Nowa ekologiczna metoda wykonywania odlewów z żeliwa sferoidyzowanego lub wermikularyzowanego w formie odlewniczej

Podobne dokumenty
PL B1. Reaktor do wytwarzania żeliwa wysokojakościowego, zwłaszcza sferoidalnego lub wermikularnego BUP 17/12

Próba ocena jakości żeliwa z różną postacią grafitu w oparciu o pomiar aktywności tlenu w ciekłym stopie i wybrane parametry krzywej krystalizacji

Badanie zmęczenia cieplnego żeliwa w Instytucie Odlewnictwa

WYBRANE ASPEKTY ZABIEGU WERMIKULARYZOWANIA ŻELIWA W FORMIE ODLEWNICZEJ

Recykling złomu obiegowego odlewniczych stopów magnezu poprzez zastosowanie innowacyjnej metody endomodyfikacji

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

Wykaz norm będących w zakresie działalności Komitetu Technicznego KT 301 ds. Odlewnictwa aktualizacja na dzień

PROJEKT - ODLEWNICTWO

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

Badanie dylatometryczne żeliwa w zakresie przemian fazowych zachodzących w stanie stałym

Seminarium: Niekonwencjonalne próby technologiczne w odlewnictwie Mieczysław Kuder Zakład Stopów Żelaza

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO EN-GJS METODĄ ATD

Techniki wytwarzania - odlewnictwo

MODYFIKACJA STOPU AK64

26/16 Solidiliklltion of Metais and Alloys, No 26, 19%

WPŁYW RODZAJU MASY OSŁANIAJĄCEJ NA STRUKTURĘ, WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I ODLEWNICZE STOPU Remanium CSe

WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ŻELIWA SFEROIDALNEGO OBRABIANEGO RÓŻNYMI MODYFIKATORAMI

Dane potrzebne do wykonania projektu z przedmiotu technologia odlewów precyzyjnych.

ĆWICZENIE Nr 2/N. 9. Stopy aluminium z litem: budowa strukturalna, właściwości, zastosowania.

OPTYMALIZACJA PROCESU ZALEWANIA DUŻEGO WLEWKA Fe-Si-Mg W CELU UJEDNORODNIENIA JEGO SKŁADU CHEMICZNEGO

Ocena kształtu wydziele grafitu w eliwie sferoidalnym metod ATD

36/7 SoHdificatioo of Metais and Allays, No.J6, 1998 Kncpoięcie Metali i Stopów, Nr 36, 1998 P AN - Oddział Katowice PL ISSN

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

OCENA POWTARZALNOŚCI PRODUKCJI ŻELIWA SFERO- IDALNEGO W WARUNKACH WYBRANEJ ODLEWNI

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

Tematy Prac Magisterskich Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych

WPŁYW ZABIEGÓW USZLACHETNIANIA NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

FILTRY MODYFIKUJĄCE DLA ŻELIWA SZAREGO I SFEROIDALNEGO

26/18 Solidiiikation or :\letals and.\lloys, :\o 26, 1996

OGÓLNA OCENA METODY PE SFEROIDYZOWANIA ŻELIWA

ODLEWNICTWO CIŚNIENIOWE METALI I FORMOWANIE WTRYSKOWE TWORZYW SZTUCZNYCH

Ocena jakości metalurgicznej żeliwa sferoidalnego w oparciu o analizę termiczną ATAS

PRZEGLĄD ODLEWNICTWA T

Ich właściwości zmieniające się w szerokim zakresie w zależności od składu chemicznego (rys) i technologii wytwarzania wyrobu.

OCENA SKUTECZNOŚCI RÓŻNYCH MODYFIKATORÓW DLA ŻELIWA

WPŁYW WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO NA ROZCIĄGANIE

43 edycja SIM Paulina Koszla

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

ĆWICZENIE Nr 6. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował dr inż.

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

Logistyka ciekłego metalu na przykładzie odlewni żeliwa

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

MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

Elbląg, dnia 24 września 2014 r.

Metalurgia - Tematy Prac magisterskich - Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy, Odlewnictwa Metali Nieżelaznych

PIEKARSKI Bogdan Politechnika Szczecińska, Instytut Inżynierii Materiałowej O Szczecin, Al.Piastów 17

Zapytanie ofertowe nr ZO/KO/1.1.1/08/2017 na

ODLEWNICTWO STOPÓW ŻELAZA Casting of ferrous alloys PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu [Inżynieria Materiałowa] Studia I stopnia

NOWOCZESNE ODMIANY ŻELIWA O STRUKTURZE AUSFERRYTYCZNEJ. A. KOWALSKI, A. PYTEL Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, Kraków

Odlewnicze procesy technologiczne Kod przedmiotu

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

Recykling - metale Laboratorium (hala A15 Zakład Odlewnictwa)

RECENZJA rozprawy doktorskiej

Spis treści. Wstęp 9 ROK 2008

oferta usług szkoleniowych 2019

Władysław ORŁOWICZ Politechnika Rzeszowska, ul. W. Pola 2, Rzeszów

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wirtotechnologia Tematy Prac Magisterskich Katedra Inżynierii Procesów Odlewniczych Rok akademicki 2016/2017

Cr+Cu+Mo+Ni P235GH 1.1 EN ,16 0,35 1,20 0,025 0,020 0,020 c 0,30 0,30 0,08 0,01 b 0,30 0,04 b 0,02 b 0,70

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

Lp. Nazwisko i Imię dyplomanta

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

OPTYMALIZACJA SKŁADU CHEMICZNEGO I TECHNOLOGII WYTWARZANIA AUSTENITYCZNEGO ŻELIWA SFEROIDALNEGO

WPŁYW MAGNEZU I BIZMUTU NA MODYFIKACJĘ STOPU AlSi7 DODATKIEM AlSr10

Rozwój technologii żeliwa ADI w Polsce

URUCHOMIENIE PRODUKCJI ARMATURY Z ŻELIWA O GWARANTOWANEJ UDARNOŚCI W NISKICH TEMPERATU- RACH

STRUKTURA ŻELIWA Z GRAFITEM WERMIKULARNYM W ODLEWACH WALCA O RÓŻNEJ ŚREDNICY. Wydział Odlewnictwa, Akademii Górniczo Hutniczej, Kraków

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

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

ĆWICZENIE Nr 6. Laboratorium InŜynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. inŝ. A. Weroński

BADANIA WTRĄCEŃ TLENKOWYCH W BRĄZIE KRZEMOWYM CUSI3ZN3MNFE METODĄ MIKROANALIZY RENTGENOWSKIEJ

WyŜsza Szkoła InŜynierii Dentystycznej im. prof. Meissnera

Sp. z o.o. Prezentacja firmy

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

WPŁYW MATERIAŁÓW WSADOWYCH I TECHNOLOGII WYTOPU NA WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO

Temat: Stacjonarny analizator gazu saturacyjnego MSMR-4 do pomiaru ciągłego

METODYKA PRZYGOTOWANIA OCENY JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO Z ZASTOSOWANIEM METODY ATD

Solidiflkation o f Metais and Alloys. No 26, Krz.epnięcie Metali i Stopów, Nr 26, 1996 PAN. Oddział Katowice PL ISSN

STRUKTURA ORAZ UDARNOŚĆ ŻELIWA AUSTENITYCZNEGO PRZEZNACZONEGO DO PRACY W NISKICH TEMPERATURACH

ĆWICZENIE Nr 5. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

Zespół Szkół Samochodowych

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

STATYSTYCZNA ANALIZA WPŁYWU SKŁADU CHEMICZNEGO I STRUKTURY NA WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO

Zespół Szkół Samochodowych

ul. Zakopiańska Kraków, Polska tel: +48 (12) fax +48 (12) Rok założenia Established in 1946

REMIX S.A. Urządzenia do procesów odlewniczych i obróbki cieplnej

Możliwości wykorzystania frakcjonowanych UPS z kotłów fluidalnych w produkcji zapraw murarskich i tynkarskich

22/8 Solidilication nf Metal~ and Alloys, No 22, 1995 Knepniecie Merali i Stopów, Nr 22, 1995 PAN - Oddział Katowice PL ISSN

OKREŚLENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

43/40 UL TRADŹWIĘKOWA KONTROLA STRUKTURY ODLEWÓW Z ŻELIW A SFEROIDALNEGO

Przykładowe zadania z rozdziałów 1 5 (Mol, Stechiometria wzorów i równań chemicznych, Wydajność reakcji i inne)

Właściwości tworzyw autoklawizowanych otrzymanych z udziałem popiołów dennych

Zadanie egzaminacyjne

ODLEWNICTWO Casting. forma studiów: studia stacjonarne. Liczba godzin/tydzień: 2W, 1L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

WPŁYW PROCESU AZOTONASIARCZANIA NA ZMIANĘ WYMIARÓW CZOPA WAŁU KORBOWEGO ODLANEGO METODĄ LOST FOAM ZE SFEROIDYZACJĄ INMOLD

WYTWARZANIE ŻELIWA Z GRAFITEM WERMIKULARNYM POPRZEZ OBRÓBKĘ STOPU ALUMINIUM I MISZMETALEM CEROWYM

IKiFP im. J. Habera PAN

Transkrypt:

PROJEKT NR: POIG.01.03.01-12-061/08 Badania i rozwój nowoczesnej technologii tworzyw odlewniczych odpornych na zmęczenie cieplne Nowa ekologiczna metoda wykonywania odlewów z żeliwa sferoidyzowanego lub wermikularyzowanego w formie odlewniczej Autorzy: Zbigniew Stefański Andrzej Pytel Miejsce, Zakopane, data 23-24 maja ul. Zakopiańska 73 30-418 Kraków tel. +48 12 26 18 111 fax +48 12 26 60 870 iod@iod.krakow.pl

Cel podjęcia pracy oraz wskazanie kierunku praktycznego wykorzystania. Podstawowym celem pracy było opracowanie nowej innowacyjnej technologii wykonywania odlewów z żeliwa wysokojakościowego, w wyniku przeprowadzenia procesów sferoidyzacji lub wermikularyzacji oraz modyfikacji w formie odlewniczej, w tzw. komorze reakcyjnej. Podjęcie tej tematyki jest istotne ze względów poznawczych, praktycznych, a także ze względów ekologicznych. 2

Przewidywane efekty ekonomiczne oraz ekologiczne wynikające z zastosowania nowego procesu: budowa reaktora i układu wlewowego zapewnia atmosferę redukcyjną w formie odlewniczej, przez co eliminuje zbędne utleniania magnezu tlenem z powietrza, istnieje możliwość uzyskania znacznych oszczędności w zużyciu zapraw, a zwłaszcza magnezu, możliwość ograniczenie dużej ilości szkodliwych gazów emitowanych do atmosfery, zjawiska typowego dla stosowanych metod sferoidyzacji. 3

W pierwszym etapie w 2012 roku zrealizowano badania dotyczące zagadnień związanych z reaktorem, w którym znajduje się jedna komora reakcyjna służąca tylko do sferoidyzacji, lub wermikularyzacji, modyfikacji i filtracji żeliwa. W kolejnych latach planuje się kolejne badania przykładowo dotyczące zastosowania metody dla żeliwa wyjściowego o podwyższonej zawartości siarki. W wyniku zrealizowania dotychczasowych prac opracowano i złożono do U.P.R.P. wniosek o udzielenie patentu na nowe rozwiązanie.

W powszechnie stosowanych metodach wykonywania odlewów z żeliwa sferoidalnego lub wermikularnego sferoidyzacja i modyfikacja wytopionego żeliwa wykonywana jest poza formą odlewniczą, w kadzi odlewniczej stosując odpowiednie zaprawy, lub stosując tzw. metodę drutową. Po zgarnięciu produktów sferoidyzacji i modyfikacji, żeliwo wlewane jest do form odlewniczych.

Jednym z warunków uzyskania wysokiej jakości odlewów przy obecnie stosowanych procesach otrzymywania żeliwa sferoidalnego lub wermikularnego jest konieczność rozlania całej porcji żeliwa z kadzi do form odlewniczych, w czasie kilkunastu minut, z uwagi na zanikające wraz z upływem czasu efekty sferoidyzacji i modyfikacji.

Zakres wykonanych prac oraz ich wyniki W roku 2012 wykonano następujący zakres prac: opracowano technologię wykonywania obudowy rektora przeznaczonego do otrzymywania odlewów z żeliwa sferoidalnego lub wermikularnego: skład masy ceramicznej obudowy, konstrukcję reaktora, oprzyrządowanie do formowania obudowy, technika formowania, wykonano odlewy doświadczalne z żeliwa sferoidalnego i wermikularnego według opracowanej próby technologicznej, przeprowadzono badania składu chemicznego oraz struktur żeliwa dla próbek, przeprowadzono próby doboru różnych sferoidyzatorów i modyfikatorów.

Założenie dotyczące technologii wykonania formy : Przyjęto że obudowa reaktora według zaproponowanej metody wykonywana będzie z odpowiednio dobranej suchej masy, skład jej zapewnia powstawanie atmosfery redukcyjnej, dzięki temu podczas zachodzących w nim procesów sferoidyzacji lub wermikularyzacji oraz modyfikacji ciekłego żeliwa nie występuje efekt rozkładu wody i zagazowania żeliwa produktami jej rozkładu.

Opracowując konstrukcję reaktora przyjęto że będzie on wykonany w postaci foremnej bryły geometrycznej posiadającej otwór wpływowy i wypływowy dla ciekłego żeliwa oraz dwie wnęki, jedna do zamocowania filtra ceramicznego, druga w której włożony zostanie sferoidyzator i modyfikator. Po wykonaniu oprzyrządowania do formowania obudowy reaktora wykonane zostały próbne komory reakcyjne.

Wykonane oprzyrządowanie służące do formowania komory reakcyjnej oraz wykonana obudowa komory według opracowanej technologii

Założenia dotyczące technologii wykonywania metalu: zarówno sferoidyzacja jak i modyfikacja będą przebiegały w formie odlewniczej, w jednej komorze reakcyjnej, sferoidyzator jak i modyfikator o odpowiedniej granulacji zostały umieszczone w odpowiedniej ilości w komorze, w celu sprawdzenia nowej technologii sferoidyzacji w badaniach przyjęto jako podstawowy, odpowiednio dobrany sprawdzone sferoidyzatory i modyfikatory przeznaczone do sferoidyzacji i modyfikacji żeliwa sferoidalnego, przyjęto że w wyniku sferoidyzacji do odlewu powinno zostać wprowadzone 0,03% Mg oraz ok. 0,1-0,3 modyfikatora.

Kolejne założenia dotyczące technologii formy: Przyjęto że całkowita metalochłonność formy wyniesie ok. 13 kg., w celu całkowitego rozpuszczenie sferoidyzatora i modyfikatora w komorze reakcyjnej założono że czas zalewania formy musi być zawarty w przedziale od 7 do 15 sekund, w celu otrzymania czystego odlewu pozbawionego niemetalicznych produktów reakcji zachodzących procesów sferoidyzacji i modyfikacji (tlenków, żużla itp.), metal po rozpuszczeniu sferoidyzatora i modyfikatora przepływał przez filtr, przy obliczeniu poszczególnych elementów układu wlewowego uwzględniono fakt że komory reakcyjne muszą pomieścić odpowiednią ilość zapraw oraz filtr do filtracji metalu, formy odlewnicze wykonywano w typowej masie bentonitowej

Testy sprawdzające jakość reaktora polegały na wykonywaniu odlewów, pobraniu próbek, a następnie sprawdzenie ich właściwości. Na rysunkach pokazano technologię wykonywania odlewów według nowej metody.

Przykład wykonanej formy odlewniczej wraz z odwzorowanym modelem testowym oraz układem wlewowym

Forma odlewnicza z założoną komorą reakcyjną, widoczna w niej zaprawa sferoidyzująca i modyfikująca oraz filtr.

Forma odlewnicza wraz z odwzorowanym modelem testowym, układem wlewowym oraz złożoną komorą reakcyjną

Forma odlewnicza po złożeniu i położona na niej komora reakcyjna

Wykonany odlew testowy po wybiciu z formy

Wyniki badań Wyniki badań dotyczących skuteczności działania nowej metody wykonywania żeliwa sferoidalnego zamieszczono w tabeli, w wierszu 1w podano skład chemiczny żeliwa wyjściowego to jest przed sferoidyzacją i modyfikacją, a wierszu 1s skład żeliwa po obróbce żeliwa w komorze reakcyjnej w formie odlewniczej.

Skład chemiczny żeliwa wykonanych odlewów według opracowanej metody sferoidyzacji w formie (w -żeliwo wyjściowe przed sferoidyzacją, s żeliwo po sferoidyzacji) Oznaczenie wytopu, nr sferoidyzatora Skład chemiczny żeliwa [%] C Si Mn P S Cr Ni Mg Al Ti 1w 3,700 2,250 0,550 0,045 0,015 0,010 0,020 0,000 0,003 0,026 1s 2,650 2,800 0,560 0,040 0,015 0,020 0,020 0,035 0,017 0,027 2s 2,860 2,980 0,530 0,050 0,019 0,020 0,020 0,073 0,014 0,032 3w 3,850 1,820 0,530 0,045 0,020 0,020 0,030 0,000 0,012 0,022 3s 3,350 2,750 0,540 0,040 0,010 0,020 0,020 0,050 0,045 0,024 4s 3,050 2,450 0,520 0,040 0,010 0,020 0,020 0,025 0,030 0,025 5w 3,860 1,920 0,170 0,053 0,025 0,020 0,030 0,000 0,001 0,019 5s 3,340 2,940 0,180 0,050 0,015 0,020 0,030 0,061 0,036 0,020

Badanie mikrostruktury, próbka PV1, trawiona t_100x-1.jpg

Badanie mikrostruktury grafitu, próbka PV2 nietrawiona 100x-1.jpg

Badanie mikrostruktury, próbka PV2, trawiona t-100x-1.jpg

Badanie mikrostruktury grafitu, próbka PV3, nietrawiona 100x-1.jpg

Badanie mikrostruktury, próbka PV3, trawiona t_100x-1.jpg

Badanie mikrostruktury grafitu, próbka 3 nietrawiona PV4_100x-1.jpg

Badanie mikrostruktury grafitu, próbka PV5, nietrawiona 100x-1.jpg

Przykład struktury próbki wykonanej z żeliwa wermikularnego ze ścianek grubości 12,5 mm próby schodkowej. Zgład trawiony, (IIIA4-60%, VIA4-30%, VA6-10%)

Przykład struktury próbki wykonanej z żeliwa wermikularnego ze ścianek grubości 50 mm próby schodkowej. Zgład traw. (IIIA4-90%, VA6-10%)

Właściwości wytrzymałościowe wykonanych próbek z żeliwa Właściwości wytrzymałościowe próbek z żeliwa sferoidalnego:rm 458-552 MPa, A5 6,4-12,4%, HB 136-167 Właściwości wytrzymałościowe próbek z żeliwa wermikularnego: Rm 350-380 MPa, Ro 0,2 266 281 MPa, A5 4-6,4%, HB 156-164

Podsumowanie/ wnioski końcowe. Opracowana została konstrukcja reaktora, a następnie oprzyrządowanie służącego do formowania obudowy reaktora. Na podstawie rysunków konstrukcyjnych wykonany został jeden typ metalowego oprzyrządowania do formowania obudowy reaktorów. Opracowana została próba technologiczna przeprowadzania zabiegów sferoidyzacji i modyfikacji żeliwa w formie odlewniczej, wykonano oprzyrządowanie próbne oraz doświadczalne odlewy. Przeprowadzono badania sferoidyzacji i modyfikacji żeliwa w formie odlewniczej stosując poniżej 1% zapraw sferoidyzujących oraz 0,1-03% modyfikatora. Badając odpowiednio dobrane zaprawy otrzymano bardzo wysoką zawartość magnezu w odlewach z żeliwa sferoidalnego to jest 0,035%; 0,073%; 0,050%; 0,025%; 0,061%. Było to przyswojenie magnezu na poziomie około 90% (w tradycyjnych metodach wynosi ono od 25 do 40%). We wszystkich przypadkach sferoidyzacji otrzymano sferoidalne wydzielenia grafitu. Proces przebiega bez widocznych reakcji egzotermicznych.

Dziękuję za uwagę Kopiowanie całości lub części prezentacji wymaga pisemnej zgody Instytutu Odlewnictwa w Krakowie.