WPŁYW SKŁADU MASY GIPSOWEJ NA TERMICZNE ZMIANY WYMIAROWE FORMY STOSOWANEJ W ODLEWNICTWIE PRECYZYJNYM

Podobne dokumenty
BADANIA DERYWATOGRAFICZNE KOMPOZYCJI GIPSOWYCH STOSOWANYCH NA FORMY GIPSOWE W ODLEWNICTWIE PRECYZYJNYM

PROCES WYSOKOTEMPERATUROWEGO WYGRZEWANIA FORM GIPSOWYCH DLA ODLEWNICTWA ARTYSTYCZNEGO

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 5.4

STANOWISKO DO BADANIA WSPÓŁCZYNNIKA PRZEWODZENIA CIEPŁA MATERIAŁÓW STOSOWANYCH NA FORMY GIPSOWE W ODLEWNICTWIE PRECYZYJNYM

PROCES WYGRZEWANIA WSTĘPNEGO FORM GIPSOWYCH DLA ODLEWNICTWA ARTYSTYCZNEGO

TECHNOLOGICZNE ASPEKTY STREFY PRZEWILŻONEJ W IŁOWYCH MASACH FORMIERS KICH

BADANIA NAPRĘŻEŃ SKURCZOWYCH W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

FOTOELEKTRYCZNA REJESTRACJA ENERGII PROMIENIOWANIA KRZEPNĄCEGO STOPU

OKREŚLENIE TEMPERATURY I ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W STOPACH Al-Si

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlSi13Cu2 WYTWARZANYCH METODĄ SQUEEZE CASTING

KRYSTALIZACJA I SKURCZ STOPU AK9 (AlSi9Mg) M. DUDYK 1, K. KOSIBOR 2 Akademia Techniczno Humanistyczna ul. Willowa 2, Bielsko Biała

MODYFIKACJA STOPU AK64

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AlSi7

MODYFIKACJA SILUMINÓW AK7 i AK9. F. ROMANKIEWICZ 1 Uniwersytet Zielonogórski, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STALIWA ZA POMOCĄ PROGRAMU KOMPUTEROWEGO

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

Badanie dylatometryczne żeliwa w zakresie przemian fazowych zachodzących w stanie stałym

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

DOKŁADNOŚĆ WYMIAROWA ODLEWÓW PRECYZYJNYCH DLA PROCESU WYPALANYCH MODELI

OKREŚLENIE CIEPŁA WŁAŚCIWEGO MASY FORMIERSKIEJ METODĄ KALORYMETRII SKANINGOWEJ

KRZEPNIĘCIE STRUGI SILUMINU AK7 W PIASKOWYCH I METALOWYCH KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY STOPÓW Al-Si

KONTROLA STALIWA NIESTOPOWEGO METODĄ ATD

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

RDZENIE CERAMICZNIE ODLEWU SZKIELETOWEGO O KOMÓRKACH OTWARTYCH

WPŁYW POWŁOKI OCHRONNEJ NA ZJAWISKA CIEPLNE W RDZENIACH ODLEWNICZYCH

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

WPŁYW WARUNKÓW UTWARDZANIA I GRUBOŚCI UTWARDZONEJ WARSTEWKI NA WYTRZYMAŁOŚĆ NA ROZCIĄGANIE ŻYWICY SYNTETYCZNEJ

OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ SILUMINU ALSi17

LEJNOŚĆ KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlMg10 Z CZĄSTKAMI SiC

SKURCZ TERMICZNY ŻELIWA CHROMOWEGO

WPŁYW ZAWARTOŚCI LEPISZCZA I WYBRANYCH DODATKÓW NA POMIAR WILGOTNOŚCI MASY FORMIERSKIEJ METODĄ IMPULSOWĄ

ANALIZA KRYSTALIZACJI STOPU AlMg (AG 51) METODĄ ATND

FILTRACJA STOPU AlSi9Mg (AK9) M. DUDYK 1 Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Akademia Techniczno - Humanistyczna ul. Willowa 2, Bielsko-Biała.

ANALIZA DEFORMACJI CIEPLNEJ MAS Z ZASTOSOWANIEM APARATU DMA

BADANIA ŻELIWA CHROMOWEGO NA DYLATOMETRZE ODLEWNICZYM DO-01/P.Śl.

WPŁYW MAGNEZU I BIZMUTU NA MODYFIKACJĘ STOPU AlSi7 DODATKIEM AlSr10

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA SILUMINÓW WIELOSKŁADNIKOWYCH

KRYTERIA OCENY WYBIJALNOŚCI MAS ZE SZKŁEM WODNYM

OKREŚLENIE METODĄ KALORYMETRII SKANINGOWEJ ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W ŻELIWIE SZARYM

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SILUMINU AlSi17Cu3Mg

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

PRZEMIANY TEMPERATUROWE KWARCU ZJAWISKIEM WPŁYWAJĄCYM NA POWSTAWANIE POWIERZCHNIOWYCH WAD ODLEWÓW

A. PATEJUK 1 Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej WAT Warszawa ul. S. Kaliskiego 2, Warszawa

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA PARAMETRY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO

WPŁYW WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO NA ROZCIĄGANIE

EKSPERYMENTALNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA ODLEWU W FORMIE

WPŁYW RECYKLINGU MATERIAŁÓW ZE ZUŻYTYCH FORM CERAMICZNYCH NA NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI TERMO-FIZYCZNE FORM W PROCESIE WYTAPIANYCH MODELI

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis

Szkła specjalne Wykład 6 Termiczne właściwości szkieł Część 1 - Wstęp i rozszerzalność termiczna

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTUR I MORFOLOGI PRZEŁOMÓW SILUMINU AK64

Geopolimery z tufu wulkanicznego. dr hab. inż. Janusz Mikuła prof. PK mgr inż. Michał Łach

MODYFIKACJA TYTANEM, BOREM I FOSFOREM SILUMINU AK20

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK9

MODYFIKACJA SILUMINU AK12. Ferdynand ROMANKIEWICZ Folitechnika Zielonogórska, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

SZACOWANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 NA PODSTAWIE METODY ATND

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

Recykling złomu obiegowego odlewniczych stopów magnezu poprzez zastosowanie innowacyjnej metody endomodyfikacji

Geopolimery z tufu wulkanicznego. dr hab. inż. Janusz Mikuła prof. PK mgr inż. Michał Łach

METODYKA PRZYGOTOWANIA OCENY JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO Z ZASTOSOWANIEM METODY ATD

PRZESTRZENNY MODEL PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO MASY FORMIERSKIEJ

BADANIE DOKŁADNOŚCI WYMIAROWEJ W METODZIE ZGAZOWYWANYCH MODELI

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

IDENTYFIKACJA FAZ W MODYFIKOWANYCH CYRKONEM ŻAROWYTRZYMAŁYCH ODLEWNICZYCH STOPACH KOBALTU METODĄ DEBYEA-SCHERRERA

POMIAR WILGOTNOŚCI MATERIAŁÓW SYPKICH METODĄ IMPULSOWĄ

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

WSPOMAGANIE PROCESU ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO

ROZKŁAD TWARDOŚCI I MIKROTWARDOŚCI OSNOWY ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU

Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Inżynieria Ciepła. Materiały Inżynierskie laboratorium. Ćwiczenie nr 9

ĆWICZENIE. Wpływ nano- i mikroproszków na udział wody związanej przez składniki hydrauliczne ogniotrwałych cementów glinowych

EMPIRYCZNE WYZNACZENIE PRAWDOPODOBIEŃSTW POWSTAWANIA WARSTWY KOMPOZYTOWEJ

Techniki wytwarzania - odlewnictwo

WPŁYW PODWYŻSZONEJ TEMPERATURY NA WYTRZYMAŁOŚĆ MASY ZE SPOIWEM EPOKSYDOWYM

WPŁYW WARUNKÓW PRZESYCANIA I STARZENIA STOPU C355 NA ZMIANY JEGO TWARDOŚCI

SYMULACJA NUMERYCZNA KRZEPNIĘCIA KIEROWANEGO OCHŁADZALNIKAMI ZEWNĘTRZNYMI I WEWNĘTRZNYMI

WPŁYW WYBRANYCH CZYNNIKÓW TECHNOLOGICZNYCH NA STOPIEŃ ZAGAZOWANIA SILUMINÓW

KIPPWINKEL KRYTERIUM OCENY SYNTETYCZNYCH MAS BENTONITOWYCH. Wydział Odlewnictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza, ul. Reymonta 23, Kraków, Polska.

BADANIA DYLATOMETRYCZNE STOPU Cu-Zn-Al-Si. A. GRZEBYK 1 Instytut Techniki, Uniwersytet Rzeszowski Rzeszów, ul. Rejtana 16A

WPŁYW TEMPERATURY WYGRZEWANIA NA UDZIAŁ FAZ PIERWOTNYCH W STRUKTURZE ŻAROWYTRZYMAŁEGO ODLEWNICZEGO STOPU KOBALTU

WYKORZYSTANIE SYSTEMU Mathematica DO ROZWIĄZYWANIA ZAGADNIEŃ PRZEWODZENIA CIEPŁA

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE KOMPOZYTÓW AlSi13Cu2- WŁÓKNA WĘGLOWE WYTWARZANYCH METODĄ ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO

BADANIE MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH NA OSNOWIE ALUMINIUM ZBROJONYCH CZĄSTKAMI SiO 2

STANOWISKO DO BADANIA SKURCZU LINIOWEGO I NAPRĘŻEŃ SKURCZOWYCH W ODLEWACH

WPŁYW TEMPERATURY NA WŁAŚCIWOŚCI WYBRANYCH SPOIW FORMIERSKICH

TEMPERATURY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO W FUNKCJI SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA ODLEWU

FRIALIT -DEGUSSIT Ceramika tlenkowa Bloki ślizgowe do procesów w ekstremalnych temperaturach

SILUMIN OKOŁOEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

ZASTOSOWANIE PYŁU KRZEMIONKOWEGO DO PRODUKCJI FORM ODLEWNICZYCH

WPŁYW MODYFIKACJI NA PRZEBIEG KRYSTALIZACJI, STRUKTURĘ I WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE BRĄZU CYNOWO-FOSFOROWEGO CuSn10P

Wpływ popiołów lotnych krzemionkowych kategorii S na wybrane właściwości kompozytów cementowych

Transkrypt:

44/17 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 2005, Rocznik 5, Nr 17 Archives of Foundry Year 2005, Volume 5, Book 17 PAN - Katowice PL ISSN 1642-5308 WPŁYW SKŁADU MASY GIPSOWEJ NA TERMICZNE ZMIANY WYMIAROWE FORMY STOSOWANEJ W ODLEWNICTWIE PRECYZYJNYM M. WIKTORSKI 1, M. PAWLAK 2, Z. NIEDŹWIEDZKI 3 Politechnika Łódzka, Zakład Odlewnictwa 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 1 STRESZCZENIE W pracy przedstawiono wyniki badań dylatometrycznych związanych mas gipsowych o różnym udziale tlenku glinu, węglika krzemu, krzemionki oraz talku. Omówiono rolę, jaką spełniają kompozycje dodatków stosowanych jako materiał na formy w odlewnictwie precyzyjnym. Key words: plaster, gypsum, plaster moulds, precision casting, dilatation. 1. WPROWADZENIE Rozwój przemysłowy, konkurencja oraz konieczność przestrzegania rygorystycznych norm środowiskowych, wymaga od producentów odlewów pozyskiwania nowych rynków zbytu. Kontrahenci branżowi nie stanowią już gwarancji ciągłości produkcji i zatrudnienia. Coraz częściej klientami, nawet większych zakładów odlewniczych, są małe firmy o charakterze produkcyjno handlowym, świadczące również usługi bezpośrednio klientowi indywidualnemu. Pozyskanie nowych technologii i materiałów do wytwarzania odlewów gwarantujących dużą dokładność kształtowo wymiarową, jest potrzebą chwili. Jedną z takich technologii jest odlewanie w formach gipsowych. Między innymi, kompozycje gipsowe na formy odlewnicze, zapewniają uzyskanie odlewów o dużej dokładności kształtowej i wymiarowej, małej chropowatości i dużej czystości powierzchni. 1 mgr inż. Michał Wiktorski, mwik@p.lodz.pl, Instytut Inżynierii Materiałowej P.Ł. 2 dr inż. Marek Pawlak, Instytut Inżynierii Materiałowej P.Ł, adiunkt w Zakładzie Odlewnictwa 3 dr hab. inż. Zenon Niedźwiedzki prof. P.Ł., Instytut Inżynierii Materiałowej P.Ł. 365

Formy gipsowe o odpowiednich kompozycjach umożliwiają uzyskanie odlewów cienkościennych, nawet o grubości ścianek poniżej 1 mm [1,2,3]. Istnieje przy tym możliwość odtwarzania skomplikowanych kształtów odlewu, który praktycznie nie wymaga obróbki skrawaniem. Technologia formy gipsowej jest alternatywą dla odlewów skorupowych czy kokilowych. Wymaga ona starannego przestrzegania wszystkich parametrów procesu wytwarzania. Powodem takiego stanu rzeczy są, między innymi, przemiany fazowe zachodzące w gipsie. Podczas ogrzewania związanego dwuhydratu CaSO 4 2H 2 O ulega on kolejno przemianom w półhydrat CaSO 4 0,5H 2 O, anhydryt rozpuszczalny III i anhydryt nierozpuszczalny II. Każdorazowo przemianom tym towarzyszy zmiana stopnia uwodnienia oraz przebudowa siatki krystalicznej z układu jednoskośnego w układ ortorombowy, typowy dla czystego anhydrytu. Zmianom stopnia uwodnienia towarzyszy również zmiana gęstości odpowiednio: dwuhydrat ~2310 kg/m 3, półhydrat ~2755 kg/m 3, anhydryt rozpuszczalny III ~2484 kg/m 3, anhydryt nierozpuszczalny II ~2955 kg/m 3, która w znaczący sposób odpowiada za liniową rozszerzalność gipsu [2]. Analiza termograwimetryczna czystego gipsu oraz kompozycji gipsowych z Al 2 O 3, SiO 2, SiC i talkiem, prowadzona w zakresie do 1000 C wykazała, że utrata masy czystego gipsu osiągnęła wartość 7,28 %, a po zastosowaniu domieszek zmniejszyła się prawie trzykrotnie [4]. Dlatego zdecydowano się na określenie wpływu zawartości domieszki w kompozycji na rozszerzalność liniową. 2. METODYKA I ZAKRES BADAŃ 2.1. Metodyka badań Badania związanych kompozycji gipsowych prowadzono przy wykorzystaniu derywatografu systemu Paulik-Paulik-Erdey MOM 1500, wyposażonego w przystawkę do badań dylatometrycznych. W oparciu o analizę wyników badań derywatograficznych [4] i wstępnych dylatometrycznych, przyjęto kształtkę walcową, której wymiary podano na rys. 1. Wysokość kształtki dylatometrycznej dostosowano do zaleceń podanych w instrukcji obsługi derywatografu. Natomiast sposób mocowania badanej kształtki w komorze pieca przedstawiono na rys. 2. Badania prowadzono w czasie 100 min w zakresie temperatur 20 1000 O C, przy stałych pozostałych wielkościach, takich jak: DTD = 1/10, DTA = 1/15, prędkość nagrzewania v = 10 O C/min, czułość wagi 50 mg. Podczas badania rejestrowano zmiany wydłużenia kształtki (krzywa TD) oraz szybkość tych zmian (krzywa DTD), a także efekty cieplne towarzyszące przemianom fizycznym lub chemicznym (krzywa DTA). Jako substancji wzorcowej (materiału inertnego) użyto czystego chemicznie Al 2 O 3 (rys. 2). 366

40 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Badania wykonano w systemie podwójnym. W przypadku braku powtarzalności lub przy widocznym wpływie czynników zewnętrznych badania powtarzano. ø 7 ø 12 Rys. 1. Kształtka do badań dylatometrycznych. Fig. 1. The experimental sample. Rys. 2. Mocowanie próbki doświadczalnej w komorze piecowej: 1 obudowa szamotowa, 2 elementy grzejne pieca, 3 zabezpieczająca osłona kwarcowa, 4 inertna próbka wzorcowa z Al 2 O 3, 5 termopary Pt-PtRh, 6 oporowy pręt kwarcowy, 7 ceramiczna podstawa pieca, 8 podstawa kwarcowa, 9 platynowy talerzyk, 10 badana kształtka, 11 pryzmowa nakładka kwarcowa. Fig. 2. The experimental sample inside of heatig chamber: 1 furance lining, 2 heater, 3 guard, 4 inert material Al 2 O 3, 5 thermocouple Pt-PtRh, 6 quartz rod, 7 ceramic base, 8 quartz base, 9 plate of quartz, 10 experimental sample, 11 shin quartz. 367

2.2. Materiał użyty do badań 368 Do badań przyjęto następujące materiały: a) gips autoklawizowany α Hartform HF1firmy Formula [3] o następujących właściwościach: stosunek wodno-gipsowy dla rozpływu ø 120 mm W/G=0,34 początek czasu wiązania t wp 25 min, koniec czasu wiązania t wk 36,30 min, wytrzymałość na zginanie R g 8,32 MPa, b) tlenek glinu (Al 2 O 3 ) No 115-99,5 %,o następujących właściwościach: zawartość: SiO 2 0,02 % Fe 2 O 3 0,02 % Na 2 O 0,40 % temperatura topnienia 1750 C ziarnistość 2,00 μm c) węglik krzemu (SiC) 98,40 % o następujących właściwościach: zawartość: C 0,00 % Si 1,12 % SiO 2 0,46 % gęstość nasypowa 8,00 g/cm3 d) krzemionka (SiO 2 ) o następujących właściwościach: zawartość: SiO 2 99,15 % Fe 2 O 3 00,09 % Al 2 O 3 00,39 % CaO+MgO 00,25 % Na 2 O+K 2 O 00,08 % temperatura spiekania 1400 C gęstość 2,61 g/cm3 e) Fintalc M30 (Mg 3 H 2 Si 4 O 12 ) o następujących właściwościach: zawartość: SiO 2 60,00 % MgO 31,00 % FeO 2,20 % H 2 O 4,80 % gęstość 2,75 g/cm3 Wymienione materiały badano w postaci czystej oraz jako związane kompozycje (masy gipsowe). Kształtki do badań przygotowano następująco: mieszanie kompozycji (wstępne w homogenizatorze typu LH w czasie 1 h, a następnie dokładne w młynku kulowym w czasie 0,5 h), sporządzenie ciekłej masy gipsowej, wykonanie kształtek walcowych,

ARCHIWUM ODLEWNICTWA suszenie w temperaturze otoczenia przez 48 h, wygrzewanie w temperaturze 110 C przez 4 h (do uzyskania stałej masy), studzenie do temperatury otoczenia w eksykatorze. 2.3. Zakres badań Składy badanych gipsowych mas przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Składy gipsowych mas do badań dylatometrycznych. Table 1. The compositions of set gypsum used in dilatation. Udział składników, % L.p Nazwa Gips HF Al 2 O 3 SiC Talk SiO 2 1. HF 100 - - - - 2. Al 2 O 3-100 - - - 3. HF Al 2 O 3 80 20 - - - 4. HF Al 2 O 3 65 35 - - - 5. HF Al 2 O 3 50 50 - - - 6. SiC - - 100 - - 7. HF SiC 80-20 - - 8. HF SiC 65-35 - - 9. HF SiC 50-50 - - 10. Talk - - - 100-11. HF Talk 80 - - 20-12. HF Talk 65 - - 35-13. HF Talk 50 - - 50-14. SiO 2 - - - - 100 15. HF SiO 2 80 - - - 20 16. HF SiO 2 65 - - - 35 17. HF SiO 2 50 - - - 50 3. BADANIA DYLATOMETRYCZNE Wyniki badań w postaci wykreślnej (krzywe TD) przedstawiono na rys. 3 6, a w postaci tabelarycznej w tabeli 2. 369

Rys.3. Zależność wydłużenia Δl związanych mas gipsowych o różnej zawartości Al 2 O 3 od temperatury. Fig. 3. The dependence of dilatation Δl of set gypsum with an additive of Al 2 O 3 on temperature. Rys. 4. Zależność wydłużenia Δl związanych mas gipsowych o różnej zawartości SiO 2 od temperatury. Fig. 4. The dependence of dilatation Δl of set gypsum with an additive of SiO 2 on temperature. 370

Rys. 5. Zależność wydłużenia Δl związanych mas gipsowych o różnej zawartości SiC od temperatury. Fig. 5. The dependence of dilatation Δl of set gypsum with an additive of SiC on temperature. Rys. 6. Zależność wydłużenia Δl związanych mas gipsowych o różnej zawartości Talku od temperatury. Fig. 6. The dependence of dilatation Δl of set gypsum with an additive of Talc on temperature. ARCHIWUM ODLEWNICTWA 371

Tabela 2. Termiczne wydłużenie względne kształtek wykonanych ze związanej masy gipsowej o różnej zawartości: Al 2 O 3, SiO 2, SiC, Talku. Table 2. Relative thermal dilatation of samples made with set gypsum, for different contents: Al 2 O 3, SiO 2, SiC, Talc. C Wydłużenie względne, % 20 100 200 300 400 500 600 700 800 950 Kompozycja HF + Al 2 O 3 HF 0,00 0,06 0,19-0,26-1,36-1,42-1,52-1,45-1,70-6,35 HF 80% 20% +Al 2 O 3 0,00 0,03 0,14 0,10-0,89-0,96-1,07-1,10-1,29-2,76 HF 65% 35% +Al 2 O 3 0,00 0,03 0,14 0,14-0,64-0,70-0,73-0,77-0,86-0,92 HF 50% 50% +Al 2 O 3 0,00 0,03 0,14 0,14-0,49-0,49-0,51-0,51-0,48-0,37 Al 2 O 3 0,00 0,01 0,06 0,20 0,31 0,40 0,51 0,62 0,73 0,88 Kompozycja HF + SiO 2 HF 0,00 0,06 0,19-0,26-1,36-1,42-1,52-1,45-1,70-6,35 HF 80% 20% +SiO 2 0,00 0,04 0,18 0,10-0,85-0,78-0,79-0,88-1,02-2,77 HF 65% 35% +SiO 2 0,00 0,04 0,19 0,16-0,45-0,28-0,07-0,02 0,00-0,84 HF 50% 50% +SiO 2 0,00 0,04 0,19 0,24-0,16 0,12 0,34 0,39 0,39-0,12 SiO 2 0,00 0,03 0,21 0,48 0,73 1,08 1,69 1,70 1,71 1,73 Kompozycja HF + SiC HF 0,00 0,06 0,19-0,26-1,36-1,42-1,52-1,45-1,70-6,35 HF 80% + SiC 20% 0,00 0,02 0,13-0,02-1,11-1,18-1,22-1,18-1,23-3,32 HF 65% + SiC 35% 0,00 0,03 0,12 0,00-0,88-0,91-0,95-0,91-0,91-1,99 HF 50% + SiC 50% 0,00 0,03 0,12 0,08-0,57-0,57-0,58-0,53-0,52-0,96 SiC 0,00 0,00 0,04 0,13 0,20 0,28 0,37 0,46 0,54 0,69 Kompozycja HF + Talk HF 0,00 0,06 0,19-0,26-1,36-1,42-1,52-1,45-1,70-6,35 HF 80% + Talk 20% 0,00 0,02 0,14 0,08-1,20-1,25-1,37-1,30-1,28-2,87 HF 65% + Talk 35% 0,00 0,05 0,14 0,08-1,09-1,12-1,12-1,03-0,98-2,31 HF 50% + Talk 50% 0,00 0,05 0,16 0,13-0,71-0,71-0,71-0,64-0,62-1,82 Talk 0,00 0,02 0,14 0,72 1,11 1,42 1,65 1,84 1,92 1,27 4. OMÓWNIENIE WYNIKÓW BADAŃ Z analizy krzywych dylatometrycznych (rys. 3 6) wynika, że czysty SiC oraz Al 2 O 3, w zakresie do 1000 C, charakteryzują się niewielką rozszerzalnością o przebiegu liniowym, odpowiednio 0,69 % i 0,88 % (tabela 2). Świadczy to o braku przemian polimorficznych w obu materiałach, dla badanego zakresu temperatury oraz sprawia, że kompensacja skurczu masy gipsowej jest bardziej przewidywalna. Krzywe dylatometryczne związanych mas z udziałem Al 2 O 3 (rys. 3) i SiC (rys. 5), w temperaturze 350 800 C, wyraźnie charakteryzują się skurczem proporcjonalnym do zawartości dodatku. Porównując np. w temperaturze 500 C wartości skurczu związanej masy gipsowej HF 50% +SiC 50% ze skurczem związanego HF oraz z termiczną rozszerzalnością SiC, zauważyć można istotną proporcjonalność 372

ARCHIWUM ODLEWNICTWA skurczu związanej masy w stosunku do czystych składników. Zarówno przyrost jej wydłużenia względem HF, jak i skurcz względem SiC, charakteryzuje ta sama wartość bezwzględna tj. 0,85%. W oparciu o to porównanie oraz analizę przebiegu krzywych dylatometrycznych, można z dużym przybliżeniem wyznaczyć wydłużenie względne kompozycji o dowolnej procentowej zawartości obu składników. Krzemionkę i talk charakteryzuje duża i nierównomierna rozszerzalność wywołana przez przemiany polimorficzne zachodzące w trakcie ogrzewania. Ich wpływ na rozszerzalność masy gipsowej jest szczególnie wyraźny w przypadku SiO 2 Przemiana kwarcu w kwarc, w temperaturze 573 C [6], powoduje powiększenie sieci krystalicznej i tym samym zmniejszenie gęstości kwarcu z 2650 kg/m 3 do 2510 kg/m 3 dla kwarcu. Jest to proces dość gwałtowny i powoduje dynamiczne zmniejszenie skurczu masy gipsowej, największe w przypadku 50% dodatku krzemionki. Najbardziej korzystnie oddziałuje na właściwości masy gipsowej 35% dodatek SiO 2, który praktycznie likwiduje jej skurcz w zakresie temperatury 550 800 C, szczególnie interesującym dla odlewnictwa metali o średniej temperaturze topnienia. W przypadku mas z dodatkiem talku sprawa jest bardziej skomplikowana. Bardzo znaczna (1,92%) rozszerzalność tego dodatku sugeruje równie wyraźny wpływ na rozszerzalność masy gipsowej z jego udziałem. W rzeczywistości masa z dodatkiem talku charakteryzuje się większym skurczem. Oznacza to, że talk w związanej masie nie kompensuje w oczekiwany sposób jej skurczu. Przebieg krzywych dylatometrycznych z udziałem talku (rys. 6), wykazuje proporcjonalność skurczu mas dwuskładnikowych względem czystej masy gipsowej, ale bez korelacji z krzywą dylatometryczną czystego talku. Charakterystyczną cechą wspólną wszystkich badanych mas jest występowanie niewielkiego (~0,1%) rozszerzenia w granicach 50 325 C. Jest ono wynikiem występującego w tym zakresie temperatury rozszerzenia gipsu, którego nie kompensuje jeszcze niewielkie wówczas rozszerzenie wprowadzonych do masy dodatków. 5. PODSUMOWANIE Na podstawie przeprowadzonej analizy wyników badań można stwierdzić, że: - związana masa z czystego α gipsu charakteryzuje się dużymi i nierównomiernymi zmianami wymiarowymi - szczególnie intensywny skurcz występuje w temperaturze 300 350 C i powyżej 800 C, - wszystkie zastosowane dodatki powodują zdecydowane zmniejszenie skurczu termicznego związanej masy z ich udziałem w porównaniu z masą z czystego α gipsu. 373

LITERATURA [1] Lewandowski J.L.: Tworzywa na formy odlewnicze. Wydawnictwo Akapit, Kraków 1997 r. [2] Akerman K.: Gips i Anhydryt. PWN W-wa 1964 [3] Wiktorski M., Pawlak M., Niedźwiedzki Z.: Stanowisko do badania współczynnika przewodzenia ciepła materiałów stosowanych na formy gipsowe w odlewnictwie precyzyjnym. Archiwum Odlewnictwa, Rok 2004, Rocznik 4, Nr 13, str. 233 240 [4] Wiktorski M., Pawlak M., Niedźwiedzki Z.: Badania derywatograficzne kompozycji gipsowych stosowanych na formy gipsowe w odlewnictwie precyzyjnym. Archiwum Odlewnictwa, Rok 2004, Rocznik 4, Nr 13, str. 225 232 [5] Gips Hartform HF1 BPB Formula GmBH D-37455 Walkenried Niemcy, marzec 2000r. [6] Nadachowski F.: Zarys technologii materiałów ogniotrwałych. ŚWT 1995 r. EFFECT OF GYPSUM COMPOSITIONS ON THERMAL DILATATION GYPSUM MOULD USED IN PRECISION CASTING SUMMARY In this work dilatation of set gypsum mix with alumina, silicon carbide, silica and talc are presented. The influence of the additives on the properties of material used for moulds in precision casting are disciussed. Recenzował: prof. dr hab. inż. Józef Gawroński 374