu pierwiastków mikrostopowych. Improvement in collapsibility of ZrO2 ceramic mould for investment casting of TiAl alloys. Poprawa wybijalności form ceramicznych na bazie ZrO2 dla odlewów ze stopów TiAl wykonanych metodą wytapianych modeli. In-situ observation of porosity formation during directional solidification of Al-Si casting alloys. Obserwacja in situ tworzenia się porowatości podczas kierunkowego krzepnięcia stopu odlewniczego Al-Si. Prediction and improvement of shrinkage porosity in TiAl based alloy. Gao Yong, Zhang Lijing, Gao Wenli, Zhang Hu Li Hua, Wu Junjiao, Huang Tianyou, Makino Hiroyasu Przewidywanie występowania porowatości skurczowej w stopach na bazie TiAl i środki zapobiegające tej wadzie. A new numerical simulation model for high pressure squeezing moulding. Nowy model symulacji numerycznej dla procesu odlewania pod wysokim ciśnieniem z doprasowaniem. 56 Odlewnictwo Współczesne WYBRANE ARTYKUŁY TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER AUTORZY TYTUŁ ARTYKUŁU Optimization of tensile strength for new type acetone-urea-formaldehyde furan resin using uniform design. Lin Shengjun, Zhao Wei, Li Yuancai, Tong Siyi, Wang Wenqing CHINA FOUNDRY Vol. 8, No. 1, February 2011 Zhou Wenbin, Zhu Hongbo, Zheng Dengke, Zheng Hongxing, Hua Qin, Zhai Qijie Zheng Xingwei, Dong Jie, Liu Wencai, Ding Wenjiang Optymalizacja wytrzymałości na rozciąganie nowego typu żywicy acetonowo-mocznikowoformaldehydowo-furanowej dzięki zastosowaniu metody jednolitego projektowania eksperymentu. Niobium alloying effect in high carbon equivalent grey cast iron. Oddziaływanie niobu jako pierwiastka stopowego w żeliwie szarym o wysokiej wartości równoważnika węglowego. Microstructure and mechanical properties of NZ30K alloy by semi-continuous direct chill and sand mould casting processes. Mikrostruktura i właściwości mechaniczne stopu NZ30K odlewanego metodą półciągłą z bezpośrednim chłodzeniem i do form piaskowych. Mechanism of pulse magneto-oscillation grain refinement on pure Al. Pei Ning, Gong Yongyong, Li Renxing, Xia Zanqi, Zhai Qijie Mechanizm rozdrobnienia struktury ziarnistej w czystym aluminium techniką impulsowej oscylacji pola magnetycznego. 2010 Annual Report: Providing the Resources for Success in the Die Casting Industry. Daniel Twarog DIE CASTING ENGINEER Vol. 55, No. 2, March 2011 Raport roczny 2010: Zapewnienie środków na sukces w przemyśle odlewania ciśnieniowego. Dribble, Dross and Gooseneck Design – Don’t Work with a Problem – Eliminate the Problem. Edmund Herman Prawidłowe zaprojektowanie przeciwkolana w gorącokomorowej maszynie ciśnieniowej dla wyeliminowania wycieku metalu i gromadzenia się żużla – Nie pracuj z problemem – Eliminuj problem. EZACTM – High Strength, Creep Resistant, Zinc Die Casting Alloy. Ryan Winter Andrew Thomas, Clare Eilbeck EZACTM – Stop cynku do odlewania ciśnieniowego charakteryzujący się wysoką wytrzymałością i żaroodpornością. The Outlook for Aluminium and Zinc Prices. Prognoza cen aluminium i cynku. Applications of New High Fluidity Zinc Die Cast Alloy. Keith Zhang, Artur Filc 57 Zastosowania nowego stopu cynku o wysokiej lejności w odlewnictwie ciśnieniowym. Odlewnictwo Współczesne WYBRANE ARTYKUŁY TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER AUTORZY Udo Kiel, Dieter Mewes, Horst Wolff, Gotthard Wolff TYTUŁ ARTYKUŁU Instrumente zur Entwicklung nachhaltiger Leichtbaukomponenten. Teil 4 – Nachhaltigkeit im Personalwasen. Oprzyrządowanie do opracowywania ekologicznych elementów lekkich konstrukcji. Część 4 – Ekologia wśród personelu. Verbundguss: Der sichere Parameterraum beim Eingießen von Stahl in Eisenguss. GIESSEREI Vol. 98, No. 2, 2011 Thomas Löhken, Thomas Eckardt Patrick Saal, Leopold Meier Jürgen Lamparter Wolfgang Vogel, Manfred Kadner, Michael Stelter, Klaus Eigenfeld Wolfgang Münchinger, Matthias Fuhrhop Andreas Huppertz, Ralf-Paul Jung, Christian Speuser Barbara Behrens, Andre Driemeyer-Wilbert, Daniel Heinen, Martin Bock GIESSEREI ERFAHRUNGSAUSTAUSCH Vol. 55, Nos. 3+4, 2011 Odlew warstwowy: Bezpieczna przestrzeń (zakres) parametrów przy odlewaniu żeliwa i staliwa. Reduzierung von Eigenspannungen in Umformwerkzeugen. Redukcja naprężeń własnych w narzędziach do obróbki. Maßgeschneiderte Anlagenkonzepte für die Motorblockfertigung. Dopasowana koncepcja urządzeń do projektowania bloków silników. Vermeidung von schwindungsbedingten Gussfehlern durch nanostrukturierte Oxide. Zapobieganie wadom odlewów wywołanych skurczem z wykorzystaniem tlenków o strukturze nano. Der moderne Schmelzbetrieb. Nowoczesna topialnia. Neustrukturierung des Einkaufsprozesses mit gleichzeitiger Innovationsförderung. Nowa struktura procesu zakupów przy jednoczesnym wdrażaniu innowacyjności w tym obszarze. Für einen wettbewerbsfähigen Werkzeug- und Formenbau. Konkurencyjne wytwarzanie oprzyrządowania i form. Strategia obróbki powierzchni oprzyrządowania i form. Flexible ERP-Lösung für den Formen- und Werkzeugbau. Wolfgang Klingauf E. Ambos, W. Besser, T. Zuk-Hrtel, T. Mayer, J. Emmenegger Elastyczne zarządzanie wytwarzaniem form i oprzyrządowania z wykorzystaniem systemu EPR. Firma Hartig producent oprzyrządowania i systemów montażowych stosuje system WorkPlan Enterprise. Die Qualität von Druckgussteilen verbessern. Poprawa jakości odlewów ciśnieniowych. Mit Vakuumsystemen die Produktqualität effektiv steigern. Karsten Ehrly Zwiększanie wydajności za pomocą systemów próżniowych. Zastosowanie technologii próżniowych w odlewnictwie ciśnieniowym. Bis zu fünffach kürzere Bedienzeit. Oliver Brunke Prawie pięciokrotnie krótszy czas myślenia. Nowe oprogramowanie do tomografii komputerowej, pełna automatyzacja pomiaru. 58 Odlewnictwo Współczesne WYBRANE ARTYKUŁY TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER AUTORZY TYTUŁ ARTYKUŁU Kosteneinsparung bei der Sprühkopfreinigung. Uwe Geilert GIESSEREI ERFAHRUNGSAUSTAUSCH Vol. 55, Nos. 3+4, 2011 Obniżenie kosztów przy oczyszczaniu przez natryskiwanie. Wykorzystanie systemów natryskowych bez ich demontażu. Rohteilqualität rauf – Stückkosten runter. Volker Gogoll Wzrost jakości wyrobu surowego – koszty jednostkowe w dół. Za pomocą dysz skrócono czas trwania cyklu o blisko 20%. Innovativ auf Zink-Druckguss umgestellt. Dietmar Gerwig, Thomas Herper Innowacyjne przestawienie się na odlew ciśnieniowy ze stopów cynku. Napędy do żaluzji z tworzywa sztucznego zastąpiono odlewem ciśnieniowym ze stopu cynku. Druckgussteile mit Lebenslauf. Steffen Herzog Odlewy ciśnieniowe z historią. Bezpośrednie znakowanie odlewów ciśnieniowych za pomocą systemu znakowania. Innovative Dewax Method Unlocks Potential for Investment Casters. Tom Branscomb Nowatorska metoda usuwania wosku otwiera nowe możliwości dla odlewnictwa precyzyjnego. INCAST Vol. XXIV, No. 3, March 2011 New Foam Pattern Material Replaces Wax as Pattern Material for Everyday Use, Even in Defence & Military Applications. Robert Dzugan, Neil Chaudhry, Tim Large 59 Nowy materiał oparty na spienionych polimerach używany jako zamiennik wosku na modele odlewnicze do produkcji odlewów zarówno standardowych, jak również odlewów stosowanych w przemyśle wojskowym i obronnym. Odlewnictwo Współczesne WYBRANE ARTYKUŁY TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER AUTORZY Z.M. Wang, H.R. Geng, G.R. Zhou, Z.Q. Guo, X.Y. Teng TYTUŁ ARTYKUŁU Metastable microheterogeneity in liquid monotectic Bi-Ga alloys. Metastabilna mikroniejednorodność w ciekłych monotektycznych stopach Bi-Ga. Effects of holding temperature and time on semisolid isothermal heat treated microstructure of AZ61-0·7Si magnesium alloy. INTERNATIONAL JOURNAL OF CAST METALS RESEARCH Vol. 24, No. 2, 2011 J.M. Peng, M.B. Yang Wpływ temperatury i czasu wytrzymania na mikrostrukturę stopu magnezu AZ61-0·7Si poddawanego izotermicznej obróbce cieplnej w stanie półciekłym. M. Martinez Celis, N. Valle, J. Lacaze, I.O. Thorbjornsson, B. Johannesson, J.T. Thorgrimsson Microstructure of as cast reinforced ductile iron. Y.-C. Tsai, C.-Y. Chou, R.-R. Jeng, S.-L. Lee, C.-K. Lin Mikrostruktura żeliwa sferoidalnego utwardzanego lokalnie w stanie lanym. Effect of rare earth elements addition on microstructures and mechanical properties of A356 alloy. Wpływ dodatku pierwiastków ziem rzadkich na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne stopu A356. Characterisation of hot tearing in Al cast alloys: methodology and procedures. S. Li, K. Sadayappan, D. Apelian R.M. Hilbinger, A. Lohmüller, J. Köpf, R.F. Singer Klasyfikacja naderwań na gorąco w odlewanych stopach aluminium: metodologia i procedury. Predicting defects and material quality in castings by means of computational determination of flow length values. Przewidywanie wad i jakości materiału w odlewach przy pomocy komputerowo obliczanych wartości długości przepływu ciekłego metalu. Eutectic growth in Sr modified Al-13%Si alloy under unidirectional solidification. H.C. Liao, W.R. Huang, M.D. Cai S. Boontein, N. Srisukhumbovornchai, J. Kajornchaiyakul, C. Limmaneevichitr Eutektyczny wzrost w stopie Al-13%Si modyfikowanym strontem podczas jednokierunkowego krzepnięcia. Reduction in secondary dendrite arm spacing in cast aluminium alloy A356 by Sb addition. Zmniejszenie odległości ramion dendrytów drugiego rzędu w odlewanym stopie aluminium A356 dzięki wprowadzeniu dodatku antymonu. Effect of HIP temperature on microstructure and tensile properties of 713LC cast superalloy. S.-H. Chang, K.-T. Huang, C.-M. Liu N. Suresh, S. Venkateswaran, S. Seetharamu Wpływ temperatury prasowania izostatycznego na gorąco na mikrostrukturę i wytrzymałość na rozciąganie odlewanego nadstopu 713LC. Studies on eutectic Al-Si alloy-flyash composites. Badania nad eutektycznymi kompozytami ze stopu Al-Si z dodatkiem popiołu lotnego. Lining of cast iron cylinder with copper alloy utilising high temperature oxidation. T. Yamazaki, T. Kikuta, Y. Murata Technika wytwarzania warstwy wykładziny ze stopu miedzi na wewnętrznej powierzchni hydraulicznego cylindra żeliwnego, wykorzystując proces utleniania w wysokiej temperaturze. 60 Odlewnictwo Współczesne WYBRANE ARTYKUŁY TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER AUTORZY INTERNATIONAL JOURNAL OF CAST METALS RESEARCH Vol. 24, No. 2, 2011 J.M. Kim, J.S. Park TYTUŁ ARTYKUŁU Microstructure and tensile properties of Mg-Zn-Gd casting alloys. Mikrostruktura i wytrzymałość na rozciąganie stopów odlewniczych Mg-Zn-Gd. Vpliv obdelave talie na oblikovanje mikrostrukture i na mehanske lastnosti zlitine AlSi10Mg. LIVARSKI VESTNIK Vol. 58, No. 1, 2011 Zdenka Zovko Brodarac, Faruk Unkić, Katarina Terzić Influence of the melt treatment on the microstructure and mechanical properties development of the AlSi10Mg alloy. Wpływ obróbki roztopionego wsadu na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne stopu AlSi10Mg. Kombinacija laserkega varjenja in varjenja TIG za sanacijo poškodovanih orodij. Janez Tušek The Combination of Laser Welding and TIG Welding for the Repair of Damaged Tools. Połączenie spawania laserowego i spawania metodą TIG w celu naprawy uszkodzonych narzędzi. Vpliv hitrosti mešala in časa zadrževanja zlitine AlSi7, ulite po postopku hitre tvorbe gošče (RSF). Lorenz Ratke, Ashok Sharma, Divya Kohli Effect of Rotation Speed and Holding Time on Al-7Si Alloy Cast by Rapid Slurry Formation (RSF) Technique. Wpływ prędkości obrotowej mieszania i czasu wytrzymania na właściwości stopu Al-7Si odlewanego ze stanu stało-ciekłego nową techniką Rapid Slurry Formation (RSF). Staff Report METALCASTING DESIGN & PURCHASING Vol. 13, No. 2, March/April 2011 Galeria odlewów artystycznych. Understanding Quality in Aluminium Castings. Geoffrey Sigworth 61 Gallery of Art Casting. Zrozumienie jakości w odlewach aluminiowych. Odlewnictwo Współczesne WYBRANE ARTYKUŁY TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER AUTORZY TYTUŁ ARTYKUŁU MODERN CASTING Vol. 101, No. 3, March 2011 Santosh Ghanti, Edward Druschitz, Alan Druschitz, John Griffin Solidifying Under Pressure for Improved Properties. Krzepnięcie pod ciśnieniem w celu ulepszenia właściwości. Optimal Temperatures of Liquid Metal Warming in Melting Facilities. Two (!) Temperatures of Iron-based Alloys. A.V. Skrebtsov Yu. Ageev i in. PROCESSY LIT’JA Vol. 85, No. 1, 2011 I.D. Buga i in. F.M. Kotlarsky V.M. Grabovy i in. Optymalne temperatury podgrzewania ciekłego metalu w urządzeniach do topienia. Dwie (!) temperatury w stopach na osnowie żelaza. Magnesium Dissolubility and Thermodynamics of Action of its Interaction with Admixture Elements of Cast Iron. Rozpuszczalność magnezu i termodynamika jego wzajemnego oddziaływania z domieszkami żeliwa. Processes of Slag-making and Refining of Liquid Semi-product in Converter and While the Ladle Treatment of Steels (Structurization and optimization of the Ladle Slags at Refining of the killed Steels. Report 3). Procesy żużlotwórcze i rafinacja ciekłego półproduktu w konwertorze oraz obróbka stali w kadzi (Strukturyzacja i optymalizacja żużla kadziowego podczas rafinacji stali uspokojonej. Raport 3). Content and Features of Non-metallic Inclusions in Aluminum Alloys. Zawartość i właściwości niemetalicznych wtrąceń w stopach aluminium. Technology of Elektrohydropulse Treatment of Metals and Alloys: Elektrodischarge Generator of Elastic Oscillations. Technologia obróbki elektrohydroimpulsowej metalu i stopów: Elektroiskrowy generator drgań sprężystych. Improvement of Structure and Properties of Alloy AK4-1 as Cast Condition by Out-of-furnace Electrohydropulse Treatment of Melt. N.A. Fedchenko Poprawa struktury i właściwości stopu AK4-1 w stanie surowym po odlaniu przez pozapiecową obróbkę elektrohydroimpulsową ciekłego metalu. 62 Odlewnictwo Współczesne WYBRANE ARTYKUŁY TYTUŁ CZASOPISMA, NUMER AUTORZY E.A. Markovsky i in. TYTUŁ ARTYKUŁU Research of Influencing of Temperature-temporal Treatment on Properties of the Heatproof Alloy GS70. Badanie wpływu obróbki temperaturowo-czasowej na właściwości odpornego na wysoką temperaturę stopu GS70. Corrosive Properties of Ag-Cu-Ge System Alloys. A.M. Verchovlyuk i in. Yu.V. Moiseev i in. N.A. Slazhnev i in. Właściwości korozyjne stopów z układu Ag-Cu-Ge. Nondestructive Testing of Structural Components in Aluminum Alloy. Badanie nieniszczące elementów konstrukcyjnych ze stopu aluminium. Electromagnetic Control of Metal Melts Pouring from Doser to Molds. Kontrola elektromagnetyczna ciekłego metalu zalewanego z dozownika do formy. Răşini furanice sau silicat de sodium. Ion Alexandru Băcanu, Tiberiu Victor Hoblea, Ali Memor Musledin Furanic No-Bake or Sodium Silicate. Żywice furanowe no-bake lub krzemian sodu. Turnarea clopotelor de dimensiuni mari. Ioan Ciobanu, Sorin I. Munteanu, Viorel Ene Large Bells Casting. Odlewanie dużych dzwonów. REVISTA DE TURNĂTORIE Vol. 17, No. 1-2, 2011 Dezvoltări recente în combustia îmbogăţită cu oxigen pentru sistemele de preînclazire a oalei. Nevio Corna, Francesco Dentella, Theodor Dobre Recent Developments in Oxygen Enhanced Combustion for Ladle Preheating Systems. Najnowsze osiągnięcia w zakresie intensyfikacji wzbogaconego w tlen procesu spalania dla systemów wstępnego wygrzewania kadzi. Statistica incendiilor produse în turnătoriile de aliaje neferoase în perioada 2003-2009 (partea III-a). Ilie Valentin Dobre Fire Statistics Produced in Nonferrous Alloys Foundries during 2003-2009. Dane statystyczne dotyczące występowania pożarów w odlewniach stopów nieżelaznych w okresie 2003-2009 (Część III-a). Verificarea experimentală a softului “Sim_3D” destinat simulării solidificării pieselor turnate (I). Ioan Ciobanu, Sorin Ioan Munteanu, Aurel Crişan, Vlad Monescu, Tibor Bedo, Ioan Carcea Experimental Verification of “Sim_3D” Software for Casting Solidification Simulation (I). Weryfikacja eksperymentalna oprogramowaniem “Sim_3D” do symulacji krzepnięcia odlewów (I). Tendinţe şi realizări în producţia de piese turnate. Laurentie Sofroni Trends and Achivements in the Casting Production. Trendy i wskaźniki w produkcji odlewów. Opracowanie: Krystyna Bany-Kowalska, Anna Samek-Bugno, Aleksander Welkens 63 Informacja patentowa Wykaz udzielonych przez UP RP patentów z zakresu odlewnictwa (listopad 2010 – styczeń 2011) Patent nr 207950 Patent nr 208105 „Zasypka do krystalizatorów” Twórcy: Kania Harald, Bulkowski Lech, Lis Teresa, Nowacki Krzysztof, Tomiak Wiesław Właściciel: Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica, Gliwice (Polska) „Sposób i urządzenie do odlewania ciągłego cienkiej taśmy” Twórcy: Schlichting Mark, Bledje Walter, Pretorius Eugene B. Właściciel: Nucor Corporation, Charlotte (USA) Patent nr 207848 „Kokila” Twórcy: Kumpmann Wolfgang, Tenbusch Achim, Meermann Kai Właściciel: Raskopf GmbH Sauerländer Werkzeugfabrik, Hagen (Niemcy) Patent nr 208106 Patent nr 207928 Patent nr 208375 „Urządzenie regulujące ciśnienie, pojazd transportowy” Twórcy: Mizuno Hitoshi, Ichikawa Narumi, Suzuki Kazunori, Iyoda Koji, Noguchi Kenji, Abe Tsuyoshi Właściciel: Hoei Shokai Co., Ltd., Toyota-Shi (Japonia) „Filtr nadający się do filtrowania stopionego metalu zawierający porowaty materiał o otwartych porach i sposób wytwarzania filtru zawierającego porowaty materiał o otwartych porach, nadającego się do filtrowania stopionego metalu” Twórcy: Bell David Alan, Jones David Llewellyn, Juma Kassim, Jaunich Helmut, Ansorge Andreas, Schmidt Martin Właściciel: Foseco International Limited, Tamworth (W. Brytania) Patent nr 207935 „Urządzenie odlewnicze, wylew kadziowy oraz urządzenie do wprowadzania i/lub wyjmowania wylewu kadziowego” Twórcy: Hanse Eric, Taburiaux Stéphane Właściciel: Vesuvius Group S.A., Ghlin (Belgia) Patent nr 207936 „Urządzenie do połączenia przewodu obiegu płynu z elementem ogniotrwałym oraz zespół elementu ogniotrwałego i tego urządzenia” Twórcy: Richard François-Noël, Ruffaldi Aldo Właściciel: Vesuvius Crucible Company, Wilmington (USA) Patent nr 207923 „Kompozycja proszkowa na osnowie żelaza i sposób wytwarzania surowych prasówek o dużej gęstości” Twórcy: Kejzelman Mikhail, Skoglund Paul, Vidarsson Hilmar, Knutsson Per Właściciel: Höganäs AB, Höganäs (Szwecja) „Sposób wytwarzania odlewanej taśmy przez odlewanie ciągłe” Twórcy: Cooper W. Kent, Gage Steven R. Właściciel: CASTRIP, LLC, Charlotte Patent nr 208248 „Sposób kontrolowania powstawania chropowatości powierzchni typu „krokodyla skóra” w odlewaniu ciągłym cienkiej odlewanej taśmy ze stali węglowej” Twórcy: Schlichting Mark, Sommer Joel D., Osada Shiro, Fukase Hisahiko Właściciel: Nucor Corporation, Charlotte (USA) Patent nr 208268 „Urządzenie do usuwania nadlewów z odlewów” Twórcy: Zatoń Janusz, Konieczny Roman Właściciel: Lawa Sp. z o.o., Częstochowa (Polska) Opracowanie: Janina Marzencka 64 Informacja o normach PN-EN ISO Polskie Normy i polskie dokumenty normalizacyjne opublikowane w styczniu i lutym 2011 r. PN-EN ISO 7668:2011 PN-EN 60204-11:2003/AC:2011 Utlenianie anodowe aluminium i jego stopów – Pomiar współczynnika odbicia i współczynnika połysku anodowych powłok tlenkowych pod kątami 20°, 45°, 60° lub 85° (oryg.) Bezpieczeństwo maszyn – Wyposażenie elektryczne maszyn – Część 11: Wymagania dotyczące wyposażenia WN na napięcia wyższe niż 1000 V prądu przemiennego lub 1500 V prądu stałego i nie przekraczające 36 kV Zastępuje: PN-EN 12373-11:2004 PN-EN 1715-1:2011 Aluminium i stopy aluminium – Materiał wyjściowy do ciągnienia – Część 1: Wymagania ogólne oraz ogólne warunki techniczne kontroli i dostawy Zastępuje: PN-EN 1715-1:2008 PN-EN 1715-2:2011 Aluminium i stopy aluminium – Materiał wyjściowy do ciągnienia – Część 2: Wymagania specyficzne do zastosowań elektrycznych Zastępuje: PN-EN 1715-2:2008 PN-EN 1715-3:2011 Aluminium i stopy aluminium – Materiał wyjściowy do ciągnienia – Część 3: Wymagania specyficzne do zastosowań mechanicznych (z wyjątkiem spawania) PN-EN 61496-1:2007/AC:2011 Bezpieczeństwo maszyn – Elektroczułe wyposażenie ochronne – Część 1: Wymagania ogólne i badania PN-EN 62061:2008/AC:2011 Bezpieczeństwo maszyn – Bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych, elektronicznych i elektronicznych programowalnych systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem PN-EN ISO 12100:2011 Bezpieczeństwo maszyn – Ogólne zasady projektowania – Ocena ryzyka i zmniejszanie ryzyka (oryg.) Zastępuje: PN-EN 1715-3:2008 Zastępuje: PN-EN 1715-4:2011 PN-EN ISO 3613:2011 Zastępuje: PN-EN 1715-4:2008 Powłoki metalowe i inne nieorganiczne – Konwersyjne powłoki chromianowe na cynku, kadmie oraz stopach aluminium-cynk i cynk-aluminium – Metody badań (oryg.) Aluminium i stopy aluminium – Materiał wyjściowy do ciągnienia – Część 4: Wymagania specyficzne do zastosowań spawalniczych PN-EN 15094:2011 Bezpieczeństwo maszyn – Wymagania bezpieczeństwa dla walcarek do walcowania na zimno wyrobów płaskich Zastępuje: PN-EN 15094:2009 PN-EN 13965-2:2011 Charakteryzowanie odpadów – Terminologia – Część 2: Terminy i definicje odnoszące się do gospodarki (oryg.) Zastępuje: PN-EN 13965-2:2007 65 PN-EN PN-EN PN-EN PN-EN PN-EN PN-EN ISO ISO ISO ISO ISO ISO 12100-1:2005 12100-1:2005/A1:2009 12100-1:2005/Ap1:2006 12100-2:2005 12100-2:2005/A1:2009 14121-1:2008 Zastępuje: PN-EN ISO 3613:2002 PN-EN ISO 12690:2011 Powłoki metalowe i inne nieorganiczne – Nadzór nad natryskiwaniem cieplnym – Obowiązki i odpowiedzialność (oryg.) Zastępuje: PN-EN ISO 13214:2002 Odlewnictwo Współczesne PN-EN ISO 14921:2011 PN-EN 4800-004:2011 Natryskiwanie cieplne – Procedury stosowania powłok natryskiwanych cieplnie na części maszyn (oryg.) Lotnictwo i kosmonautyka – Tytan i stopy tytanu – Specyfikacja techniczna – Część 004: Druty (oryg.) Zastępuje: PN-EN ISO 14921:2002 PN-EN 2482:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Stal FE-PL2108 (35NiCrMo16) – 1100 MPa ≤ Rm ≤ 1 300 MPa – Pręty – De ≤ 100 mm (oryg.) PN-EN 4656:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Stal FE-PM1507 (X1CrNiMoAlTi12-11-2) – Wytapiana w indukcyjnym piecu próżniowym i przetopiona z elektrody topliwej – Przesycona i starzona – Pręty – a lub D ≤ 200 mm – Rm ≥ 1 500 MPa (oryg.) PN-EN 4700-004:2011 PN-EN 4800-005:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Tytan i stopy tytanu – Specyfikacja techniczna – Część 005: Materiał wyjściowy do kucia (oryg.) PN-EN 4800-006:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Tytan i stopy tytanu – Specyfikacja techniczna – Część 006: Odkuwki próbne i seryjne (oryg.) PN-EN 4800-007:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Tytan i stopy tytanu – Specyfikacja techniczna – Część 007: Materiał wyjściowy do przetopienia (oryg.) Lotnictwo i kosmonautyka – Stale i stopy żaroodporne – Wyroby przerobione plastycznie – Specyfikacja techniczna – Część 004: Drut (oryg.) PN-EN 4800-008:2011 PN-EN 4700-007:2011 PN-EN ISO 6145-5:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Tytan i stopy tytanu – Specyfikacja techniczna – Część 008: Odlewy próbne i seryjne (oryg.) Lotnictwo i kosmonautyka – Stale i stopy żaroodporne – Wyroby przerobione plastycznie – Specyfikacja techniczna – Część 007: Materiał wyjściowy do przetopienia (oryg.) Analiza gazu – Sporządzanie gazowych mieszanin wzorcowych z zastosowaniem dynamicznych metod objętościowych – Część 5: Kapilarne urządzenia do wzorcowania (oryg.) PN-EN 3873:2011 PN-EN ISO 6145-7:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Metody badań materiałów metalowych – Określanie propagacji pękania zmęczeniowego przy użyciu próbek do badań z ostrym karbem (CC) (oryg.) Analiza gazu – Sporządzanie gazowych mieszanin wzorcowych z zastosowaniem dynamicznych metod objętościowych – Część 7: Termiczne regulatory przepływu masowego (oryg.) PN-EN 4800-001:2011 PN-EN ISO 6145-9:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Tytan i stopy tytanu – Specyfikacja techniczna – Część 001: Płyty, blachy i taśmy (oryg.) PN-EN 4800-002:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Tytan i stopy tytanu – Specyfikacja techniczna – Część 002: Pręty i kształtowniki (oryg.) PN-EN 4800-003:2011 Lotnictwo i kosmonautyka – Tytan i stopy tytanu – Specyfikacja techniczna – Część 003: Rury (oryg.) Analiza gazu – Sporządzanie gazowych mieszanin wzorcowych z zastosowaniem dynamicznych metod objętościowych – Część 9: Metoda z wykorzystaniem stanu nasycenia (oryg.) PN-EN ISO 16784-1:2011 Korozja metali i stopów – Korozja i zanieczyszczenia przemysłowych systemów wody chłodzącej – Część 1: Wytyczne do oceny w skali pilotażowej skuteczności dodatków przeciwdziałających korozji i zanieczyszczeniu otwartych systemów obiegu wody chłodzącej Zastępuje: PN-EN ISO 16784-1:2008 66 Odlewnictwo Współczesne PN-EN ISO 16784-2:2011 Korozja metali i stopów – Korozja i zanieczyszczenia przemysłowych systemów wody chłodzącej – Część 2: Ocena działania programów uzdatniania wody chłodzącej z zastosowaniem urządzenia do prób w skali pilotażowej Zastępuje: PN-EN ISO 16784-2:2008 PN-EN ISO 16784-2:2011 Korozja metali i stopów – Korozja i zanieczyszczenia przemysłowych systemów wody chłodzącej – Część 2: Ocena działania programów uzdatniania wody chłodzącej z zastosowaniem urządzenia do prób w skali pilotażowej Zastępuje: PN-EN ISO 16784-2:2008 PN-EN 10169:2011 Wyroby płaskie stalowe z powłoką organiczną naniesioną w sposób ciągły – Warunki techniczne dostawy (oryg.) Zastępuje: PN-EN 10169-1:2006 PN-EN 10169-2:2008 PN-EN 10169-3:2005 Opracowanie: Anna Samek-Bugno 67 Szkolenia-konferencje-seminaria-spotkania Konferencje: IV Międzynarodowa Konferencja w Odlewnictwie Ciśnieniowym W dniach 18–20 maja 2011 roku odbyła się w Książu kolejna pod patronatem naukowym Instytutu Odlewnictwa, IV Konferencja Międzynarodowa poświęcona problematyce odlewnictwa ciśnieniowego. Jej uroczystego otwarcia dokonał Wiceprezes Zarządu Głównego STOP pan Wiesław Walczak, witając wszystkich gości, a w szczególności sponsorów niniejszej konferencji na czele z firmą FRECH. Część referatowa konferencji została podzielona na cztery sesje. Pierwszej sesji przewodniczył prof. Andrzej Białobrzeski z Instytutu Odlewnictwa w Krakowie. Na wstępie został wygłoszony przez panów Uwe Tietze i Wojciecha Jasiewicza (StrikoWestofen) referat poświęcony oszczędności energii w procesie topienia i podgrzewania metalu. Kolejna prezentacja poświęcona była asortymentowi produkcyjnemu maszyn i urządzeń dla odlewnictwa ciśnieniowego, którą wygłosił pan Bernard Błaszczak oraz pan Wojciech Kowalczyk (FRECH POLSKA). Następny referat pt.: „Wysokojakościowe odlewy ciśnieniowe i systemy kontroli jakości” wygłoszony został przez prof. Stanisława Pietrowskiego z Politechniki Łódzkiej. W kolejnej prezentacji pan M. Korczyk z firmy Petrofer Sp. z o.o. przedstawił czynniki wewnętrzne i zewnętrzne mające wpływ na jakość produkowanych odlewów w formie ciśnieniowej. W ostatnim wystąpieniu w sesji pierwszej prof. Władysław Orłowicz z Politechniki Rzeszowskiej wygłosił referat pt.: „Trwałość formy ciśnieniowej z powłoką (Ti, Al) (C, N)”. Na zakończenie pan Jacek Przybylski z Instytutu Odlewnictwa w Krakowie przekazał uczestnikom informacje nt. projektu międzynarodowego FOUNDRYBENCH dotyczącego racjonalne- go wykorzystania energii w sektorze odlewniczym, wskazując na korzyści z realizacji projektu. Drugą sesję konferencji poprowadził prof. Zbigniew Konopka z Politechniki Częstochowskiej. Wprowadzający referat pt.: „Trendy rozwojowe światowego odlewnictwa” wygłosił prof. Jerzy J. Sobczak, dyrektor Instytutu Odlewnictwa w Krakowie. W referacie uwypuklona została problematyka produkcji odlewów ciśnieniowych. Przedstawiono również prognozy i trendy w odlewnictwie światowym. Kolejno pan Jan Witkowski z Instytutu Odlewnictwa przedstawił informację nt. planowanej wystawy popularno-naukowej „Odlewnictwo jest jasne”, która docelowo ma być wystawą mobilną, prezentowaną na wszystkich imprezach branżowych. Następnie wystąpił pan Louis Braun, który uroczyście pogratulował prof. Jerzemu J. Sobczakowi tak pięknej rocznicy 65-lecia Instytutu Odlewnictwa, wręczając mu na pamiątkę statuetkę „Złote Pierścienie”. Prof. Jerzy J. Sobczak również na swoje ręce przyjął gratulacje dla prof. Józefa Szczepana Suchego, Dziekana Wydz. Odlewnictwa AGH z okazji 60-lecia powstania Wydziału Odlewnictwa AGH. Kolejny referat pt.: „Obróbka środków oddzielających w postaci ścieków z zastosowaniem techniki odparowania” wygłosił pan Joachim Reh z firmy KMU. Następna prezentacja pt.: „Wyciąganie powietrza i jego separacja w procesie odlewania ciśnieniowego, której prelegentem był pan Bernd Mueller z firmy KELLER. Bardzo duże zainteresowanie wzbudziła prezentacja pt.: „Roboty przemysłowe z firmy KUKA”, którą poprowadził pan Cajus Baierl. 68 Odlewnictwo Współczesne Trzeciej sesji przewodniczył dr Aleksander Fajkiel z Instytutu Odlewnictwa. Kolejno zostały przedstawione prezentacje firm sponsorujących niniejszą konferencję: „Produkty firmy ROBAMAT” – pan Norbert Obermeir, który przedstawił najnowsze rozwiązania w urządzeniach stabilizujących temperaturę formy; – „Recykling materiału zwrotnego Zn, jak i jego zgarów” – pan Roger Rapp z firmy MELTEC; – „Gwarancja sukcesu po zastosowaniu procesu gorącokomorowego opartego o technikę FRECH” – pan Jochen Leibbrand z firmy FRECH. Na zakończenie trzeciej sesji przedstawiono referaty pt.: – „Badanie wstępne nad recyklingiem złomu obiegowego odlewniczych stopów Mg poprzez zastosowanie innowacyjnej metody endomodyfikacji”, autorstwa Marzeny Lech-Gregi, z IMN Oddział Metali Lekkich w Skawinie, Aleksandra Fajkiela, Pawła Dudka, Krzysztofa Saji z Instytutu Odlewnictwa w Krakowie; –„Badanie składu chemicznego i fazowego złomu obiegowego stopów Mg oraz opracowanie metodyki ujawniania ziarna w materiale”, autorstwa Marzeny Lech-Gregi, Marka Mitki, Mari Morito z IMN Oddział Metali Lekkich w Skawinie, Aleksandra Fajkiela, Pawła Dudka, Edwarda Czekaja z Instytutu Odlewnictwa w Krakowie; – „Ujawnienie ziarna stopów Mg”, autorstwa Marzeny Lech-Gregi, S. Boczkal z IMN Oddział Metali Lekkich w Skawinie, A. Fajkiela z Instytutu Odlewnictwa w Krakowie. Ostatnią czwartą sesję prof. W. Orłowicz z Politechniki Rzeszowskiej. Pan B. Błaszczak z firmy FRECH Polska zaprezentował technologię VACURAL. Następnie p. J. Sojka przedstawił możliwości pozyskiwania środków unijnych w ramach kredytu technologicznego, np. firmy Moneva Polska. Konferencję zamknął pan W. Walczak, dziękując wszystkim uczestnikom, prelegentom, autorom referatów oraz sponsorom za udział w konferencji. Konferencja zakończyła się wycieczką techniczną do znanej odlewni ciśnieniowej Moneva Polska. 69 Opracowała: Joanna Madej, Jan Witkowski Odlewnictwo Współczesne II Konferencja pt.: „Foresight technologiczny polskiego odlewnictwa w kontekście Energii do 2030 r.” W dniach 1−2 maja 2011 roku w Kocierzu – w ramach realizowanego projektu z Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, lata 2007-2013; Priorytet 1. Badania i rozwój nowoczesnych technologii; Działanie 1.1. Wsparcie badań naukowych dla budowy gospodarki opartej na wiedzy; Poddziałanie 1.1.1. Projekty badawcze z wykorzystaniem metody foresight − odbyła się II Konferencja pt: „Foresight technologiczny polskiego odlewnictwa w kontekście Energii do 2030 r.". Projekt jest realizowany przez Instytut Odlewnictwa w Krakowie przy partnerstwie Stowarzyszenia Technicznego Odlewników Polskich i Odlewniczej Izby Gospodarczej. W konferencji uczestniczyło około 60 osób reprezentujących odlewnie, wyższe uczelnie, a także dostawców maszyn i urządzeń oraz materiałów i surowców stosowanych w odlewnictwie. W czasie podzielonego na 3 sesje referatowe spotkania, wygłoszono 5 referatów oraz 3 prezentacje. Obrady konferencji rozpoczęły się po godzinie 14.00 powitaniem uczestników przez doc. Jerzego Tybulczuka − Pełnomocnika Dyrektora ds. Foresightu, który następnie wygłosił referat wprowadzający pt.: „Kierunki i metody oszczędności energii w procesach odlewniczych w krajach Europejskich i w USA”. W pierwszej sesji prowadzonej przez prof. Józefa Szczepana Suchego, dziekana Wydziału Odlewnictwa AGH, zaprezentowano trzy referaty: • „Kierunki badań i działań dla oszczędności energii w polskim odlewnictwie” – w świetle wyników realizacji projektu „Foresight Technologii Odlewniczych w kontekście Energii 2030 r.”, wyniki audytów technologiczno-energetycznych”; • „Dobry audyt technologiczny w odlewni podstawą do efektywnych działań w zakresie innowacji i oszczędności energii”; • Prezentacja audiowizualna „Odlewnictwo jest jasne”. Podczas drugiej i trzeciej sesji, którym przewodniczył pan Tadeusz Franaszek, przedstawione zostały kolejno referaty: • „Audyt energetyczny w odlewni, analiza ankiet z projektu Foundrybench”; • „Nanotechnologia i energia – szanse i możliwości dla problematyki odlewniczej w konkursach 7. PR UE w roku 2012"; • „Współpraca sektora nauki i sektora przedsiębiorstw w zakresie realizacji innowacyjnych przedsięwzięć w ramach projektów celowych”; • „Energie odnawialne szansą dla polskiego odlewnictwa”. Uczestnicy konferencji, poza możliwością wysłuchania bardzo interesujących referatów, mieli okazję do dyskusji oraz wymiany poglądów. Wszystkie zaprezentowane na konferencji referaty zostały zamieszczone na stronie www projektu „Energia” (www.iod.krakow.pl). Opracowała: Joanna Madej, Jan Witkowski 70 Odlewnictwo Współczesne Targi: Międzynarodowe Targi Poznańskie ITM 2011 W dniach 14−17 czerwca br. Instytut Odlewnictwa uczestniczył w kolejnej edycji Międzynarodowych Targów Poznańskich ITM 2011 Innowacje – Technologie – Maszyny, gdzie w ramach Parku Odlewnictwa i Nauka dla Gospodarki przedstawiał swoją ofertę, prezentując m.in. technologie i odlewy opracowane przez pracowników jednostki. Na tegorocznej wystawie prezentowane były innowacyjne maszyny i urządzenia dla takich gałęzi przemysłu, jak: spawalnictwo, metalurgia, plastyczna obróbka metalu, hutnictwo, lakiernictwo, transport, bezpieczeństwo i higiena pracy. Pokazano także ponad 100 rynkowych nowości. 23 wystawców wyjechało z targów ze Złotym Medalem MTP. Znamienna również dla Parku Odlewnictwa była wizyta Prezydenta RP, Bronisława Komorowskiego. W dniu 15 czerwca, podczas Gali Nagród, wręczono 24 Złote Medale MTP, a 10 firm nagrodzono Złotym Akantem za najlepsze stoisko. Ponadto Instytut Odlewnictwa został uhonorowany Medalem z okazji 90 lat Międzynarodowych Targów Poznańskich za wieloletnią współpracę oraz Statuetką z okazji 65-lecia Instytutu Odlewnictwa z najlepszymi gratulacjami i życzeniami dalszych sukcesów od MTP. Opracowała: Joanna Madej, Patrycja Rumińska 71 Odlewnictwo Współczesne Wydarzenia: Prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak członkiem Zespołu Specjalistycznego Nauk Ścisłych i Technicznych Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego, prof. Barbara Kudrycka powołała na okres od dnia 18 kwietnia 2011 r. do 31 grudnia 2011 r. trzy Zespoły Specjalistyczne do Spraw Projektów Badawczych. W skład sześcioosobowego Zespołu Specjalistycznego Nauk Ścisłych i Technicznych został powołany prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak, dyrektor Instytutu Odlewnictwa. W skład zespołu wchodzą: Przewodniczący: Kazimierz Darowicki Członkowie: Aleksandra Kolano-Burian, Karolina Kurtz, Krzysztof Oleszkiewicz, Bartosz Powałka, Jerzy J. Sobczak. Do zadań Zespołu należy opiniowanie spraw dotyczących projektów badawczych własnych, w tym habilitacyjnych i promotorskich, projektów badawczych zamawianych POL-POSTDOC oraz oceny raportów rocznych i końcowych z realizacji tych projektów. Wycieczka uczniów szkoły Lycée des Métiers Marguerite Audoux w Gien zwiedza Instytut W dniu 13 maja br. Instytut Odlewnictwa zwiedziła grupa młodzieży francuskiej ze szkoły Lycée des Métiers Marguerite Audoux w Gien wraz z opiekunami. Grupa liczyła 44 uczniów i 5 opiekunów. Młodzież przywitał Dyrektor Instytutu, prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak. Na wstępie wspomniał, iż odlewy są obecne wszędzie wokół nas i trudno wyobrazić sobie codzienne funkcjonowanie bez nich (czyli bez komputerów, telefonów komórkowych, samochodów). Przedstawił zakres działalności Instytutu Odlewnictwa i prowadzone badania naukowe nie tylko z zakresu odlewnictwa, ale i z zakresu inżynierii materiałowej, czy też inżynierii biomedycznej. Grupa zwiedziła: Zakład Metali Nieżelaznych, Zespół Laboratoriów Badawczych ze szczególnym uwzględnieniem Laboratorium Badań Struktury i Właściwości, Zakład Stopów Żelaza oraz Centrum Projektowania i Prototypowania. Opracowała: Joanna Dziaduś-Rudnicka 72 Odlewnictwo Współczesne Inauguracyjne posiedzenie Rady Naukowej Instytutu Odlewnictwa W dniu 1 czerwca 2011 r. odbyło się inauguracyjne posiedzenie nowej Rady Naukowej Instytutu Odlewnictwa, kadencja 2011−2015. Spotkanie miało charakter organizacyjny, a głównym punktem programu było ukonstytuowanie się Rady, wybór Przewodniczącego i Zastępców Przewodniczącego oraz Komisji Rady. Dyrektor Instytutu, prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak wraz z Naczelnikiem Departamentu Jednostek Nadzorowanych i Podległych Ministerstwa Gospodarki, mgr Henrykiem Nastalskim wręczył nominacje Ministra Gospodarki dotyczące powołania do Rady Naukowej mianowanym członkom Rady oraz listy gratulacyjne pozostałym wybranym członkom Rady. W kolejnej części spotkania Dyrektor Instytutu zaproponował kandydaturę prof. dr hab. inż. Marka Hetmańczyka na Przewodniczącego Rady, który w tajnym głosowaniu został wybrany jednogłośnie. Nowy Przewodniczący Rady wskazał kandydatury na Zastępców Przewodniczącego Rady oraz propozycje powołania Komisji Rady. W głosowaniu tajnym na Zastępców Przewodniczących Rady wybrani zostali: 1. dr hab. inż. Andrzej Baliński, prof. nadzw. 2. dr hab. inż. Lucyna Jaworska, prof. nadzw. 3. prof. dr hab. inż. Józef Szczepan Suchy 4. prof. dr hab. inż. Paweł Zięba. W dalszym głosowaniu Przewodniczący zaproponował następujące Komisje Rady w składzie: Komisja Nauki, Parametryzacji i Kwalifikacji Kadr Przewodniczący: dr inż. Aleksander Karwiński Członkowie: prof. dr hab. inż. Zbigniew Górny dr hab. inż. Natalia Sobczak, prof. nadzw. dr inż. Marzanna Książek Komisja Finansów Przewodniczący: dr inż. Zdzisław Żółkiewicz Członkowie: dr inż. Edward Czekaj mgr inż. Andrzej Gwiżdż Komisja ds. Kontaktów z Przemysłem Przewodniczący: mgr inż. Janusz Zatoń Członkowie: dr inż. Piotr Dudek dr inż. Zenon Pirowski Przedstawiona propozycja została pozytywnie zaopiniowana przez wszystkich członków Rady. Posiedzenie zamknęły skierowane do członków Rady życzenia pana Dyrektora wielu sukcesów i owocnej pracy. 73 Odlewnictwo Współczesne A oto pełny skład członków Rady Naukowej Instytutu Odlewnictwa: 1. Prof. dr hab. inż. Marek Hetmańczyk, Politechnika Śląska - Przewodniczący Rady, 2. Dr hab. inż. Lucyna Jaworska, prof. nadzw., Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania - zastępca Przewodniczącego Rady, 3. Prof. dr hab. inż. Józef Szczepan Suchy, Akademia Górniczo-Hutnicza - zastępca Przewodniczącego Rady, 4. Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba, Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN - zastępca Przewodniczącego Rady, 5. Dr hab. inż. Andrzej Baliński, prof. nadzw. - zastępca Przewodniczącego Rady, 6. Prof. dr hab. inż. Andrzej Białobrzeski, Instytut Odlewnictwa, 7. Dr inż. Edward Czekaj, Instytut Odlewnictwa, 8. Dr inż. Piotr Dudek, Instytut Odlewnictwa, 9. Prof. zw. dr hab. inż. Zbigniew Górny, Instytut Odlewnictwa, 10.Mgr inż. Andrzej Gwiżdż, Instytut Odlewnictwa, 11.Dr inż. Aleksander Karwiński, Instytut Odlewnictwa - Przewodniczący Komisji Nauki, Parametryzacji i Kwalifikacji Kadr, 12.Dr inż. Marzanna Książek, Instytut Odlewnictwa, 13.Mgr inż. Stanisław Młodnicki, Instytut Odlewnictwa, 14.Mgr Henryk Nastalski, Ministerstwo Gospodarki, 15.Dr inż. Zenon Pirowski, Instytut Odlewnictwa, 16.Dr hab. inż. Natalia Sobczak, prof. nadzw., Instytut Odlewnictwa, 17.Mgr inż. Adam Tchórz, Instytut Odlewnictwa, 18.Dr inż. Andrzej Wojciechowski, Instytut Transportu Samochodowego, 19.Mgr inż. Janusz Zatoń, Odlewnia Żeliwa Wulkan S.A. - Przewodniczący Komisji ds. Kontaktów z Przemysłem, 20.Dr inż. Zdzisław Żółkiewicz, Instytut Odlewnictwa - Przewodniczący Komisji Finansów, 21.Prof. dr hab. inż. Jerzy Józef Sobczak - Dyrektor Instytutu, 22.Dr inż. Józef Turzyński - Z-ca Dyrektora Instytutu, 23.Pani Barbara Lis - Główna Księgowa, 24.Mgr inż. Janina Marzencka, Instytut Odlewnictwa - Sekretarz Techniczny. Opracowała: Anna Antosiewicz, Katarzyna Potępa 74 Odlewnictwo Współczesne Spotkania: Spotkanie Zespołu Branży Odlewniczej przy Federacji Hutniczych Związków Zawodowych W dniu 14 kwietnia br. w Instytucie Odlewnictwa odbyło się spotkanie Zespołu Branży Odlewniczej przy Federacji Hutniczych Związków Zawodowych. W spotkaniu uczestniczyli: sekretarz FHZZ − Marian Siarkowski, przewodniczący Branży Odlewniczej − Czesław Jarecki oraz członkowie branży − przedstawiciele zakładów przemysłowych, dyrektor Instytutu Odlewnictwa − prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak, jego zastępca − dr inż. Józef Turzyński, przewodniczący Zarządu NSZZ Pracowników Instytutu Odlewnictwa − Jacek Przybylski oraz członkowie Zarządu − Elżbieta Szymlet i Włodzimierz Kotulski, jak również zaproszony Honorowy Przewodniczący Międzyzakładowej Organizacji Związkowej „Solidarność" − Zdzisław Żółkiewicz. Na wstępie sekretarz FHZZ − Marian Siarkowski w imieniu Komitetu Wykonawczego FHZZ wręczył prof. dr hab. inż. Jerzemu J. Sobczakowi odznakę honorową „Za zasługi dla FHZZ w Polsce". Prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak przedstawił aktualny stan odlewnictwa na świecie i w Polsce oraz prognozy na najbliższe lata. Zaproszeni goście zwiedzili laboratoria badawcze Instytutu, zapoznając się z najnowszą aparaturą badawczą. Następnie odbyło się posiedzenie branży, na którym omówiono aktualne problemy nurtujące krajowe odlewnie. Opracowała: Elżbieta Szymlet 75 Z historii odlewnictwa... Rekonstrukcja i odlanie kopii XIX w. krucyfiksu z kościoła pw. Matki Boskiej Królowej Polski w Stróży k. Myślenic Reconstruction and casting a copy of the nineteenth century crucifix from the church of Our Lady the Queen of Poland in the Stróża village near Myślenice. Iga Borkowska, Ryszard Ćwiklak**, Pabiś**, Stanisław Młodnicki** Jacek Krokosz**, Rafał ** Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków Streszczenie Przedstawiono proces technologiczny rekonstrukcji i odlanie kopii XIX w. krucyfiksu z kościoła pod wezwaniem Matki Boskiej Królowej Polski w Stróży k. Myślenic metodą wytapianych modeli. Opisano metodę rekonstrukcji i sposób przygotowania modeli z mieszanki woskowej firmy Castaldo. Zwrócono uwagę na zastosowane materiały, sposób wykonania formy ceramicznej i podano parametry procesu odlewniczego. Abstract The article presents the technological process of reconstruction and casting a copy of the nineteenth century crucifix in the Church of Our Lady the Queen of Poland in the Stróża village near Myślenice made by the investment casting method. The method of reconstruction and the technique of making patterns from a wax mixture supplied by Castaldo Company were described. Attention was drawn to the type of materials used and construction of the ceramic mould; parameters of the casting process were also given. Ogólna charakterystyka rekonstrukcji obiektu Krucyfiks z XIX w., przedstawiony na rysunku 1, pochodzi z kościoła pw. Matki Boskiej Królowej Polski w Stróży k. Myślenic. Podstawa została wykonana z drewna, z aplikacjami rzeźbiarskimi − złocona. Ramiona krzyża z drewnianego półwałka − srebrzone, obwiedzione filigranowym ażurowym ornamentem wykonanym z niskotopliwego stopu, najprawdopodobniej Pb–Sn. Figurę Chrystusa wykonano z białej porcelany, ze złoconą ciernistą koroną i złotym perizonium. Cały obiekt w znacznym stopniu był zniszczony: figura Chrystusa miała odłamaną rękę, zaś na elementach drewnianych znajdowały się osypujące się grunty razem ze złoceniami. Aby przywrócić pierwotne walory estetyczne krucyfiksu, postanowiono poddać go pełnej konserwacji i rekonstrukcji detali metalowych. Największym jednak problemem okazała się filigranowa koronka wokół ramion krzyża, połamana i niekompletna, a przy tym bardzo delikatna. W tym celu podjęto decyzję o wykonaniu nowego krucyfiksu z brązu złoconego, wykorzystując jako model-matkę oryginalny krucyfiks z XIX wieku. 76 Odlewnictwo Współczesne wymagał zalewania cienką strugą, co pozwoliło na usunięcie tworzących się pęcherzy na wewnętrznej powierzchni matrycy. Rys. 1. Krucyfiks z kościoła pw. Matki Boskiej Królowej Polski w Stróży k. Myślenic Fig. 1. Crucifix from the Church of Our Lady the Queen of Poland in the Stróża village near Myślenice Wykonanie matrycy z kauczuku silikonowego Prace rekonstrukcyjne rozpoczęto od wykonania matrycy z kauczuku silikonowego AD-1. W tym celu, po ustawieniu krzyża na płycie podmodelowej, wykonano kształtową obudowę z plasteliny, co przedstawiono na rysunku 2. Zrezygnowano z klasycznych obudów magnetycznych, co pozwoliło na zminimalizowanie zużycia drogiego kauczuku silikonowego. Rys. 3. Zalewanie obudowy krzyża kauczukiem silikonowym Fig. 3. Pouring of silicone rubber into the “casing” Po 24 godzinach od chwili zalania elastyczną matrycę zdjęto z modelu, co prezentuje rysunek 4. Rys. 4. Zdejmowanie matrycy z modelumatki Fig. 4. Removal of “casing” from the master pattern Rys. 2. Gotowa obudowa matrycy przed zalaniem kauczukiem silikonowym Fig. 2. The ready design of mould “casing” before pouring silicone rubber Do tak przygotowanej obudowy krzyża wlewano wcześniej wymieszany kauczuk silikonowy z katalizatorem w proporcji 10:1, co obrazuje rysunek 3. Skomplikowany kształt rekonstruowanego modelu 77 Wykonanie modeli z woskowej masy modelowej Kolejną czynnością było wykonanie modeli woskowych, co przedstawiono na rysunku 5. W tym celu po ustawieniu matrycy na równym podłożu zalewano ją gotową, jubilerską masą woskową produkcji firmy Castaldo. Tą metodą odlano kilka sztuk modeli krzyży. Zastosowana woskowa masa modelowa charakteryzuje się kilkoma zaletami, z których najważ- Odlewnictwo Współczesne niejsze to: bardzo dobra odtwarzalność szczegółów, dobra lejność oraz wysoka wytrzymałość i dobra elastyczność po zakrzepnięciu. Do procesu odlewania krzyża z brązu wybrano dwa modele, których brakujące elementy uzupełniono powtarzającymi się modułami pozyskanymi z pozostałych modeli. Operacja ta wymagała dużej precyzji, tak aby elementy uzupełniające dokładnie pasowały do całości kompozycji. Na rysunku 7 zaprezentowano uzupełnione o brakujące elementy modele krzyża, przygotowane do procesu wykonania zestawu modelowego. Rys. 5. Zalewanie matrycy z kauczuku silikonowego mieszanką woskową Castaldo Fig. 5. Pouring of silicone rubber “casing” with a mixture of Castaldo wax Po zakrzepnięciu mieszanki delikatnie z matrycy usuwano kolejne modele, co przedstawia rysunek 6. Rys. 7. Uzupełnione modele woskowe krzyży, przygotowane do procesu wykonania zestawu modelowego Fig. 7. Complete wax patterns of the crucifix ready to make pattern cluster Bardzo istotnym zagadnieniem był odpowiedni dobór układu wlewowo-zasilającego, który należało przewidzieć już w momencie konstruowania zestawu modelowego. Model krzyża posiada budowę ażurową, co nastręcza zwykle przy tego typu odlewach duże trudności wykonawcze. W tej sytuacji, po odpowiednich przeliczeniach, zdecydowano się na kilkadziesiąt wlewów doprowadzających o średnicy 3 i 5 mm, tak aby zapewnić dobre zasilanie odlewu, a równocześnie zapewnić dobry dopływ stopu do każdego miejsca we wnęce przyszłej formy ceramicznej. Sposób rozmieszczenia układu wlewowozasilającego ukazuje rysunek 8. Rys. 6. Wyjmowanie modeli woskowych z matrycy silikonowej Fig. 6. Removing wax patterns from the silicone “casing” 78 Odlewnictwo Współczesne Rys. 8. Układ wlewowo-zasilający zestawu modelowego krzyża Fig. 8. Gating and feeding system for pattern cluster of the crucifix Rys. 9. Odtłuszczanie zestawu modelowego Wykonanie formy ceramicznej Przygotowany zestaw modelowy poddano kolejnej operacji, to jest wykonaniu ceramicznej formy odlewniczej. Proces technologiczny rozpoczęto od zanurzenia zestawu w kąpieli składającej się z wody i środka powierzchniowo-czynnego, w celu zmniejszenia napięcia powierzchniowego na styku dwóch faz − powierzchnia modelu i ciekła masa ceramiczna, co powoduje dokładne i równomierne rozprowadzenie mieszanki, przekładające się na dokładność odwzorowania i jakość powierzchni przyszłego odlewu. Operację tę pokazano na rysunku 9. 79 Fig. 9. Degreasing of the pattern cluster Forma ceramiczna wykonywana jest z kilku warstw (powłok). Powłokę ceramiczną nanosi się na zestaw modelowy poprzez zanurzenie go w ciekłej mieszance ceramicznej o ustalonej lepkości. Po wyjęciu ze zbiornika z mieszanką, zestaw trzyma się przez kilkanaście sekund (10-15) nad zbiornikiem, co pozwala na obcieknięcie jej nadmiaru i ostrożnie obraca się dla równomiernego rozprowadzenia mieszanki na jego całej powierzchni. Należy zwrócić uwagę, aby mieszanka ceramiczna pokryła wszystkie powierzchnie, szczególnie w zagłębieniach, wnękach i otworach – dotyczy przede wszystkim pierwszej, przymodelowej powłoki. Następnie naniesioną powłokę posypuje się piaskiem kwarcowym o odpowiedniej gra- Odlewnictwo Współczesne nulacji, co przedstawiono na rysunku 10 i odstawia do suszenia. Przygotowanie mieszanki ceramicznej polega na zmieszaniu w odpowiedniej proporcji spoiwa z drobnoziarnistym materiałem ceramicznym w opisywanym przypadku – mączką kwarcową z kopalni Sobótka. Przed nałożeniem każdej powłoki badana jest lepkość mieszanki ceramicznej przy użyciu kubka Forda nr 6. Do wykonania warstwowej formy ceramicznej zestawu modelowego krzyża użyto ciekłych mieszanek ceramicznych z trzema rodzajami spoiw: 1. Ludox SK-F (krzemionka koloidalna) o zawartości 24,0–26,0 SiO2, ciekły zol o postaci kredowej, mętnej. Ludox SK-F, oprócz krzemionki koloidalnej i polimeru, który polepsza wytrzymałość formy na mokro, zawiera również środek powierzchniowo czynny, zwiększający adhezję mieszanki ceramicznej do powierzchni modelu woskowego. 2. Zhydrolizowany krzemian etylu o przykładowym składzie: - 3750 ml -- krzemian etylu -- woda destylowana - 760 ml -- alkohol etylowy - 6400 ml -- kwas solny 4 ml. 3. Ludox PX-30 będący syntetyczną krzemionką amorficzną o zawartości SiO2 min. 29,5%, w postaci opalizującej cieczy o dużej sile wiązania. Rys. 10. Naniesienie pierwszej powłoki na zestaw modelowy Fig. 10. Application of first coating on the pattern cluster Zastosowane parametry procesu technologicznego wykonania warstwowej formy ceramicznej krzyża przedstawiono w tabeli 1, a na rysunku 11 − gotową formę. 80 Odlewnictwo Współczesne Tabela 1. Parametry procesu technologicznego wykonania formy ceramicznej Table 1 Parameters of the technological process of the ceramic mould making Nr powłoki Wyszczególnienie I II III IV V VI Rodzaj zastosowanego spoiwa LUDOX SK-F zhydrolizowany krzemian etylu LUDOX PX-30 zhydrolizowany krzemian etylu LUDOX PX-30 zhydrolizowany krzemian etylu pH mieszanki ceramicznej 3,5−5,0 1,8−2,0 9,8−10,4 1,8−2,0 9,8−10,4 1,8−2,0 Lepkość mieszanki ceramicznej mierzonej kubkiem FORDA Ø 6 mm, s 32−35 20−22 22−24 22−24 22−24 24−26 Uziarnienie piasku do posypywania, mm 0,1−0,3 0,4−0,8 0,4−0,8 0,5−1,2 0,5−1,2 0,5−1,2 Czas suszenia stacjonarnego przy temperaturze 22°C +/- 2°C i wilgotności 40−60%, h 6 4 4 4 4 8−12 Przygotowanie formy do zalewania Rys. 11. Gotowa ceramiczna forma odlewnicza Fig. 11. The ready foundry ceramic mould 81 W metodzie wytapianych modeli formy ceramiczne przed zalewaniem powinny być przygotowane przez wytopienie z ich wnęk modeli woskowych i odpowiednią obróbkę cieplną. Ceramiczną formę odlewu krzyża wytapiano w autoklawie parowym, przy parametrach wytapiania: ciśnienie – 4 atm., temperatura pary przegrzanej – 140°C, czas wytapiania − 20 minut. Przed wytopieniem z górnej części zbiornika wlewowego usunięto masę ceramiczną w celu umożliwienia swobodnego wypływu wytapianej masy modelowej z wnęki formy. Wytopioną formę ustawiono w pojemniku ze stali żaroodpornej, obsypano gruboziarnistym piaskiem kwarcowym o uziarnieniu 2–5 mm i poddano operacji wyżarzania. Odlewnictwo Współczesne Operacja wyżarzania form ceramicznych jest bardzo istotnym etapem procesu technologicznego, który ma na celu: -- usunięcie pozostałości masy modelowej z formy ceramicznej, -- wzrostu wytrzymałości mechanicznej formy, -- zmniejszenie różnicy temperatury między ciekłym metalem a formą. Formę odlewu krzyża wyżarzano w komorowym piecu oporowym w temperaturze 900°C przez 6 godzin, po czym obniżono temperaturę do 700°C i podstawiono do zalewania ciekłym stopem. Topienie metalu i zalewanie formy Jako materiał na odlewy krzyża wytypowano brąz cynowo-cynkowo-ołowiowy B 555. Proces topienia metalu przeprowadzono w piecu elektrycznym silitowym, w tyglu szamotowo-grafitowym o pojemności 20 kg. Ze względu na skłonność brązów cynowych do zagazowania głównie wodorem, zastosowano żużel syntetyczny o charakterze utleniającym. Po stopieniu metalu i zebraniu wytworzonego żużla, kąpiel metalową odtleniano zaprawą miedziowo-fosforową CuP 12 w ilości 0,15 kg na 20 kg metalu. Po wprowadzeniu odtleniacza, zamieszaniu ciekłej kąpieli i ściągnięciu żużla z jej powierzchni, dokonano pomiaru temperatury termoparą zanurzeniową. Formę zalewano przy temperaturze ciekłego metalu 1180°C i temperaturze formy 700°C (rys. 12). Obróbka wykończająca odlewów Zalaną formę, po zakrzepnięciu stopu metalowego studzono do temperatury otoczenia, po czym wyjęto ją, a odlewy poddano wstępnemu oczyszczeniu z pozostałości masy ceramicznej w specjalnym urządzeniu pneumatycznym. Po wstępnym oczyszczeniu odlewy odcięto od wlewu głównego. Po odcięciu i usunięciu wlewów doprowadzających, odlewy poddano ostatecznemu piaskowaniu strumieniem piaskowo-powietrznym w piaskarce ręcznej. Tak przygotowane odlewy przekazano do dalszej obróbki wykończającej, która sprowadzała się do dokładnego szlifowania, cyzelowania i polerowania ich powierzchni. W efekcie otrzymano odlewy o bardzo dobrej powierzchni, bez żadnych wad powierzchniowych, co ma kolosalne znaczenie wobec zamierzonego przez zleceniodawcę ich złocenia galwanicznego. Na rysunku 13 pokazano formę ceramiczną zalaną brązem, surowy zestaw po opiaskowaniu i odlew krzyża po obróbce wykończającej. Natomiast rysunek 14 prezentuje krzyż po naniesieniu warstwy złota. Rys. 12. Zalewanie formy odlewniczej Fig. 12. Pouring of foundry mould 82 Odlewnictwo Współczesne Podsumowanie Rys. 13. Forma odlewnicza po zalaniu, odlewy po piaskowaniu i krzyż po obróbce wykończającej Fig. 13. Foundry mould after pouring, casting after sand blasting and cast crucifix after finishing treatment Rys. 14. Krzyż po naniesieniu warstwy złota przygotowany do montażu Fig. 14. Crucifix with applied gold layer ready for assembly 83 Rekonstrukcja krzyża była jedną z prac z tego zakresu prowadzonych w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie od wielu lat. Wystarczy wspomnieć chociażby takie zadania, jak: naprawa elementu wazy indyjskiej z początku XX wieku, rekonstrukcja i konserwacja nagrobka (części metalowe) hrabiny Działyńskiej na Cmentarzu Rakowickim, rekonstrukcja i konserwacja XIX-wiecznej kasetki z odlewni Minterów itd. Postawione przed autorami pracy zagadnienia i plan pracy oraz jego realizacja przyniosły spodziewany efekt. Krzyż odlany został bez wad i nie wymagał żadnych uzupełnień, a wykonana praca zyskała uznanie zamawiającego i przyniosła satysfakcję jej autorom. Publikacje Wydawnictwa Praca zbiorowa: „Innowacje w odlewnictwie ciśnieniowym” Publikacja jest zbiorem artykułów poruszających zagadnienia z zakresu odlewnictwa ciśnieniowego. W niniejszym wydawnictwie przedstawiono: badania wstępne nad recyklingiem złomu obiegowego odlewniczych stopów magnezu poprzez zastosowanie innowacyjnej metody endomodyfikacji; analizę termowizyjną procesów odlewniczych; wysokojakościowe odlewy ciśnieniowe i system ich kontroli; ujawnianie ziarna w stopach magnezu; eksperymenty technologiczne i analizę numeryczną procesu odlewania pod- i nadeutektycznych stopów aluminium w stanie stało-ciekłym; proces prasowania w stanie ciekłym jako technologię umożliwiającą wytwarzanie odpowiedzialnych odlewów ze stopów lekkich; badania składu chemicznego i fazowego złomu obiegowego stopów magnezu; VACURAL − niezawodną technologię wykonywania odlewów ciśnieniowych z możliwością spawania i obróbki cieplnej. Praca zbiorowa pod red. A. Balińskiego: „Działalność naukowa, badawcza i rozwojowa oraz wspomagająca badania w 2010 roku. Wybrane zagadnienia” Opracowanie niniejsze jest prezentacją wyników prac naukowych, badawczych oraz wspomagających badania, prowadzonych w Instytucie Odlewnictwa w zakresie działalności statutowej w roku 2010. Jest kontynuacją wydawnictwa o analogicznej tematyce prezentującego daną działalność za lata 2008-2009. Przedstawiono w sposób syntetyczny rezultaty badań, w dużej części o najwyższym stopniu innowacyjności, realizowanych w wyniku zastosowania najnowocześniejszej aparatury i technologii, źródeł informacji naukowej, technicznej i logistycznej. Omówiono również problemy organizacji i zarządzania, przygotowania oraz wdrożenia technicznych i organizacyjnych metod, zapewniających wysoką jakość produkcji odlewniczej, odpowiadających wymaganiom przemysłu światowego. W zakresie zagadnień dotyczących informatyzacji, przedstawiono analizę wykorzystania technologii informacyjnych w działalności naukowo-badawczej, zarządzaniu, dystrybucji efektów naukowych i praktycznych w odlewniach, a także w gospodarce krajowej. 84
