PL B1. Sposób wytwarzania kompozytów gradientowych na osnowie metalowej poprzez odlewanie w polu elektromagnetycznym

Podobne dokumenty
PL B1. W.C. Heraeus GmbH,Hanau,DE ,DE, Martin Weigert,Hanau,DE Josef Heindel,Hainburg,DE Uwe Konietzka,Gieselbach,DE

PL B1. Sposób i urządzenie do wykonywania odlewów o strukturze tiksotropowej ze stopów wysokotopliwych, zwłaszcza żeliwa

(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 H02P 1/34

PL B1. Uniwersytet Śląski w Katowicach,Katowice,PL BUP 20/05. Andrzej Posmyk,Katowice,PL WUP 11/09 RZECZPOSPOLITA POLSKA

(13) B1 (12) OPIS PATENTOW Y (19)PL (11) PL B1 B03C 1/025 B03C 1/18

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 26/14. TOMASZ KLEPKA, Lublin, PL WUP 12/16. rzecz. pat.

PL B1. Elektrolityczna, nanostrukturalna powłoka kompozytowa o małym współczynniku tarcia, zużyciu ściernym i korozji

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 15/17

PL B1. WIJAS PAWEŁ, Kielce, PL BUP 26/06. PAWEŁ WIJAS, Kielce, PL WUP 09/12. rzecz. pat. Wit Flis RZECZPOSPOLITA POLSKA

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL FUNDACJA ROZWOJU KARDIOCHIRURGII IM. PROF. ZBIGNIEWA RELIGI, Zabrze, PL

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 26/16. ZBIGNIEW PATER, Turka, PL JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL PAULINA PATER, Turka, PL

PL B1. LESZCZYŃSKA FABRYKA POMP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Leszno, PL BUP 05/14

PL B1. Sposób kątowego wyciskania liniowych wyrobów z materiału plastycznego, zwłaszcza metalu

PL B1 POLITECHNIKA WARSZAWSKA, WARSZAWA, PL

PL B1. BRIDGESTONE/FIRESTONE TECHNICAL CENTER EUROPE S.p.A., Rzym, IT , IT, TO2001A001155

PL B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) ( 1 3 ) B1 B22D 27/11 B22D 18/02

PL B1. PRZEDSIĘBIORSTWO HAK SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Wrocław, PL BUP 20/14. JACEK RADOMSKI, Wrocław, PL

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL BUP 20/07. JAN HEHLMANN, Kędzierzyn-Koźle, PL MACIEJ JODKOWSKI, Zabrze, PL

PL B1. Sposób chłodzenia obwodów form odlewniczych i układ technologiczny urządzenia do chłodzenia obwodów form odlewniczych

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 23/12

PL B1. POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA, Kielce, PL BUP 17/16. MAGDALENA PIASECKA, Kielce, PL WUP 04/17

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 18/15. HANNA STAWSKA, Wrocław, PL ELŻBIETA BEREŚ-PAWLIK, Wrocław, PL

PL B1. INSTYTUT METALURGII I INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ IM. ALEKSANDRA KRUPKOWSKIEGO POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL

PL B1. Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica,Kraków,PL BUP 14/02. Irena Harańczyk,Kraków,PL Stanisława Gacek,Kraków,PL

PL B1. INSTYTUT TELE- I RADIOTECHNICZNY, Warszawa, PL BUP 14/11. PIOTR GAWRYŚ, Warszawa, PL WUP 11/12

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 26/16

PL B1. Urządzenie do badania nieciągłości struktury detali ferromagnetycznych na małej przestrzeni badawczej. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 24/18. GRZEGORZ SAMOŁYK, Turka, PL WUP 03/19. rzecz. pat.

PL B1. Sposób wyciskania wyrobów, zwłaszcza metalowych i zespół do wyciskania wyrobów, zwłaszcza metalowych

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL BUP 20/10

PL B1. Sposób przepychania obrotowego z regulowanym rozstawem osi stopniowanych odkuwek osiowosymetrycznych. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 26/16. ZBIGNIEW PATER, Turka, PL JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL PAULINA PATER, Turka, PL

PL B1. ZAWADA HENRYK, Siemianowice Śląskie, PL ZAWADA MARCIN, Siemianowice Śląskie, PL BUP 09/13

PL B1. PRZEDSIĘBIORSTWO CONCEPT STAL B&S LEJMAN SPÓŁKA JAWNA, Chełm, PL BUP 26/15. STANISŁAW LEJMAN, Chełm, PL

PL B BUP 12/03. Kinkel Marcin,Różyny,PL WUP 06/08

PL B1. SKRZETUSKI RAFAŁ, Niemodlin, PL SKRZETUSKI ZBIGNIEW, Niemodlin, PL SKRZETUSKI BARTOSZ, Niemodlin, PL

(62) Numer zgłoszenia, z którego nastąpiło wydzielenie:

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 20/12

PL B1. SINKOS SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Police, PL BUP 13/13

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 14/14. ZBIGNIEW PATER, Turka, PL JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL

OPIS PATENTOWY C22B 7/00 ( ) C22B 15/02 ( ) Sposób przetwarzania złomów i surowców miedzionośnych

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 04/15

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 24/18. PRZEMYSŁAW FILIPEK, Lublin, PL WUP 06/19. rzecz. pat.

Układ stabilizacji natężenia prądu termoemisji elektronowej i napięcia przyspieszającego elektrony zwłaszcza dla wysokich energii elektronów

@ Numer zgłoszenia: Uprawniony z patentu: Politechnika Lubelska, Lublin, PL

(54)Sposób mocowania wykładzin ceramicznych na metalowych powierzchniach, zwłaszcza w

PL B1. Urządzenie wentylatorowe do recyrkulacji gazów w wysokotemperaturowym ogniwie paliwowym. POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL

PL B1. Sposób i układ do modyfikacji widma sygnału ultraszerokopasmowego radia impulsowego. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 25/09. ANDRZEJ KOLONKO, Wrocław, PL ANNA KOLONKO, Wrocław, PL

PL B1. Uszczelnienie nadbandażowe stopnia przepływowej maszyny wirnikowej, zwłaszcza z bandażem płaskim. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 08/13

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 03/14. ZBIGNIEW PATER, Turka, PL JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL

PL B1. Układ przeniesienia napędu do hybrydowych pojazdów roboczych dużej mocy zwłaszcza wózków widłowych o dużym udźwigu

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 20/13. JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL ZBIGNIEW PATER, Turka, PL

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 08/15

PL B1. Mechanizm regulacyjny położenia anody odporny na temperaturę i oddziaływanie próżni

PL B1. Sposób walcowania poprzecznego dwoma walcami wyrobów typu kula metodą wgłębną. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

PL B1. POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA, Kielce, PL BUP 13/12. WOJCIECH SADKOWSKI, Kielce, PL KRZYSZTOF LUDWINEK, Kostomłoty, PL

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL

PL B1. GALISZ WOJCIECH OBRÓBKA I MONTAŻ URZĄDZEŃ DO CELÓW SPORTOWYCH, Jastrzębie Zdrój, PL BUP 08/11

PL B1. POLBUD SPÓŁKA AKCYJNA, Bielsk Podlaski, PL BUP 16/13. BOGUSŁAW GRĄDZKI, Stok, PL WUP 06/16

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 16/17

PL B1. TRYBUŁA DARIUSZ, Pilchowo k/szczecina, PL BUP 25/05. DARIUSZ TRYBUŁA, Pilchowo k/szczecina, PL

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

PL B1. Sposób i układ kontroli napięć na szeregowo połączonych kondensatorach lub akumulatorach

PL B1. STRZYŻAKOWSKA HANNA LES, Warszawa, PL BUP 09/12. PETER VIOL, Rastede, DE WUP 05/14. rzecz. pat.

PL B1 POLITECHNIKA ŚLĄSKA, GLIWICE, PL BUP 14/06 BOGUSŁAW GRZESIK, GLIWICE, PL MARIUSZ STĘPIEŃ, GLIWICE, PL

PL B1. WOJSKOWY INSTYTUT MEDYCYNY LOTNICZEJ, Warszawa, PL BUP 23/13

PL B1. LIW-LEWANT Fabryka Wyrobów z Tworzyw Sztucznych Sp. z o.o. Zakład Pracy Chronionej,Bielawa,PL BUP 06/

PL B BUP 21/07. Marek Kopeć,Kraków,PL Jarosław Krzysztofiński,Warszawa,PL Antoni Szkatuła,Rząska,PL Jan Tomaszewski,Warszawa,PL

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 24/18. GRZEGORZ SAMOŁYK, Turka, PL WUP 03/19. rzecz. pat.

PL B1. LISICKI JANUSZ ZAKŁAD PRODUKCYJNO HANDLOWO USŁUGOWY EXPORT IMPORT, Pukinin, PL BUP 17/16. JANUSZ LISICKI, Pukinin, PL

PL B1. PRZEDSIĘBIORSTWO CIMAT SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Bydgoszcz, PL BUP 04/16

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 20/13. TOMASZ BULZAK, Zastów Karczmiski, PL WUP 03/15

(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 F16H 3/62

PL B1. Przekształtnik rezonansowy DC-DC o przełączanych kondensatorach o podwyższonej sprawności

PL B1. INSTYTUT NAPĘDÓW I MASZYN ELEKTRYCZNYCH KOMEL, Katowice, PL BUP 17/18

PL B1. C & T ELMECH SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Pruszcz Gdański, PL BUP 07/10

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 18/11. JANUSZ URBAŃSKI, Lublin, PL WUP 10/14. rzecz. pat.

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 12/15

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 08/13

PL B1. Sposób transportu i urządzenie transportujące ładunek w wodzie, zwłaszcza z dużych głębokości

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 19/13. JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL ZBIGNIEW PATER, Turka, PL

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

PL B1. Sposób kucia półfabrykatu zwłaszcza do wytwarzania wyrobów płaskich z jednym żebrem o zarysie trójkątnym

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 02/15. GRZEGORZ WINIARSKI, Rzeczyca Kolonia, PL ANDRZEJ GONTARZ, Krasnystaw, PL

PL B1. ZETKAMA SPÓŁKA AKCYJNA, Ścinawka Średnia, PL BUP 10/12

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 02/17. TOMASZ KLEPKA, Lublin, PL MACIEJ NOWICKI, Lublin, PL

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 08/13

PL B1. Sposób zabezpieczania termiczno-prądowego lampy LED oraz lampa LED z zabezpieczeniem termiczno-prądowym

PL B1. Sposób i układ tłumienia oscylacji filtra wejściowego w napędach z przekształtnikami impulsowymi lub falownikami napięcia

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 21/13

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 07/07. ROMAN WASIELEWSKI, Tczew, PL KAZIMIERZ ORŁOWSKI, Tczew, PL

PL B1. SZKODA ZBIGNIEW, Tomaszowice, PL BUP 03/16

PL B1. Sposób i narzędzia do wywijania końca rury z jednoczesnym prasowaniem obwiedniowym. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

(13) B1 (11) (12)OPIS PATENTOWY (19) PL PL B1. Fig. 2

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 17/09

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 10/18

Transkrypt:

PL 216806 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 216806 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 390252 (22) Data zgłoszenia: 22.01.2010 (51) Int.Cl. B22D 27/02 (2006.01) C22F 3/02 (2006.01) B22D 21/00 (2006.01) (54) Sposób wytwarzania kompozytów gradientowych na osnowie metalowej poprzez odlewanie w polu elektromagnetycznym (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: 01.08.2011 BUP 16/11 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.05.2014 WUP 05/14 (72) Twórca(y) wynalazku: SŁAWOMIR GOLAK, Katowice, PL ROMAN PRZYŁUCKI, Chorzów, PL JÓZEF ŚLEZIONA, Imielin, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Urszula Ziółkowska

2 PL 216 806 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytów gradientowych na osnowie metalowej poprzez odlewanie w polu elektromagnetycznym. Kompozyty gradientowe pozwalają wytwarzać wyroby lub półprodukty charakteryzujące się stopniową, przestrzenną zmianą takich właściwości, jak np.: przewodność cieplna, przewodność elektryczna, wytrzymałość i twardość. Dzięki możliwości ciągłej, jednorodnej zmiany ich struktury (i właściwości) unikamy niebezpieczeństwa powstawania lokalnych naprężeń w wypadku łączenia materiałów o znacząco różnych właściwościach. W wypadku kompozytów gradientowych na osnowie metalowej dostępnymi technikami ich wytwarzania są metody metalurgii proszków, infiltracji ciśnieniowej oraz metody odlewnicze, poczynając od etapowego odlewania warstw kompozytowych, poprzez odlewanie grawitacyjne bazujące na sile wyporu, aż po zdobywające dużą popularność odlewanie odśrodkowe. Rozwiązania te charakteryzują się jednak często dużą komplikacją procesu wytwarzania, złożonością jego oprzyrządowania, wymogiem stosowania materiałów zbrojenia i osnowy znacząco różniących się gęstością lub zapewniają jedynie jednokierunkowy gradient stężenia. Z tego powodu poszukuje się nowych sposobów wytwarzania tych materiałów. Jedną z dróg jest stosowanie pola magnetycznego do wymuszania migracji zbrojenia w metalu po zalaniu formy. Najprostszym rozwiązaniem jest wykorzystanie statycznego pola magnetycznego uzyskanego przy użyciu magnesu lub elektromagnesu do przyciągania w pożądanym kierunku cząstek zbrojenia w ciekłej osnowie. Wadą metody jest ograniczenie do zbrojenia z materiału zachowującego właściwości ferromagnetyczne w trakcie odlewania, co w zasadzie dyskwalifikuje metodę w wypadku kompozytów na osnowie metalowej z powodu przekroczenia temperatury Curie przez materiał zbrojenia. Kolejnymi rozwiązaniami wytwarzania kompozytów opartym o zjawiska magnetyczne, tym razem wykorzystującymi działanie siły Lorenza, są odlewanie odśrodkowe w statycznym polu magnetycznym (prostopadłym do osi obrotu) i odlewanie grawitacyjne w wirującym polu elektromagnetycznym. W obu przypadkach uzyskana siła elektromagnetyczna, styczna do obwodu formy, intensyfikuje mieszanie ciekłego metalu i ujednorodnia stężenie zbrojenia, ale nie jest wykorzystywana do uzyskania jego segregacji. Kolejny proces, który wykorzystuje działanie siły Lorenza do uzyskania gradientu stężenia zbrojenia, opiera się na różnicy pomiędzy rezystywnością elektryczną metalu osnowy i materiału zbrojenia. Siły elektromagnetyczne działające na metal wytwarzają w nim gradient ciśnienia o kierunku zgodnym z kierunkiem działania siły Lorenza, skutkujący przeciwnym kierunkiem działania siły wyporu elektromagnetycznego na cząstki zbrojenia. Jednocześnie w wypadku cząstek przewodzących siła elektromagnetyczna Lorenza działa bezpośrednio na zbrojenie. O kierunku ruchu cząstek zbrojenia decyduje, która z sił (wyporu lub elektromagnetyczna) przeważa, a to zależy od względnej rezystywności osnowy i zbrojenia. W wypadku cząstek o większej rezystywności od metalu osnowy dominuje siła wyporu i cząstki poruszają się w kierunku odwrotnym do działania siły elektromagnetycznej, dla rezystywności mniejszej kierunek ich ruchu jest zgodny. Wszystkie opisywane dotychczas w literaturze naukowej metody wytwarzania kompozytów gradientowych opartych o to zjawisko wykorzystywały stałe pole magnetyczne wytwarzane przez magnes (ewentualnie elektromagnes) oraz wymuszenie przepływu prądu stałego przez ciekły metal przy pomocy katody i anody. Rozwiązanie to ma dwie podstawowe wady: pozwala uzyskać jedynie liniowy gradient stężenia zbrojenia, ograniczając zakres możliwych zastosowań oraz wiąże się z problemem korozji anody i katody w nieprzyjaznym środowisku stopionego metalu. W sposobie według wynalazku wykorzystuje się działanie siły Lorenza i wyporu elektromagnetycznego na osnowę i zbrojenie o różnej rezystywności przy jednoczesnej eliminacji wad wcześniejszej metody. Sposób według wynalazku polega na tym, że do ciekłego metalu wprowadza się materiał zbrojenia o określonej granulacji. Następnie metal poddaje się mieszaniu w celu ujednorodnienia stężenia zbrojenia. Tak przygotowaną zawiesiną kompozytową zalewa się grawitacyjnie lub ciśnieniowo formę odlewniczą z materiału nieprzewodzącego odtwarzającą kształt gotowego wyrobu lub półproduktu. Metal w formie poddaje się działaniu wytwarzanego przez wzbudnik zmiennego pola elektromagnetycznego indukującego w metalu prądy wirowe. Interakcja prądów wirowych w metalu oraz indukcji magnetycznej wytwarzanej przez wzbudnik powoduje powstanie siły Lorenza działającej (w kierunku prostopadłym do kierunku indukcji i kierunku prądu) na ciekły metal i cząstki zbrojenia (jeżeli są z ma-

PL 216 806 B1 3 teriału przewodzącego). Mechanizm ruchu cząstek zbrojenia opiera się na wzajemnym stosunku przeciwstawnych sił wyporu elektromagnetycznego i sił elektromagnetycznych bezpośrednio działających na cząstki. Podstawą działania sposobu według wynalazku jest uzyskanie takiego rozkładu pola elektromagnetycznego w odlewie, aby uzyskać wypór elektromagnetyczny działający na cząstki nieprzewodzące lub siłę elektromagnetyczną działającą na cząstki przewodzące, w kierunku pożądanej migracji zbrojenia przy jednoczesnym uniknięciu mieszania metalu dążącego do ponownego ujednorodnienia stężenia zbrojenia. Można to uzyskać poprzez jednoczesne lub samodzielne (w zależności od geometrii odlewu) wykorzystanie: - rdzeni magnetycznych; - uzupełnienia formy ceramicznej elementami z metalu o tej samej rezystywności, co metal osnowy, ale wyższej temperaturze topienia; - uzupełnienia formy ceramicznej o układ traconych nadlewów wyrównujących rozkład pola elektromagnetycznego; - zastosowanie dedykowanej geometrii wzbudnika. Po uzyskaniu zakładanego rozkładu zbrojenia, początkowa wysoka wartość natężenia prądu zasilania wzbudnika pozwalająca uzyskać pożądaną szybkość migracji zbrojenia jest redukowana do wartości zapewniającej utrzymanie segregacji zbrojenia, przy jednoczesnym zmniejszeniu wydzielania ciepła Joule'a w odlewie poniżej ilości ciepła oddawanej poprzez ściany formy, co umożliwia zastygnięcie metalu. Sposób wytwarzania kompozytów gradientowych charakteryzuje się następującymi zaletami: pozwala uzyskiwać linowy lub radialny (dla odlewów o symetrii osiowej) gradient stężenia zbrojenia; nie wymaga wprowadzenia formy odlewniczej w ruch; pozwala zastosować zalewanie grawitacyjne i ciśnieniowe; jest metodą bezkontaktową, prąd w metalu jest wymuszany indukcyjnie, nie występuje problem korozji katody i anody; pozwala uzyskać gradient stężenia w wypadku zbliżonych gęstości materiałów osnowy i zbrojenia; pozwala uzyskać gradient stężenia dla cząstek zbrojenia zarówno o wyższej, jak i niższej rezystywności niż metal osnowy; poprzez dobór czasu działania, natężenia oraz częstotliwości (a tym samym głębokości wnikania) pola elektromagnetycznego, pozwala na znacznie większą swobodę sterowania stężeniem zbrojenia w kierunku jego gradientu w stosunku do odlewania odśrodkowego i grawitacyjnego. Sposób według wynalazku objaśniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu odlewania tulei kompozytowej uzupełnionej o dwa tracone elementy, fig. 2 układ odlewania tulei w formie uzupełnionej o dwa elementy przewodzące, a fig. 3 układ odlewania tulei o specjalizowanej geometrii wzbudnika. W celu wytworzenia tulei kompozytowej 1 ze stopu aluminium zbrojonego proszkiem ceramicznym AI 2 O 3 o zlokalizowanym przy zewnętrznej powierzchni tulei należy zastosować jeden z w/w układów. Ponieważ Al 2 O 3 charakteryzuje się znacznie większą rezystywnością niż stop aluminium, głównym mechanizmem migracji zbrojenia będzie wypór elektromagnetyczny. Po zalaniu wygrzanej formy 2 wcześniej przygotowaną zawiesiną kompozytową wzbudnik 3 zostaje zasilony prądem zmiennym o częstotliwości zasilania na tyle niskiej, aby zapewnić wniknięcie pola elektromagnetycznego przez całą grubość tulei i natężeniu zapewniającym szybkie przemieszczenie cząstek zbrojenia. W celu uzyskania jednorodnego rozkładu pola elektromagnetycznego w odlewie, a tym samym uniknięciu w jego obrębie mieszania ciekłego metalu można zastosować jedno z następujących rozwiązań: Fig. 1 - uzupełnienie odlewu o dwa tracone nadlewy 5 odcinane po zakrzepnięciu tulei 1 wsparte przez zastosowanie rdzenia magnetycznego 4, Fig. 2 - uzupełnienie formy 2 o dwa elementy przewodzące 6 z materiału o rezystywności zbliżonej do rezystywności osnowy (np. miedzioniklu CuNi5 dla stopu aluminium) wsparte przez zastosowanie rdzenia magnetycznego 4, Fig. 3 - zastosowanie specjalizowanej geometrii wzbudnika 3 zapewniającej wyrównanie pola elektromagnetycznego przy górnej i dolnej krawędzi tulei 1. Po uzyskaniu pożądanej segregacji zbrojenia (kilka sekund) początkowe, duże natężenie prądu jest redukowane do wartości zapewniającej utrzymanie zbrojenia przy zewnętrznej ścianie tulei, przy jednoczesnej redukcji ilości ciepła Joule'a wydzielanego we wsadzie poniżej ilości ciepła oddawanego przez odlew do otoczenia, co umożliwia jego zastygnięcie.

4 PL 216 806 B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kompozytu gradientowego na osnowie metalowej, znamienny tym, że do ciekłego metalu wprowadza się materiał zbrojenia o innej rezystywności niż osnowa i poddaje się mieszaniu w celu ujednorodnienia, tak przygotowaną zawiesiną kompozytową zalewa się grawitacyjnie lub ciśnieniowo formę odlewniczą z materiału nieprzewodzącego, a następnie zawiesinę poddaje się działaniu zmiennego pola elektromagnetycznego powodującego powstanie sił Lorenza i wyporu elektromagnetycznego, których łączne działanie powoduje migrację cząstek zbrojenia w pożądanym kierunku, po czym w obecności tego pola następuje zakrzepnięcie odlewu. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jednorodny rozkład sił elektromagnetycznych zapobiegający mieszaniu metalu uzyskuje się poprzez stosowanie dodatkowych elementów formy z materiału o zbliżonej rezystywności do ciekłego metalu osnowy i wyższej temperaturze topienia. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze jednorodny rozkład sił elektromagnetycznych zapobiegający mieszaniu uzyskuje się przez stosowanie dodatkowych traconych nadlewów. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jednorodny rozkład sił elektromagnetycznych zapobiegający mieszaniu uzyskuje się przez stosowanie specjalizowanej geometrii wzbudnika. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po uzyskaniu pożądanej migracji cząstek zbrojenia redukuje się początkowe, duże natężenie pola elektromagnetycznego do wartości pozwalającej utrzymać gradient stężenia przy jednoczesnej redukcji ilości ciepła Joule'a wytwarzanego w odlewie, ułatwiając jego zakrzepnięcie.

PL 216 806 B1 5 Rysunki

6 PL 216 806 B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)