DOBÓR NADLEWÓW W ODLEWACH BIMETALOWYCH BLACHA STALOWA ŻELIWO CHROMOWE

Podobne dokumenty
ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

POLE TEMPERA TUR W TECHNOLOGII WYKONANIA ODLEWÓW WARSTWOWYCH

WPŁYW SZYBKOŚCI WYPEŁNIANIA WNĘKI FORMY NA STRUKTURĘ ŻELIWA CHROMOWEGO

EKSPERYMENTALNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA ODLEWU W FORMIE

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA PARAMETRY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO

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

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

LEJNOŚĆ KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlMg10 Z CZĄSTKAMI SiC

BADANIE PROCESU KRYSTALIZACJI ODLEWNICZYCH MATERIAŁÓW ODPORNYCH NA ŚCIERANIE

TEMPERATURY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO W FUNKCJI SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA ODLEWU

ZAPIS PROCESU KRYSTALIZACJI PIERWOTNEJ I WTÓRNEJ ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

BADANIA NAPRĘŻEŃ SKURCZOWYCH W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

ANALIZA ODLEWANIA ŻELIWA CHROMOWEGO W FORMIE PIASKOWEJ - FIZYCZNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA

SKURCZ TERMICZNY ŻELIWA CHROMOWEGO

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 5.4

PROJEKT - ODLEWNICTWO

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

SYMULACJA NUMERYCZNA KRZEPNIĘCIA KIEROWANEGO OCHŁADZALNIKAMI ZEWNĘTRZNYMI I WEWNĘTRZNYMI

EKSPERYMENTY TECHNOLOGICZNE WYTWARZANIA ODLEWÓW Z ŻELIWA CHROMOWEGO W WARUNKACH ODLEWNI PRZEMYSŁOWEJ

ODLEWY WARSTWOWE. BARTOCHA D., SUCHOŃ J., JURA S. Katedra Odlewnictwa Politechniki Śląskiej Gliwice Towarowa 7, POLAND

Dane potrzebne do wykonania projektu z przedmiotu technologia odlewów precyzyjnych.

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

WPL YW SPOSOBU DOPROW ADZENIA CIEKLEGO MET ALU DO FORMY MET AL OWEJ NA ELIMINACJĘ POROWATOŚCI TESTOWYCH ODLEWÓW

ODLEWY WARSTWOWE STALIWO - ŻELIWO

ANALIZA PROCESU ZALEWANIA I KRZEPNIĘCIA ODLEWÓW ZE STALIWA STOPOWEGO PRZEZNACZONEGO DO PRACY W NISKICH TEMPERATURACH

STRUKTURA ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

FILTRACJA STALIWA SYMULACJA PROCESU NA PRZYKŁADZIE ODLEWU O MASIE 700 KG. S. PYSZ 1, J. STACHAŃCZYK 2 Instytut Odlewnictwa w Krakowie

EMPIRYCZNE WYZNACZENIE PRAWDOPODOBIEŃSTW POWSTAWANIA WARSTWY KOMPOZYTOWEJ

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

WPŁYW SZYBKOŚCI KRZEPNIĘCIA NA UDZIAŁ GRAFITU I CEMENTYTU ORAZ TWARDOŚĆ NA PRZEKROJU WALCA ŻELIWNEGO.

PARAMETRY STEREOLOGICZNE WĘGLIKÓW W ŻELIWIE CHROMOWYM W STANIE SUROWYM I AUSTENITYZOWANYM

ROZKŁAD WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU W GRUBYM ODLEWIE ŻELIWNYM

WPŁYW WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO NA ROZCIĄGANIE

KRZEPNIĘCIE STRUGI SILUMINU AK7 W PIASKOWYCH I METALOWYCH KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

ŻELIWNE ŁOŻYSKA ŚLIZGOWE ODPORNE NA ZUŻYCIE ŚCIERNE

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

IDENTYFIKACJA CHARAKTERYSTYCZNYCH TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ŻELIWA CHROMOWEGO

FOTOELEKTRYCZNA REJESTRACJA ENERGII PROMIENIOWANIA KRZEPNĄCEGO STOPU

NUMERYCZNA SYMULACJA PROCESU KRZEPNIĘCIA NADLEWU W FORMIE Z MODUŁEM IZOLACYJNYM

OCENA PROCESU ODLEWANIA I OBRÓBKI CIEPLNEJ STOPOWEGO STALIWA KONSTRUKCYJNEGO METODĄ ANALIZY TERMICZNEJ I DERYWACYJNEJ

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

PARAMETRY EUTEKTYCZNOŚCI ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI STOPOWYMI Ni, Mo, V i B

KOMPUTEROWA SYMULACJA POLA TWARDOŚCI W ODLEWACH HARTOWANYCH

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

ZASTOSOWANIE METODY FMEA W DOSKONALENIU JAKOŚCI WYROBÓW ODLEWANYCH

OKREŚLENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

BADANIE DOKŁADNOŚCI WYMIAROWEJ W METODZIE ZGAZOWYWANYCH MODELI

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

REJESTRACJA PROCESÓW KRYSTALIZACJI METODĄ ATD-AED I ICH ANALIZA METALOGRAFICZNA

ZASTOSOWANIE METODY ATD DO JAKOŚCIOWEJ OCENY STALIWA CHROMOWEGO PRZEZNACZONEGO NA WYKŁADZINY MŁYNÓW CEMENTOWYCH

WPŁYW WIRUJĄCEGO REWERSYJNEGO POLA MAGNETYCZNEGO NA SEGREGACJĘ W ODLEWACH WYKONANYCH ZE STOPU BAg-3

Odlewnicze procesy technologiczne Kod przedmiotu

OCENA PŁYNIĘCIA CIEKŁEGO STOPU AlMg10 W SPIRALNEJ PRÓBIE LEJNOŚCI

WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STALIWA ZA POMOCĄ PROGRAMU KOMPUTEROWEGO

WYKRESY FAZOWE ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI Ni, Mo, V i B W ZAKRESIE KRZEPNIĘCIA

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

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

Techniki wytwarzania - odlewnictwo

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY STOPÓW Al-Si

MODYFIKACJA STOPU AK64

ANALIZA PROCESU ZAPEŁNIENIA WNĘKI CIEKŁYM STOPEM W METODZIE PEŁNEJ FORMY.

WPŁYW TEMPERATURY ODLEWANIA NA INTENSYWNOŚĆ PRZEPŁYWU STOPÓW Al-Si W KANALE PRÓBY SPIRALNEJ BINCZYK F., PIĄTKOWSKI J., SMOLIŃSKI A.

SYSTEM INFORMATYCZNEGO WSPOMAGANIA ZARZĄDZANIA GOSPODARKĄ MATERIAŁAMI WSADOWYMI W ODLEWNI PRIMA-ŁÓDŹ

KRYSTALIZACJA, STRUKTURA ORAZ WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNE STOPÓW I KOMPOZYTÓW ALUMINIOWYCH

TECHNOLOGICZNE ASPEKTY STREFY PRZEWILŻONEJ W IŁOWYCH MASACH FORMIERS KICH

WPŁYW MATERIAŁÓW WSADOWYCH I TECHNOLOGII WYTOPU NA WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO

MODELOWANIE ODLEWANIA CIĄGŁEGO WLEWKÓW ZE STOPU AL

CECHY PRZEPŁYWU SILUMINÓW JEDNOFAZOWYCH W KANAŁACH METALOWYCH FORM ODLEWNICZYCH

WYZNACZANIE MINIMALNEJ GRUBOŚCI WLEWU DOPROWADZAJĄCEGO

ZMIANY W ROZKŁADZIE MIEDZI JAKO PRZYCZYNA PRZEMIANY STRUKTURY W ODLEWACH WYKONYWANYCH W POLU MAGNETYCZNYM

SYMULACJA KRZEPNIĘCIA BRĄZU ALUMINIOWEGO BA1032 Z WERYFIKACJĄ DOŚWIADCZALNĄ

ASSESSMENT OF ANALYTICAL MATHODS OF SOLIDIFICATION PROCESS AND INGOT FEEDHEAD SIZE DETERMINATION

OBLICZANIE POZIOMU CIEKŁEGO METALU W NADLEWACH ZA

SZACOWANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 NA PODSTAWIE METODY ATND

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

OBLICZANIE PRĘDKOŚCI KRYTYCZNEJ PRZEMIESZCZANIA FALI CZOŁOWEJ STOPU W KOMORZE PRASOWANIA MASZYNY CIŚNIENIOWEJ

WPŁYW AZOTU NA STRUKTURĘ, TWARDOŚĆ I ZUŻYCIE ŚCIERNE ŻELIWA CHROMOWEGO

PROFIL MAKRO- I MIKRO-TWARDOŚCI NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU Z ŻELIWA CHROMOWEGO

CHARAKTERYSTYKA I ZASTOSOWANIA ALGORYTMÓW OPTYMALIZACJI ROZMYTEJ. E. ZIÓŁKOWSKI 1 Wydział Odlewnictwa AGH, ul. Reymonta 23, Kraków

WPŁYW PARAMETRÓW ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO NA STRUKTURĘ i WŁAŚCIWOŚCI STOPU MAGNEZU AM50

DOKŁADNOŚĆ WYMIAROWA ODLEWÓW PRECYZYJNYCH DLA PROCESU WYPALANYCH MODELI

SEGREGACJA STOPU AG351 PRZEZNACZONEGO NA WZORCE SPEKTROMETRYCZNE

DETERMINANTY DOSKONALENIA PROCESÓW ODLEWNICZYCH W SYSTEMIE ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ WG ISO 9001:2000

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlSi13Cu2 WYTWARZANYCH METODĄ SQUEEZE CASTING

STANOWISKO DO BADANIA SKURCZU LINIOWEGO I NAPRĘŻEŃ SKURCZOWYCH W ODLEWACH

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

PRZYCZYNKI DO SYMULACJI KOMPUTEROWEJ KRZEPNIĘCIA ODLEWÓW STOSOWANYCH W PRZEMYŚLE. Instytut Odlewnictwa 2, 3

STANOWISKO DO BADANIA SKŁONNOŚCI METALI I STOPÓW DO TWORZENIA OBCIĄGNIĘĆ

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AlSi7

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

ANALIZA KRYSTALIZACJI STOPU AlMg (AG 51) METODĄ ATND

ZASTOSOWANIE METODY ATSD DO WYZNACZANIA EFEKTYWNEGO ZAKRESU KRYSTALIZACJI WYBRANYCH STOPÓW ALUMINIUM

WPŁYW DOBORU ZASTĘPCZEJ POJEMNOŚCI CIEPLNEJ ŻELIWA NA WYNIKI OBLICZEŃ NUMERYCZNYCH

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

Transkrypt:

66/22 Archives of Foundry, Year 2006, Volume 6, 22 Archiwum Odlewnictwa, Rok 2006, Rocznik 6, Nr 22 PAN Katowice PL ISSN 1642-5308 DOBÓR NADLEWÓW W ODLEWACH BIMETALOWYCH BLACHA STALOWA ŻELIWO CHROMOWE A. STUDNICKI 1, J.SUCHOŃ 2, Zakład Odlewnictwa Instytutu Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej 44-100 Gliwice ul. Towarowa 7 STRESZCZENIE W artykule przedstawiono analizę technologii wytwarzania wybranego odlewu bimetalowego. Główną uwagę zwrócono na problem zasilania odlewów bimetalowych. Porównano nadlewy stosowane w odlewni z nadlewami obliczonym wg znanych metod. Na zakończenie przeprowadzono symulację komputerową uwzględniającą wnioski z praktyki przemysłowej i metod obliczeniowych. Key words: bimetallic cast, riser, chromium cast iron 1. WPROWADZENIE Odlewy bimetalowe [1,2,3,4] stanowią specyficzną grupę odlewów, w których połączono w jeden element (odlew) dwa różne materiały charakteryzujące się określonymi własnościami użytkowymi, np. w odlewie bimetalowym blacha staloważeliwo chromowe część odlewu wykonana z blachy stalowej ma umożliwić połączenie przez spawanie z innym elementem oraz zwiększyć odporność na udary, natomiast część wykonana z żeliwa chromowego ma zwiększyć odporność na zużycie ścierne. Trwałe połączenie dwóch różnych materiałów w odlewach bimetalowych może powstać w różny sposób. W niniejszym artykule omówiono typową metodę odlewniczą połączenia, która bazuje na dyfuzyjnym połączeniu blachy z żeliwem. Proces łączenia zachodzi w formie odlewniczej, w której wcześniej umieszczono blachę stalową, następnie wstępnie ją podgrzano ciekłym metalem (żeliwem) z jednej strony. Po 1 dr inż., andrzej.studnicki@polsl.pl 2 dr inż., jacek.suchon@polsl.pl

476 podgrzaniu blachy właściwą wnękę formy z drugiej strony blachy zalewa się ciekłym żeliwem. Dzięki tym zabiegom powstaje połączenie dyfuzyjne między blachą stalową a stygnącym żeliwem chromowym. Złożoność procesu powstawania odlewu bimetalowego znacząco wpływa na dobór właściwej i optymalnej technologii wytwarzania tych elementów. Zastosowanie klasycznych metod doboru układów zasilających i wlewowych najczęściej się nie sprawdza. Autorzy w prezentowanym artykule przeprowadzili analizę wytwarzania konkretnego odlewu bimetalowego w warunkach przemysłowych, gdzie dokonano obliczeń układu zasilającego i wlewowego głównie w oparciu o doświadczenie technologa zdobyte przy wytwarzaniu odlewów klasycznych z żeliwa chromowego. W kolejnym kroku autorzy podjęli próbę doboru układu zasilającego w oparciu o znane metody obliczeniowe i porównali je ze stosowanym w odlewni. Ostatnim etapem pracy było przeprowadzenie symulacji komputerowej procesu odlewania bimetali z uwzględnieniem wszystkich wniosków z praktyki przemysłowej i metod obliczeniowych. Komputerowa wizualizacja procesu odlewania bimetali umożliwiła opracowanie końcowych zaleceń do technologii wytwarzania odlewów bimetalowych. 2. PROCES ZALEWANIA I STYGNIĘCIA ODLEWU BIMETALOWEGO Proces wykonania elementów bimetalowych metodą odlewniczą jest procesem bardzo skomplikowanym i wymaga dużej dyscypliny technologicznej. Odlewnie z oczywistych względów nie chcą się dzielić swoimi sukcesami, swoją wiedzą. Poważnym problemem przy wytwarzaniu bimetali jest układ zasilający, czyli optymalny dobór nadlewów. Jedna z odlewni wytwarzająca odlewy bimetalowe zwróciła się z problemem zasilania konkretnego odlewu bimetalowego. Na rys.1 przedstawiono konstrukcje tego odlewu. Producenci założyli otrzymywanie z jednej formy odlewniczej 4 odlewów bimetalowych belki. Na odlewni przygotowano stanowisko do rejestracji procesu krzepnięcia bimetali. Wykorzystano do tego celu aparaturę Crystalidigraph-PC umożliwiającą długoczasową rejestrację temperatury. Po analizie krzywych stygnięcia w wybranych punktach odlewu można domniemywać, że odlew bimetalowy był źle zasilony. Badania defektoskopowe również to potwierdziły. Na rys. 2 przestawiono przebieg krzywych stygnięcia w wybranych punktach formy odlewniczej (w odlewie, w nadlewie, w podgrzewaczu, w blasze stalowej). Miejsca lokalizacji Rys.1. Odlew bimetalowy. termoelementów pokazano na rys.1. Fig.1. Bimetallic casting.

477 Rys.2. Krzywe stygnięcia w wybranych punktach formy odlewniczej (K_0, K_1, K_2 w odlewie, K_3 w nadlewie, K_4 w podgrzewaczu, K_8 w blasze stalowej) Fig.2. Cooling curves in select points of casting mould (K_0, K_1, K_2 in casting, K_3 in riser, K_4 in heater, K_8 in steel sheet) 3. DOBÓR NADLEWU WG KLASYCZNYCH METOD OBLICZENIOWYCH Żeliwo chromowe charakteryzuje się znacznym skurczem odlewniczym zbliżonym do skurczu staliwa. Z tego względu wielu znawców tego tworzywa odlewniczego uznaje, że należy układy zasilające i wlewowe dobierać zgodnie z zasadami stosowanymi dla staliwa. Nieliczni autorzy, między innymi J. Gawroński i B. Krajczy [5] w swojej publikacji zalecają korzystać z doświadczeń właściwych dla żeliwa ciągliwego i staliwa, nie zapominając przy tym o specyficznych cechach żeliwa chromowego, a szczególnie skłonności do tworzenia się błonek tlenkowych na powierzchni ciekłego metalu. Regułą, więc powinno być stosowanie układu syfonowego z szybkim, równomiernym i spokojnym wypełnianiem wnęki formy. Do zasilania odlewów z żeliwa chromowego korzysta się z zależności obowiązujących dla staliwa. Jednakże ze względu na trudności w oddzielaniu nadlewów jako regułę przyjmuje się stosowanie nadlewów łatwo usuwalnych z przegrodą (przeponką). Na przykład dla nadlewów otwartych moduł nadlewu powinien być większy od modułu odlewu (węzła cieplnego) 1,2 do 1,3 razy, natomiast moduł szyjki powinien wynosić 1,1 modułu odlewu. Tak dobrany nadlew należy sprawdzić ze względu na zdolność zasilania i zasięg działania [5].

478 Odlewnia wytwarzająca odlewy bimetalowe stosuje nadlewy w otulinach termoizolacyjnych, przez co znacznie zwiększa uzysk. W tabeli 1 przedstawiono kilka przykładów obliczonych nadlewów nieizolowanych i termoizolowanych dla analizowanego odlewu bimetalowego. Obliczone nadlewy porównano ze stosowanym nadlewem w przemyśle, którego zdolność do zasilania często okazywała się niewystarczająca. Wydaje się, że główną przyczyną jest duża smukłość stosowanych nadlewów. Autorzy proponują nadlew 7 o mniejszej smukłości i nieco większym uzysku. Tabela 1. Porównanie wymiarów nadlewów obliczonych różnymi metodami Table 1. Comparison of risers size calculated different methods Nr Metoda obliczania D * [mm] H * [mm] a * [mm] b * [mm] V n * [cm 3 ] P n * [cm 2 ] M n * [cm] Uzysk [%] Smukłość H/D lub H/((a+b)/2) 1 Metoda J. Pribyla 121 121 1410 697 2,02 52.5 1 2 Metoda wykresowa J. Pribyla 110 165 1570 760 2,07 49,8 1,5 3 Metoda J.B.Caine a 150 90 1590 778 2,04 49,5 0,6 4 Metoda R.Wlodawera 120 80 160 1536 832 1,85 50,4 1 dla H=(a+b)/2 5 Metoda R.Wlodawera 180 80 160 2304 1120 2,06 40,4 1,5 dla H=1.5(a+b)/2 6 Metoda [8] w osłonach termoizolacyjnych 78 52 104 422 351 1,20 78,7 1 dla H=(a+b)/2 7 Metoda [8] w osłonach termoizolacyjnych 120 52 104 649 482 1,35 70,6 1,54 dla H=1.5(a+b)/2 8 Metoda [8] w osłonach termoizolacyjnych 105 47 94 464 384 1,21 77,1 1,49 dla H=1.5(a+b)/2 9 Nadlewy dobrane w odlewni (Sibral 300) 168 50 98 823 596 1,38 65,5 2,27 * D, H średnica i wysokość nadlewu walcowego, H, a, b wysokość, grubość i szerokość nadlewu eliptycznego, V n, P n, M n objętość, pole powierzchni i moduł nadlewu.

479 4. SYMULACJA KOMPUTEROWA ODLEWANIA BIMETALI W celu analizy procesu krzepnięcia odlewu bimetalicznego wykonano symulacje komputerową na podstawie danych pochodzących z prób gorących przeprowadzonych w zakładzie odlewniczym. Zamodelowane odlewy wraz z układem wlewowym przedstawiono na rys.3a. Analizowany układ jest optymalny ze względów technologicznych formowania, ale nie jest pozbawiony wad, które zostały uwidocznione podczas symulacji. Pierwszym dowodem potwierdzającym wady badanego układu jest znaczne obniżenie temperatury podczas zalewania (rys. 3b). Przeglądając inne wyniki z symulacji widać wyraźnie, że blacha stalowa pomimo jej podgrzewania stanowi w formie ochładzalnik, ponieważ to od blachy rozpoczyna się krzepnięcie odlewu (rys.4a). Postępujące od blachy krzepnięcie doprowadza w efekcie do odcięcia zasilania. Kolejnym czynnikiem pogarszającym skuteczność działania nadlewów jest syfonowy sposób zalewania formy. Powoduje on, że metal wpływający do nadlewów jest znacznie wychłodzony (rys.3b), co jeszcze pogarsza efektywność ich działania. Zaprezentowane mankamenty analizowanej technologii muszą doprowadzić do powstawania wad w odlewie, co dobitnie zostało potwierdzone przez symulację (rys.5) oraz wyniki badań defektoskopowych, które prowadzi zakład odlewniczy. Rzadzizny a niekiedy pojawiające się w części roboczej odlewu jamy skurczowe dyskwalifikują odlewy, stąd modyfikacja aktualnie stosowanej technologii wydaje się niezbędna, aby ustabilizować produkcję odlewów bimetalowych. Likwidacja rzadzizn, porowatości w części odlewu wykonanego z żeliwa chromowego powinna przyczynić się do zwiększenia trwałości tych elementów. a) b) Rys.3. Symulacja odlewania bimetali a) analizowany układ, b) rozkład temperatury podczas zalewania. Fig.3. Casting simulation of bimetallic a) analysis system, b) distribution of temperature during pouring.

480 a) b) Rys. 4. Rozkład temperatury podczas krzepnięcia; a) początek krzepnięcia, b) koniec zasilania odlewu przez nadlewy. Fig.4. Distribution of temperature during solidification; a) start of solidification, b) fish of solidification. a) b) Rys. 5. Położenie jam skurczowych; a) początek tworzenia się jam, b) jamy skurczowe ich ostateczna postać. Fig.5. Location of shrinkage. 5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Przeprowadzone badania w ramach pracy wykazały, że problem zasilania odlewów bimetalowych jest niezmiernie złożony. Potwierdzają to obserwacje rzeczywistego procesu wytwarzania odlewu bimetalowego w warunkach odlewni oraz wyniki symulacji komputerowej odlewania bimetalu. Należy stwierdzić, że stosowanie klasycznych metod obliczeniowych zasilania odlewów nie można bezkrytycznie przyjmować w przypadku odlewów bimetalowych. Blacha stalowa stanowi duży ochładzalnik, który zasadniczo zaburza proces zasilania części odlewu wykonanego z żeliwa chromowego. Przy analizie geometrii nadlewów zwrócono uwagę na wysokość

481 nadlewu w stosunku do szerokości, wyznaczając tzn. smukłość nadlewu. Parametr ten maksymalnie powinien osiągać wartość około 1,5. Odlewnia dobierając nadlew bardzo przesadziła ze smukłością nadlewu (2,27). Bardzo korzystne natomiast okazuje się stosowane osłon termoizolacyjnych nadlewów, zasadniczo zmienia się uzysk metalu oraz usuwanie nadlewów jest ułatwione. Na podstawie przeprowadzonych badań można sformułować następujące wnioski: 1. Badania potwierdziły, że główną przyczyną wad (rzadzizny, jama skurczowa) analizowanego odlewu bimetalowego jest złe zasilanie odlewu będące wynikiem niewłaściwej geometrii stosowanego nadlewu. 2. Stosowany układ wlewowy (zalewanie syfonowe) nie podnosi efektywności nadlewów, gdyż porcja ciekłego metalu ostatecznie wypełniająca nadlew jest pierwszą porcją metalu wprowadzoną do formy odlewniczej, przez co najbardziej wychłodzoną. 3. W celu zwiększenia temperatury ciekłego metalu w nadlewie proponuje się dwustopniowe zalewanie, dolanie ciekłego metalu do nadlewu w drugiej fazie zalewania formy. 4. W celu zapewnienia dobrego zasilania analizowanych odlewów bimetalowych należy rozważyć inny układ odlewów w formie. LITERATURA [1] Bartocha D., Suchoń J., Jura S.: Odlewy warstwowe. Krzepnięcie Metali i Stopów, nr 38, PAN Katowice, s.151, [2] Jura S., Suchoń J.: Odlewy warstwowe stal żeliwo. Krzepnięcie Metali i stopów, nr 24, PAN Katowice 1995. [3] Suchoń J. Zastosowanie ochładzalnika w celu rozdrobnienia struktury w odlewie bimetalicznym. Archiwum Odlewnictwa, PAN Katowice, vol.3, nr 10 2003, [4] Studnicki, J. Kilarski, M. Przybył, J. Suchoń, D. Bartocha: Wear resistance of chromium cast iron research and application, The 11th International Scientific Conference on the Contemporary Achievements in Mechanics, Manufacturing and Materials Science CAM3 S 2005, Mat. na CD, nr 1.184, [5] Gawroński J., Krajczy B.: Warunki technologiczne wytwarzania odlewów z żeliwa chromowego. Materiały Konferencyjne, Bezwiórowe kształtowanie części maszyn, Olsztyn 1979. [6] Studnicki, J. Kilarski, M. Przybył, J. Suchoń: Eksperymenty technologiczne wytwarzania odlewów z żeliwa chromowego w warunkach odlewni przemysłowej, Archiwum Odlewnictwa, PAN Katowice, vol. 5, nr 17, 2005, s. 293-302, [7] Skarbiński M.: Uruchomienie produkcji w odlewni. WNT Warszawa 1972, [8] Jura S., Jura Z., Jura J.: Nadlewy w osłonach termoizolacyjnych. Opracowanie dla PZ-Service, Gliwice 2000.

482 SELECTION OF RISER IN BIMETALLIC CASTINGS STEEL SHEET CHROMIUM CAST IRON SUMMARY In this paper the analysis of production technology of bimetallic casting has been presented. The main attention was paid on feeding of bimetallic casting. In the final part of the paper the results of computer simulation of casting process are shown. Recenzował Prof. Jan Szajnar