ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to...

64
ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT Energia wiatrowa, rozwój energetyki odnawialnej w kraju i na świecie. Znaczenie odlewów w energetyce odnawialnej. 2/2010 ISSN 1898-7257

Transcript of ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to...

Page 1: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

1

ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNEPOLSKA I ŚWIAT

MODERN FOUNDRYPOLAND AND THE WORLD

Energia wiatrowa, rozwój energetyki odnawialnej w kraju i na świecie. Znaczenie odlewów w energetyce odnawialnej.

2/2010ISSN 1898-7257

Page 2: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

1

STUDIES AND RESEARCH

Elżbieta Smoluchowska, Zbigniew Stefański: Renewable energy development in Poland and in the world. The importance of castings in renewable energy..................... 3

SCIENTIFIC AND TECHNICAL INFORMATION

A choice of information from the scientific and technical journals.................................... 9

TRAINING – CONFERENCES – SEMINARS – MEETINGS

3rd International Conference on „Innovations in Die Casting Industry” ......................... 50

27th International Conference on „European Heritage”.............................................. 51

ITM 2010 Poznań International Fair........... 53

11th Conference in the series Crafts and De-sign in Poland “The old and modern casting art in Poland - iron castings and other prod-ucts”.....................................................53

FROM THE HISTORY OF FOUNDING

Krokosz Jacek, Gil Andrzej, Pabis Rafał: Examples of 3D scanner application in archaeology........................................... 57

PUBLICATIONS

Publications.......................................... 61

Publishing announcements...................... 62

Kwartalnik naukowo-technicznyRocznik 3, nr 2/2010

BADANIA I STUDIA

Elżbieta Smoluchowska, Zbigniew Stefański: Energia wiatrowa, rozwój energe-tyki odnawialnej w kraju i na świecie. Zna-czenie odlewów w energetyce odnawialnej (cz. I).................................................... 3

INFORMACJA NAUKOWO-TECHNICZ-NA

Wybór informacji z czasopism naukowo-tech-nicznych................................................ 9

SZKOLENIA – KONFERENCJE – SEMI-NARIA – SPOTKANIA

III Międzynarodowa Konferencja pt: „Innowa-cje w odlewnictwie ciśnieniowym”............. 50

27. Międzynarodowa Konferencja „European Heritage”.............................................. 51

Międzynarodowe Targi Poznańskie ITM 2010 .............................................................. 53

XI konferencja z cyklu Rzemiosło artystyczne i wzornictwo w Polsce pt. „Dawne i nowsze od-lewnictwo w Polsce – wyroby żeliwne i inne”............................................................... 53

Z HISTORII ODLEWNICTWA

Krokosz Jacek, Gil Andrzej, Pabis Rafał: Przy-kłady wykorzystania skanera 3d w archeologii ........................................................... 57

PUBLIKACJE

Wydawnictwa........................................ 61

Zapowiedzi wydawnicze.......................... 62

Page 3: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

2

Wydawca:

INSTYTUT ODLEWNICTWA

w Krakowie

REDAKTOR NACZELNY:

Andrzej BALIŃSKI

ZESPÓŁ REDAKCYJNY:

Jerzy J. SOBCZAK, Jerzy TYBULCZUK, Joanna MADEJ, Marta KONIECZNA, Patrycja RUMIŃSKA

RADA PROGRAMOWA:

Zbigniew RONDUDA (Przewodniczący), Mariusz HOLTZER (Z-ca Przewodniczącego), Tadeusz BOGACZ, Józef DAŃKO, Zbigniew GÓRNY, Adam TABOR, Andrzej JOPKIEWICZ, Janusz MIKLASZEWSKI, Mariusz URBANOWICZ

ADRES REDAKCJI:

„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

Żadna część czasopisma nie może być powielana czy rozpowszechniana bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.

Printed in Poland

ISSN 1898-7257

Page 4: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

3

Badania i studia

Energia wiatrowa, rozwój energetyki odnawialnej w kraju i na świecie. Znaczenie odlewów w energetyce odnawialnej (cz. I).

Smoluchowska Elżbieta, Stefański Zbigniew

*Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Artykuł opracowano na podstawie analizy zebranych materiałów literaturowych dotyczą-cych rozwoju energetyki odnawialnej w kraju i na świecie. Wykonana analiza stanowiła jedno z zadań projektu „foresight technologii odlew-niczych w kontekście energii do 2030 r.”, reali-zowanego w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego jako Program Opera-cyjny Innowacyjna Gospodarka, 2007–2013 w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie (koordy-nator i główny wykonawca).

W artykule przedstawiono istotniejsze informacje związane z rozwojem energetyki odnawialnej w kraju i na świecie, szczególnie energii wiatrowej, na przestrzeni ostatnich lat, a także perspektywę rozwoju sposobu jej pozyskiwania w latach następnych. Nawiązu-jąc do przewidywanego rozwoju tej dziedziny przedstawiono również znaczenie odlewów nie-zbędnych w urządzeniach energetycznych oraz perspektywę rozwoju ich produkcji dla potrzeb tego przemysłu.

Wprowadzenie

W świetle wyczerpujących się zaso-bów naturalnych, rosnących cen paliw ko-palnych oraz coraz większej świadomości ekologicznej - rosnącą popularność zysku-ją alternatywne źródła energii. Do źródeł takich można zaliczyć energię otrzymy-waną m.in. ze słońca, wiatru, wody oraz biomasy. Wiele państw poszukuje nowych rozwiązań w sektorze energetycznym, przeznaczając na badania i udoskonale-

nia technologii duże nakłady finansowe. Powoduje to spadek kosztu pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych.

Na rysunku 1 pokazano strukturę wy-korzystania energii odnawialnej na świe-cie, w krajach rozwijających się, UE i in-nych wiodących krajach w roku 2008 [1].

Rys. 1. Struktura wykorzystania energii odnawial-nej na świecie, w krajach rozwijających się, UE

i innych do roku 2008

Na rysunku 2 pokazano strukturę wykorzystania różnych rodzajów energii w Niemczech w roku 2006 [2], a także udział w niej energii odnawialnej wynoszą-cej 12%, wraz z jej podziałem na rodzaje alternatywnych metod jej pozyskiwania z różnych źródeł odnawialnych. Jak wi-dać z wykresu po prawej stronie najwięk-szy udział wśród źródeł odnawialnych w roku 2006 stanowiła energia pozyskiwana z wiatru, było to aż 42%.

Page 5: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

4

Odlewnictwo Współczesne

Rys. 2. Struktura wykorzystania energii (elektrycznej) w Niemczech w roku 2006 (Źródła:BTM, Stowarzyszenie ds. energii wiatrowej, Enercon, Nordex, VDEW, dpa) [2]

Po lewej: Udział energii odnawialnych w całkowitej ilości wytwarzanej energiiPo prawej: Udział różnego rodzaju alternatywnych metod pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych

Na rysunku 3 pokazano strukturę wy-korzystania energii w Polsce w roku 2007, w tym także odnawialnej. Jak wynika z przedstawionych danych energia odna-wialna stanowiła wielkość 2,9%, a więc jest to znikoma wielkość w stosunku do przodujących w tej dziedzinie krajów. [3]

Rys. 3. Struktura energii odnawialnej w Polsce wg danych na koniec 2007 roku

Na rysunku 4 pokazano produkcję energii elektrycznej w Polsce w latach 2005 do 2009 w rozbiciu na rodzaj tech-nologii produkcji [4].

Rys. 4. Produkcja energii elektrycznej w (MWh) w Polsce przez poszczególne technologie odnawial-nych źródeł energii w latach 2005–2009. Współspa-lanie – proces, w którym energia wytwarzana jest ze spalania tradycyjnych paliw wraz z odpadami w celu ich unieszkodliwienia. Źródło: Opracowanie PSEW

na podstawie danych URE. Stan na 14.01.2010

Energia odnawialna staje się docho-dowym biznesem. Szacuje się, że w roku 2007 na świecie inwestycje w energię i ciepło pozyskiwane ze źródeł odnawial-nych (z wyłączeniem dużych elektrowni wodnych) osiągnęły wartość 71 mld USD, z czego 47% zainwestowano energię wia-trową, 30% w energię słoneczną, 4 mld na produkcję biopaliw i co najmniej 16 mld USD na działalność badawczo-rozwojową. Sumarycznie daje to kwotę ponad 100 mld USD zainwestowane w ciągu roku w prze-mysł związany z energetyką odnawialną [3]. Kraje które najwięcej zainwestowały

En. atomowa Gaz ziemny Woda Wiatr

En. Odnawialna 12%

Pozostałe Biomasa

Węg. brunatny

Pozostałe Węg. kamienny Biogaz

En. słoneczna

Page 6: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

5

Odlewnictwo Współczesne

w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie.

Według szacunków generalnego Dy-rektoriatu Energii i Transportu Komisji Eu-ropejskiej zapotrzebowanie na energię na terenie UE do 2030 roku wzrośnie o oko-ło 11% w porównaniu z rokiem 2005 [3]. Coraz większą rolę w wytwarzaniu energii będą odgrywały odnawialne źródła ener-gii.

Wzrost produkcji energii w roku 2030 w porównaniu z rokiem 2005 szacowany jest na 35%, a preferowanymi źródłami energii będzie energetyka odnawialna, gaz ziemny i paliwa stałe. Udział źródeł odna-wialnych w roku 2010 spodziewany jest na poziomie 17,4%, w roku 2020 – 20%, a w roku 2030 - 23% [3]. Prognoza udzia-łu poszczególnych rodzajów energetyki zo-stała przedstawiona na rysunku 5. Sche-mat obrazuje poważny wzrost znaczenia energii wiatrowej i pozyskiwanej z bio-masy, niewielki wzrost w obszarze energii słonecznej i geotermalnej oraz minimalny spadek udziału hydroelektrowni.

Rys. 5. Prognoza udziału poszczególnych rodzajów energii w tym także odnawialnych w całkowitej pro-

dukcji energii elektrycznej (obszar UE)

Energia wiatrowa jej rozwój na świecie, w Europie i w Polsce.

Najważniejszym sektorem energetyki odnawialnej od roku 2008 jest energety-ka wiatrowa, zarówno pod względem za-instalowanej mocy jak i przeznaczanych

na ten cel środków finansowych. Na ko-lejnych miejscach zostały sklasyfikowane instalacje wykorzystujące gaz i energie słoneczną. Według danych opublikowa-nych w Word Wind Energy Report 2008 [5] całkowita moc zainstalowanych na świecie turbin wiatrowych osiągnęła w roku 2008 - 121 188 MW (rys. 6.). W porównaniu do roku 2005 ilość uzyskanej energii z tego źródła wzrosła o prawie 50%.

Rys. 6. Łączna moc turbin wiatrowych zainstalowa-nych na świecie w latach 1997 do 2008 wraz z pro-

gnozą na lata 2009 i 2010.

Na rysunku 7 pokazano moc zainsta-lowanych turbin wiatrowych w latach 2007 i 2008 przez 10 wiodących krajów.

Rys. 7. Porównanie ilości energii elektrycznej uzy-skiwanej przez elektrownie wiatrowe w latach 2007

i 2008 przez kraje wiodące

Page 7: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

6

Odlewnictwo Współczesne

Z danych zawartych na rysunku 7 wy-nika, że wiodącymi producentami energii wiatrowej w Ameryce są Stany Zjedno-czone, w Azji Chiny i Indie, a w Europie Niemcy i Hiszpanie.

Pomimo stosunkowo wysokich kosz-tów, związanych głównie z cenami mate-riałów i surowców do budowy turbin wia-trowych, przemysł światowy przyszłość energetyki wiąże właśnie z sektorem energetyki wiatrowej, efektem czego jest ciągłe udoskonalanie istniejących tech-nologii. Mając to na względzie oraz na podstawie analiz energetycznych i ryn-kowych WWEA [5] przewiduje, że energe-tyka wiatrowa na świecie będzie się nadal dynamicznie rozwijała. Prognozę rozwoju energetyki wiatrowej na świecie przedsta-wiono na rysunku 8.

Rys. 8. Prognoza uzyskania energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe do 2020 roku

Fundamentalną korzyścią rozwoju energetyki wiatrowej jest wzrost miejsc pracy, wynikający ze wzrostu produkcji elementów instalacji służących do wyko-rzystania energii wiatru. W ciągu zaledwie 3 lat sektor energetyki wiatrowej podwo-ił ilość pracowników z 235 000 w roku 2005 do 440 000 w roku 2008 (rys. 9).

Rys. 9. Wzrost zatrudnienia wynikający ze wzro-stu produkcji elementów elektrowni wiatrowych na

świecie do 2020 roku

Badania przeprowadzone przez EWEA [6] wskazują, ze sektor energetyki wia-trowej w 2008 roku odpowiadał za co najmniej 160 000 bezpośrednio zatrud-nionych w całej Europie. Najwięcej, bo ok. 38 tys. miejsc pracy przypadało na Niem-cy, ok. 23,5 tys. na Danię, ok. 20,5 tys. na Hiszpanię. Na rysunku 10. przedsta-wiono bezpośrednie zatrudnienie w sekto-rze energetyki wiatrowej w Europie.

Rys. 10. Bezpośrednie zatrudnienie w sektorze energetyki wiatrowej w Europie

Page 8: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

7

Odlewnictwo Współczesne

Na rysunku 11 pokazano porównanie mocy zainstalowanych turbin wiatrowych na świecie i w krajach UE. [6]

Rys. 11. Łączna moc zainstalowanych turbin wia-trowych na świecie w latach 1998–2008.

Kolejny analizowany parametr to moc elektrowni wiatrowych i inwestycje z tym związane. W Europie w elektrownie wiatro-we do roku 2009 najwięcej zainwestowały Niemcy. Moc wszystkich wybudowanych w Niemczech urządzeń pod koniec 2008 roku wynosiła 23 903 MW. Uwzględniając zbliżone warunki wietrzności w Polsce, po-kazuje to niewykorzystany potencjał na-szego kraju. Na drugim miejscu znalazła się Hiszpania z łączną mocą zainstalowa-ną wynoszącą 16 740 MW. Całkowite za-instalowane moce elektrowni wiatrowych w Europie na koniec 2008 roku pokazano na rysunku 12 [6].

Rys. 12. Całkowite zainstalowane moce elektrowni wiatrowych w Europie na koniec 2008 roku

Na tle krajów europejskich, zwłasz-cza tak zaawansowanych ze względu na stopień wykorzystania odnawialnych źródeł energii jak Niemcy, Hiszpania czy Dania, Polska jest krajem, który dopie-ro zaczyna swoją przygodę z energetyką wiatrową. Przed 2000 rokiem praktycznie nie wykorzystywano tego źródła energii. Duże obszary kraju o sprzyjającej pręd-kości wiatru (5,5-7,7 m/s na wysokości 50 m) czynią Polskę jedną z najbardziej atrakcyjnych lokalizacji farm wiatrowych w Europie. Znacznie rośnie także zainte-resowanie firm krajowych i zagranicznych realizowaniem projektów związanych z energetyką wiatrową.

Według szacunków Polskiego Stowa-rzyszenia Energetyki Wiatrowej [6] na rynku krajowym działa obecnie ponad 100 podmiotów zajmujących się przygo-towywaniem projektów wiatrowych lub pozyskiwaniem terenów inwestycyjnych – podwykonawców zajmujących się roz-wojem farm wiatrowych oraz ekspertów wykonujących opracowania środowisko-we, energetyczne, projektantów i wyko-nawców urządzeń.

W ostatnich latach miał miejsce zna-czący wzrost zainstalowanych mocy farm wiatrowych w Polsce, który pomiędzy 2000 rokiem, a IX 2009 – zwiększył się ponad 166 razy. O dynamicznym rozwoju świadczy też fakt przyłączenia urządzeń o łącznej mocy 206 MW pomiędzy 2007, a 2008 rokiem. Wartość zainstalowanej w Polsce mocy farm wiatrowych w po-szczególnych latach przedstawia się na-stępująco:

Odzwierciedleniem rosnącej mocy wybudowanych urządzeń jest produkcja energii elektrycznej, która w roku 2008 przekroczyła 790 MW.

Page 9: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

8

Odlewnictwo Współczesne

Na rysunku 13 przedstawiono prze-widywany wzrost łącznej mocy elektrowni wiatrowych w Polsce, planowanych do za-instalowania w latach 2010–2020 w rozbi-ciu na elektrownie lądowe i morskie [7].

Rys. 13. Przyrost mocy elektrowni wiatrowych w Polsce do 2020 roku

Na rysunku 14 przedstawiono pro-gnozowaną liczbę miejsc pracy w polskim sektorze energetyki wiatrowej do 2020 roku [7].

Rys. 14. Prognozowana skumulowana liczba miejsc pracy w polskim sektorze energetyki wiatrowej

w latach 2010–2020

Najważniejsze wnioski wynikające z Raportu Polskiego Stowarzyszenia Ener-getyki Wiatrowej [7]:

w 2020 roku elektrownie wiatrowe -w Polsce będą najtańszym odnawial-nym źródłem energii elektrycznej -technologią, w której koszty produk-cji energii będą porównywalne z kosz-tami produkcji energii elektrycznej w funkcjonujących elektrowniach ją-drowych; prognoza rozwoju energetyki wiatro- -wej w Polsce przewiduje zainstalowa-nie mocy wynoszącej ok. 13 GWe (13 GW mocy elektrycznej) w 2020 roku, w tym 11 GWe w lądowych farmach wiatrowych, 1,5 GW w morskich far-mach wiatrowych oraz 600 MW w ma-łych elektrowniach wiatrowych; udział elektrowni wiatrowych w pro- -dukcji energii elektrycznej będzie szybko wzrastać, do 24% w 2020 roku i prawie 45% w roku 2030; prognozowany jest wzrost liczby za- -trudnionych w energetyce wiatrowej z ponad 2000 osób w 2008 roku do 66 tysięcy w 2020; rozwój energetyki wiatrowej wpłynie -na lokalna aktywizację gospodarczą. W 2020 roku do kas gminnych z ty-tułu podatku od nieruchomości może wpłynąć nawet 212 mln zł/rok, to jest około 2% wszystkich przychodów wła-snych gmin wiejskich, a w gminach o korzystnych warunkach wietrzności nawet o 17%); energetyka wiatrowa wniesie istot- -ny wkład w realizację Dyrektywy 2009/28/WE w perspektywie 2020 r. Przy prognozowanym w niniejszym raporcie osiągnięciu przez Polskę 21% udziału wyprodukowanej zielonej energii w zużyciu energii finalnej brut-to w 2020 roku, energetyka wiatrowa dostarczyłaby 14,5 % całości energii z odnawialnych źródeł energii (OZE); udział energetyki wiatrowej w zuży- -ciu zielonej energii elektrycznej może wzrosnąć z obecnych ok. 15% do ponad 62% w 2020 r., a jej udział w zużyciu energii finalnej brutto może osiągnąć 3,8%.

Page 10: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

9

WYBÓR INFORMACJI Z CZASOPISM NAUKOWO-TECHNICZNYCH

01. ZAGANIENIA OGÓLNE

Rozwój energetyki odnawialnej szan-są dla przemysłu odlewniczegoPrz. Odl. T. 59, 2009, nr 5–6, s. 290–293

W związku z koniecznością ogranicze-nia emisji CO2 oraz wyczerpywaniem się zasobów paliw kopalnych, coraz większą wagę przykłada się do pozyskiwania ener-gii ze źródeł odnawialnych. Unia Europej-ska zakłada, że do roku 2020 udział ener-gii ze źródeł odnawialnych będzie wynosił 20%. Aby osiągnąć ten cel niezbędne są znaczne nakłady na badania i udoskona-lanie technologii dla zmniejszenia kosztów jednostkowych oraz nakłady na budowę nowych jednostek. Kraje, w których inwe-stycje w odnawialne źródła energii w roku 2007 były największe to: Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Wydatki na cele pozyskiwania energii z odnawialnych źródeł energii w latach 1998–2007 wzrosły z 10 miliar-dów dolarów w 1998 r. do 117 miliardów dolarów w roku 2007. Rozwój technologii pozyskiwania energii ze źródeł odnawial-nych ma istotny wpływ na rozwój innych gałęzi przemysłu, w tym również prze-mysłu odlewniczego. Planowane w naj-bliższych latach duże inwestycje w tym obszarze będą skutkowały tworzeniem no-wych miejsc pracy, jak również rosnącym zapotrzebowaniem na odpowiedzialne, wysokiej jakości odlewy często z nowych gatunków stopów, odpornych na działanie czynników korozyjnych (woda morska) i o dobrych właściwościach mechanicz-nych.

Drogi stworzenia rentownej produk-cji odlewniczej w zakładach produkcji maszyn.Lit. Proiz. 2008, nr 5, s. 24–28

Z praktyki wiadomo, że długotrwałe niedociążenia maszyn i urządzeń odlewni-czych prowadzą do ich samoistnego znisz-czenia. Wymieniono podstawowe oznaki degradacji urządzeń przy ich niedociąże-niu. Powstaje paradoksalna sytuacja. Ist-nieje pojemny, otwarty rynek odlewów, widoczny nadmiar mocy dla ich produkcji i stałe niedociążenia przemysłu. Zaczyna się pojawiać opinia o braku perspektyw dla przemysłu odlewniczego w zakładach budowy maszyn. Wybiórcza analiza wyka-zała, że wydziały odlewnicze mają prze-starzałe oprzyrządowanie. W ostatnich dziesięciu latach w krajach uprzemysło-wionych zaszły w dziedzinie odlewnictwa rewolucyjne zmiany. Nadały one odlew-niom inne oblicze, zwłaszcza w dziedzinie bhp i ochrony środowiska. Zastosowanie oprzyrządowania o bardzo dobrej jako-ści wydaje się być jedynie słuszną drogą dla zachowania konkurencyjnej pozycji na rynku rosyjskim. Dotyczy to produkcji jednostkowej i małoseryjnej odlewów że-liwnych i staliwnych. Następnie w artykule określa się możliwą drogę stworzenia pro-dukcji jakościowych odlewów na przykła-dzie zachodnioeuropejskiej firmy „Ome-ga” w Wielkiej Brytanii. Dzisiaj stosuje się dwa rodzaje linii produkcyjnej: karuzela i konwejer (fast loop). Przedstawiono pod-stawowe dane techniczne jakie mogą słu-żyć dla doboru jednego z tych rozwiązań. Scharakteryzowano poszczególne etapy produkcji na tych liniach.

Informacja naukowo-techniczna

Page 11: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

10

Odlewnictwo Współczesne

Nowoczesna maszyna formierska w Meksyku.Giesserei 2008, Jg.95, H.3, s. 88–91

Firma Küenkel Wagner (producent au-tomatycznych linii formierskich) dostar-czyła, do Meksyku do odlewni Technocast S.A. de C.V. produkującej odlewy motory-zacyjne, nowoczesną automatyczną linię formierską. W artykule podano jej krót-ką charakterystykę techniczną. Opisano sposób zagęszczania (zagęszczanie im-pulsowe z doprasowaniem). Scharaktery-zowano eksploatację tej linii formierskiej w aspekcie produkcji odlewów: bloków silników i głowic cylindrów. Omówiono se-lektywne wybijanie form i kwestię ograni-czenia dopływu zużytej masy rdzeniowej.

Zarządzanie poborem energii elek-trycznej pozwala na optymalizację procesu produkcji i poboru energii elektrycznej - Firma „Sakthi Germa-ny” unika nagłego wzrostu poboru energii.Giesserei 2008, Jg.95, H.3, s. 108–111

Artykuł dotyczy oszczędności ener-gii w odlewnictwie. Scharakteryzowano produkcję odlewni Neunkirchen należącej do grupy Sakthi. Przeprowadzono anali-zę pracy topialni w aspekcie możliwości ograniczenia zużycia energii i optyma-lizacji produkcji. Realizując koncepcję regulacji zużycia energii „równoległo-dy-ferencyjną" udało się ograniczyć zużycie energii. Wspomniana odlewnia produkuje odlewy motoryzacyjne między innymi dla firm: Renault, Scania, BMW, Opel w ilości 90 000 t/rok. Dziennie topione jest tam 780 t metalu. Odlewnia posiada 5 pieców indukcyjnych o częstotliwości sieciowej i jeden średniej częstotliwości. Poda-no krótką charakterystykę tych pieców i omówiono ich eksploatację w aspekcie oszczędności energii. Podczas ich eks-ploatacji unika się występowania "pików poboru mocy" przez ograniczanie jedno-czesnej ich pracy w momencie spustu. Opisano zastosowanie w praktyce syste-mu „równoległo–dyferencyjnego”.

Przestawienie się odlewni metali nie-żelaznych na produkcję rdzeni nie-organicznych.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 7/8, s. 136–138, bibliogr. 7 poz., Zsfg.

Na przykładzie odlewu korpusu silnika ze stopu aluminium omówiono zamianę stosowanych dotychczas rdze-ni ze spoiwami organicznymi na rdzenie ze spoiwami nieorganicznymi typu „INO-TEC”. W artykule omówiono także zmiany konstrukcyjne korpusu pod kątem ogra-niczenia liczby rdzeni. To wiąże się też z korzyścią ograniczenia emisji substancji szkodliwych podczas produkcji rdzeni.

Pośrednictwo w relacjach handlo-wych. Nawiązywanie dopuszczalnych relacji handlowych czy przestępczość gospodarcza.Giesserei-Prax. 2008, nr 5, s. 163–166

Szczególnie małe i średnie odlewnie nie chcą mieć kosztownych rynków zby-tu. Sprzedaż wyrobów, względnie nawią-zywanie relacji handlowych, odbywa się w tym przypadku poprzez samodzielnych pośredników, którzy mają zawarty z od-lewnią samodzielny kontrakt. Wielkość kontraktu jest procentowym udziałem obrotów z działalności odlewni na danym obszarze (rynku zbytu). Jeżeli nie ma za-strzeżeń do tego sposobu postępowania to jest możliwe, że pośrednik-metodami nielegalnego postępowania spowoduje, że odlewnia stanie się dla klienta jedynym dostawcą. Jeżeli wykorzysta on w tym celu część swojego wynagrodzenia do płacenia łapówek, to spowoduje uwstecznianie się technologiczne odlewni. W artykule opisa-no do czego to może doprowadzić. Dotrzy-manie ustalonych założeń może uchronić odlewnię i odpowiedzialnych za pracę od-lewni przed kłopotami i niekorzystnymi skutkami prawnymi.

Page 12: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

11

Odlewnictwo Współczesne

02. ZASTOSOWANIE KOMPUTE-RÓW W ODLEWNICWIE

8. Międzynarodowy Dzień Odlew-ników Ciśnieniowych. Odlewanie ciśnieniowe = kształtowanie przy-szłości.Giesserei 2008, Jg. 95, H.4, s. 74–83

Artykuł jest sprawozdaniem z mię-dzynarodowej konferencji niemieckich odlewników ciśnieniowych, która odbyła się w dniach 11–13 marca 2008 w Cen-trum Targów w Norymberdze. Organizato-rami tej konferencji byli: Stowarzyszenie Niemieckich Odlewników Ciśnieniowych (VDD) i Stowarzyszenie Odlewników Nie-mieckich (VDG). W streszczeniach artyku-łów zamieszczonych w tym sprawozdaniu ujęto cały cykl produkcyjny odlewania ci-śnieniowego od symulacji komputerowej poczynając, poprzez topienie, urządzenia do odlewania ciśnieniowego (formy ci-śnieniowe), obróbkę odlewów (w tym ob-róbkę cieplną i mechaniczną), pokrywanie powierzchni odlewów a na kontroli jakości kończąc. W konferencji wzięło udział 400 uczestników. W artykule zamieszczono tytuły referatów. Oto tytuły niektórych: Rozważania na temat sieci jako metoda rozwiązywania wspólnych problemów; Możliwość śledzenia zwrotnego produkcji odlewów ciśnieniowych - możliwości usta-leń w obszarze kontroli jakości; Doświad-czenia w produkcji odlewów narażonych na uderzenia, odlewy ciśnieniowe ze sto-pów aluminium; Opracowanie nowej stali narzędziowej do pracy na gorąco przezna-czonej na formy ciśnieniowe; Kalkulacja w produkcji form ciśnieniowych. Zalety dwupłytowej maszyny ciśnieniowej Bueh-lera; Roboty do obróbki odlewów.

Efektywna energetycznie produkcja żeliwa.Giesserei 2008, Jg. 95, H.4, s. 86–87

Artykuł dotyczy oszczędności energii w produkcji żeliwa. Koszty energii są jed-nym z głównych czynników kosztów odle-wów. Główna część kosztów energii przypa-da na proces topienia metalu i transportu. W ostatnich latach podjęto szereg prób regulacji wykorzystania energii i ograni-

czenia jej zużycia. W wielu krajach prze-pisy z zakresu ochrony środowiska są tak rygorystyczne, że ich spełnienie wyma-ga niezamierzonego zwiększenia zużycia energii poprzez stosowanie energochłon-nych filtrów czy urządzeń do regeneracji. Odlewnie żeliwa i staliwa zmuszone są do ograniczania zużycia energii, aby być w dalszym ciągu konkurencyjnymi na rynku. Firma Foseco jako projektant tech-nicznych rozwiązań dla odlewni oraz do-stawca urządzeń wyszła naprzeciw tym wymogom. Omówiono energooszczędne nowoczesne piece do topienia. Przedsta-wiono nowoczesne rozwiązania konstruk-cyjne kadzi odlewniczych, a także nowe rozwiązania techniczne układów wlewo-wych (z filtrami) i zasilających w aspekcie oszczędności energii. Omówiono wyko-rzystanie symulacji.

Symulacja procesu odlewania umoż-liwia wykonanie konstrukcji lekkich.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H.9/10, s. 186-189, bibliogr. 5, poz. Zsfg.

Opracowywanie konstrukcji lekkich dla przemysłu motoryzacyjnego i budowy maszyn jest dzisiaj działaniem realizowa-nym powszechnie. Aby w pełni wykorzy-stać możliwości technologii należy już we wczesnym stadium opracowywania odle-wu zsynchronizować prace konstrukcyjne i procesy technologiczne wytwarzania. Tyl-ko wówczas ma się pewność, że w przy-padku odlewów (ich obszarów) podlega-jących znacznym obciążeniom uzyska się niezbędną, także lokalną wytrzymałość odlewu. Aby to osiągnąć konieczna jest integracja symulacji procesu wytwarzania z procesem konstruowania (CAE). Wyko-rzystując symulację procesu wytwarzania można określić naprężenia własne i lokal-ne właściwości wytrzymałościowe odlewu i przetransponować je do metody obli-czeń za pomocą elementów skończonych w celu obliczenia wytrzymałości eksplo-

Page 13: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

12

Odlewnictwo Współczesne

atacyjnej. Bazująca na tym rozumowaniu metoda obliczeń wytrzymałości eksplo-atacyjnej pozwala na bardziej precyzyj-ne określenie (przewidzenie) właściwości, a przeprowadzona symulacja minimalizu-je ryzyko nieoczekiwanych błędów pod-czas produkcji. Nowoczesne programy do symulacji procesu wytwarzania pozwalają przewidzieć, określić wpływ parametrów wytwarzania na jakość odlewu. Opisane w artykule przykłady pokazują jak duże możliwości daje integracja symulacji pro-cesu wytwarzania z procesem konstru-owania. Ta integracja jest kluczem do ob-niżania masy odlewów.

Symulacja paczenia się odlewów ciśnieniowych i występujących w nich naprężeń własnych.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 9/10, s. 190–193, bibliogr. 5 poz. Zsfg.

W ramach realizowanego w Austriac-kim Instytucie Odlewnictwa projekcie po-stawiono sobie za cel określenie poziomu paczenia się odlewów ciśnieniowych i wy-stępowania w nich naprężeń własnych. Wykorzystując symulację numerycz-ną przedstawiono koncepcję weryfika-cji wyników symulacji i wykorzystano je w praktyce. Opracowano dwie konstruk-cje form ciśnieniowych, wykonano odlewy próbne. Kształty odlewów próbnych do-brano tak, że było możliwe stwierdzenie efektu paczenia się nawet po pełnym wy-równaniu temperatury. Wykonano odlew kraty, w której efekt paczenia wywołany był jej kształtem. Odlano też misę, w któ-rej paczenie się odlewu wywoływał układ wlewowy. W obu odlewach podczas badań mikroskopowych można było stwierdzić wypaczenie się odlewu (wydłużenie). Po-zwala to na wyciągnięcie wniosków doty-czących procesu krzepnięcia, chłodzenia oraz właściwości zastosowanych stopów odlewniczych. Uzyskane wyniki wykorzy-stano w modelowaniu procesu paczenia się odlewów i występowania naprężeń własnych za pomocą pakietów oprogra-mowania ANSYSWorkbench i MAGMAsoft.

Zastosowanie szybkiego prototypo-wania w produkcji silników samolo-towych i elementów moździerzy.Mod. Casting 2008, Vol. 98, nr 12, s. 28–31

Opisano trzy możliwości różnego za-stosowania szybkiego prototypowania w produkcji części wymagających du-żej dokładności wymiarowej takich, jak: element makiety silnika samolotowego, części silnika samolotu bojowego i ele-mentu moździerza. Odlew elementu ma-kiety silnika samolotowego o wymiarach 19,5 x 15,5 x 9 cali i masie 8 funtów, wy-konany został poprzez wyżłobienie „mo-delu” w masie formierskiej. Modele części silników samolotowych wykonywano me-todą szybkiego prototypowania przy po-mocy maszyny prototypującej typu SLA. Modele charakteryzowały się dużą dokład-nością wymiarową i strukturą „miodową” ułatwiającą wypalanie się modelu w trak-cie zalewania metalem. Metodą tą można wykonywać modele o wielkości od poniżej 1 cala do 10 stóp. Modele te mogą być zalewane różnymi tworzywami metalo-wymi. Wykonanie odlewu elementu moź-dzierza wiązało się ze zmianą technologii tego elementu, polegającej na zmniej-szeniu jego masy i łatwości wykonywania części zapasowych. Odlew wykonano w formie wykonanej metodą szybkiego pro-totypowania polegającej na przemiennym nakładaniu warstw tworzywa i spoiwa z uwzględnieniem układu wlewowego oraz rdzeni.

Optymalizacja procesu wstrzeliwania masy rdzeniowej z wykorzystaniem symulacji komputerowej.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 5, s. 44–48, 50, 52

Firma Arena Flow LLC opracowała oprogramowanie Arena Flow do optyma-lizacji procesu wstrzeliwania rdzeni. W ar-tykule przedstawiono podstawy, na jakich bazuje to oprogramowanie. Za pomocą ciągu Eulera można opisać zachowanie się „pola przepływu”, ustalić kształt po-szczególnych komórek (skupisk cząstek)

Page 14: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

13

Odlewnictwo Współczesne

i obliczyć przepływ przez komórki. Dy-namikę tego pola, zachowanie się czą-stek masy, określa się za pomocą metody Lagrange’a. Metoda Lagrange’a opisu-je ruch cząstek z uwzględnieniem czyn-ników zewnętrznych ich chwilowy stan. W oprogramowaniu Arena Flow wykorzy-stano metodę Eulera do opisu przepływu powietrza a metodę Lagrange’a do opisu dynamiki cząsteczek masy rdzeniowej. Obie te fazy (powietrze i cząstki) dzięki aerodynamicznemu oporowi i wzajemne-mu przemieszczeniu „łączą” się ze sobą. W zależności od wymagań można ustalić liczbę komórek w określonym kształcie (rdzeniu). Poszczególne podobne cząstki w tych komórkach zestawiane są w skupi-ska o podobnych właściwościach. Chodzi o modelowanie cząstek masy rdzeniowej oraz jej właściwości. W dalszej kolejności opisano możliwości analizy zachowania się masy rdzeniowej (formierskiej) za po-mocą stworzonego oprogramowania Are-na Flow. Możliwości te to między innymi: analiza przepływu i rozkładu masy, moż-liwość przedstawienia modelu zagęszcze-nia masy oraz jej zagazowania i dynamiki wypełniania, a także rozkładu ciśnienia. Oprogramowanie to umożliwia ponadto walidację różnych wyników symulacji oraz umożliwia obliczenie optymalnych warun-ków zagęszczania. W artykule omówiono także przykład praktyczny zastosowania tego oprogramowania.

JYPB2.0 - Nowe oprogramowanie umożliwiające korektę składu ciekłe-go metalu.China Foundry 2008, Vol. 5, nr 1, s. 39–43, sum.

Istniejące programy komputerowe sterujące doborem składu ciekłego metalu są nieprecyzyjne, w efekcie czego ciekły metal charakteryzuje się niejednorodnym składem chemicznym. Ponadto, oblicze-nia składu metalu nie są zintegrowane z kosztami materiałowymi. Nowoopraco-wany system komputerowy budzący za-interesowanie przemysłu i zastosowany w Instytucie Odlewnictwa w Shenyang pozwala wyliczać skład ciekłego metalu

z dokładnością do 0,00001% w powiązaniu z kosztem materiału wsadowego, co wpły-wa na poprawę ekonomii i efektywności procesu topienia. Może być stosowany dla każdego rodzaju tworzywa metalowego i materiału wsadowego. Omówiono i przed-stawiono schematycznie zasadę działania programu.

Symulacja numeryczna i optymaliza-cja procesu produkcji dużych odle-wów. China Foundry 2008, Vol. 5, nr 3, s. 179–185, sum.

Opracowano równania modelowe obejmujące parametry procesu wyko-nywania dużych odlewów staliwnych, z żeliw stopowych i z aluminium. Na ich podstawie wykonana została symula-cja komputerowa 3D procesu zalewania i krzepnięcia odlewów. Wyliczona zosta-ła optymalna prędkość i temperatura za-lewania z uwzględnieniem laminarnego i turbulentnego przepływu podczas wypeł-niania wnęki formy. Opracowana symula-cja zostanie wykorzystana do przewidywa-nia wad odlewów i optymalizacji procesu odlewania odlewów o dużych gabarytach. Zamieszczone zostały fotografie symulacji wytypowanych odlewów.

03. OCHRONA ŚRODOWISKA I BHP

Pomiar emisji wydzielanych przez odlewnie.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 285 s. 22–32, bibliogr. 9 poz.

Na żądanie przemysłu Instytut CTIF rozpoczął w 2006 roku badania dotyczą-ce metod pomiaru emisji wydzielanych przez odlewnie. Trwały one dwa lata, a uczestniczyły w nich jeszcze dwa insty-tuty badawcze. Celem prac było dostar-czenie sprawdzonych metod pomiarów, które mogłyby być stosowane we Francji i

Page 15: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

14

Odlewnictwo Współczesne

w Europie. Po scharakteryzowaniu źródeł i miejsc emisji oraz stosowanych metod pomiarów opisano przeprowadzone po-miary wykonane w ramach projektu ba-dawczego. Mają one nazwy pochodzące od pierwszych liter angielskich nazw sto-sowanej metody. Przykładem może być OSIRIS – „Optyczny rozrzut chwilowych wydzieleń respirabilnych” lub schemat pomiarów „DOAS” gdzie stosowane są spektroskopy absorpcyjne różnicowe, a zastosowanie spektroskopii indukowanej przez plazmę to metoda „LIRS”. Opisano także pomiary in situ emisji metali cięż-kich na stanowiskach rozmieszczonych w określonej odległości od odlewni, na tere-nach uprawnych, zwłaszcza pomiar ilości ołowiu. Opisano pomiar emisji gazowych przez rurki adsorbcyjne. Na zakończenie porównano skuteczność stosowanych me-tod.

Redukcja i obróbka zużytej wody w odlewni ciśnieniowej.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 284 s. 24–31, bibliogr. 9 poz.

W Instytucie CTIF prowadzono prace nad możliwością obróbki zużytych wód w odlewniach ciśnieniowych. Celem ich było opracowanie „Najlepszych Dostępnych Technik”. Opracowano poradnik dobrych praktyk zarządzania obiegiem wody w od-lewni ciśnieniowej uwzględniających za-równo przepisy ochrony środowiska, jak i ograniczenie kosztów. W wstępie artyku-łu przedstawiono obowiązujące przepisy dotyczące jakości zużytych wód przemy-słowych, podstawowe metody ich utyliza-cji, w tym listę substancji uznawanych za szkodliwe w tych ściekach, możliwe meto-dy zmniejszenia ilości ścieków. Wymienia-no techniki smarowania bez użycia wody, na przykład pulweryzację elektrostatycz-ną i technikę usuwania pyłu w strumie-niu azotu. Poinformowano o technikach oczyszczania ścieków stosowanych w od-lewniach francuskich, takich jak techniki fizykochemiczne, utlenianie chemiczne, techniki biologiczne i utleniania w próż-ni. Osobno omówiono technikę usuwania pyłów ze ścieków przez system membran

i ultrafiltracji na poziomie elektronowym Te ostatnie stosowane są w USA, a w Eu-ropie są dopiero wprowadzane na stano-wisku pilotowym opisanym w artykule.

Szanse i ryzyko związane z ochroną klimatu w aspekcie przemysłu odlew-niczego.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 7/8, s. 167–169

Artykuł dotyczy zmian klimatycz-nych wywołanych działalnością człowieka, a w szczególności oddziaływania przemy-słu ciężkiego (odlewnictwa) na zmiany klimatyczne i występowanie tak zwanego efektu cieplarnianego, który wywoływany jest przez emisję CO2 do atmosfery. Zna-czącym emitentem CO2 jest także mo-toryzacja. Dokonano bilansu emisji CO2 z podziałem na poszczególne kraje świa-ta. W artykule ustosunkowano się także do protokołu z Kyoto, który zobowiązuje kraje, które go ratyfikowały do ogranicza-nia emisji CO2 i bardzie efektywnego wy-korzystania energii elektrycznej, gdyż jej produkcja przyczynia się także do emisji CO2. Niestety najwięksi emitenci CO2 nie podpisali go. Poruszono zagadnienie han-dlu wielkościami emisji.

Wysoka zawartość węgla - sposób uzyskania spoiw do procesu zimnej rdzennicy bez rozpuszczalników.World Foundry Congress Chennai, India, February 7–10, 2008, s. 539–541, sum.

Stosowanie materiałów o wysokiej zawartości węgla stanowi całkiem nowe podejście do zagadnienia zredukowania emisji ze spoiw używanych w procesie zimnej rdzennicy. Zwiększając propor-cjonalny udział żywicy w spoiwie można znacznie zredukować źródła powstawa-nia nieprzyjemnych zapachów, dymów i innych zanieczyszczeń. Jednocześnie można zmniejszyć udział rozpuszczal-nika. Dostępne aktualnie innowacyjne rozwiązania w zakresie syntezy żywic pozwalają na uzyskanie zawartości żywi-cy do 80% bez znacznego wzrostu lep-

Page 16: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

15

Odlewnictwo Współczesne

kości całego układu. Celem długofalo-wym i najbardziej korzystnym jest bez wątpienia uzyskanie masy rdzeniowej do procesu zimnej rdzennicy całkowicie wolnej od spoiwa. Zastosowanie materia-łów o wysokiej zawartości węgla pozwa-la na zmniejszenie emisji gazów podczas zalewania form, zmniejszając tym sa-mym potencjalne ryzyko wad związanych z obecnością gazów. Odlewy wytworzo-ne w takim procesie charakteryzują się bardzo dobrą jakością powierzchni i mała chropowatością.

04. WYTYCZNE PROJEKTOWA-NIA TECHNOLOGII ODLEWNI-

CZYCH

Wypełnianie wnęki odlewu ciśnienio-wego.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 283, s. 22–29, bibliogr. 12 poz.

W odlewnictwie ciśnieniowym jakość odlewów i ilość braków zależy zarówno od optymalizacji koncepcji formy ciśnie-niowej, jak i od stabilizacji parametrów procesu takich, jak: prędkość, ciśnienie i temperatura zalewania. W każdej tech-nice odlewania wady odlewów powstają w dwóch fazach: wypełniania wnęki formy i w czasie krystalizacji. W artykule anali-zowano fazę wypełniania wnęki formy ci-śnieniowej, chociaż było trudno oddzielić ją od fazy krystalizacji. Funkcje układu zasilającego to nie tylko doprowadzenie metalu do wnęki formy ale także przeka-zanie ciśnienia przez wlew. Jego kształt i umiejscowienie oddziałują zarówno na wypełnienie wnęki, jak i na proces krysta-lizacji. Opisano stosowane rodzaje ukła-dów wlewowych, kąty przepływu w kana-łach stycznych, zasady koncepcji układu zasilającego. Omawiano też inne parame-try, zwłaszcza budowę i szybkość w kana-łach doprowadzających jako kompatybilne z budową odlewu, a także wstępne wy-pełnianie w powolnej fazie oraz znaczenie szybkości tłoka w fazie szybkiej. Instytut CTIF opracował oprogramowanie pozwa-lające na symulację cyfrową procesu wy-pełniania wnęki formy.

Badanie efektywności oddziaływania mas izolujących cieplnie wykonanych z zastosowaniem popiołów lotnych. Lit. Proiz. 2009, nr 2, s. 20–25, bibliogr.2 poz. rez., sum.

Badano efektywność działania mas termoizolacyjnych w nadlewach odle-wów staliwnych. Określenie tych właści-wości wymaga znajomości właściwości cieplno-fizycznych w zakresie wysokich temperatur, (blisko solidusu) na granicy metal-forma. Wartości te obliczone w warunkach laboratoryjnych różnią się znacznie od wartości mierzonych w wa-runkach procesów przebiegających w rze-czywiście krzepnących nadlewach. Badano efektywność działania mas termoizolacy- jnych wykonanych na osnowie popiołów lotnych. Jako kryterium oceny wprowa-dzono specjalny współczynnik efektywno-ści oceniany jako stosunek czasu krzep-nięcia nadlewu w masie izolującej cieplnie do czasu krystalizacji tego nadlewu w formie piaskowej. Najbardziej efektywną okazała się masa na osnowie popiołów Ekibastuckich, a najmniejsza masa, na popiołach z rejonu Kuzniecka. Optymal-ną grubość otuliny izolacyjnej ustalono na 0,20–0,25 średnicy nadlewu. Stosowanie mas na bazie popiołów lotnych zwiększy-ło uzysk dobrych odlewów do 70%, za-pewniło osiągnięcie oszczędności do 300 kg stali na 1 tonę dobrych odlewów oraz oszczędność energii elektrycznej do 159 KW/h.

Automatyczne generowanie zasilania w przypadku odlewania żeliwa sfero-idalnego do form z podziałem piono-wym.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 5, s. 30–34, biblogr. 4 poz. Zsfg.

We wspólnym projekcie prowadzo-nym przez hutę "Ortrander" GmbH i Aka-demię Hutniczą we Freibergu opracowano model matematyczny krzepnięcia żeliwa sferoidalnego, a w oparciu o to program do obliczania układów zasilających do form piaskowych z pionowym podziałem. Ekonomiczne korzyści stosowania opro-gramowania są następujące: niezbędny czas do obliczenia układu zasilającego

Page 17: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

16

Odlewnictwo Współczesne

ulega skróceniu, co powoduje, że czas dostawy odlewów jest krótszy. Układ za-silający jest lepiej dopasowany do odlewu i odpowiednio umiejscowiony. Zasilanie odlewu jest efektywne a to powoduje, że jakość odlewu jest lepsza. Dzięki precy-zyjnym obliczeniom układów zasilających możliwe jest zmniejszenie ich objętości co oznacza ograniczenie zużycia energii i materiału na ich wykonanie. Dużą zaletą nowej technologii jest to, że wypełnia ona lukę we wspomaganym komputerowo pro-cesie przygotowania pracy i jest krokiem w kierunku stosowanego dziś powszech-nie komputerowego wspomagania pracy. Automatyczne generowanie układu zasi-lania umożliwia ponadto szybsze i lepsze oszacowanie nakładów niezbędnych na wykonanie odlewów, co poprawia także doradztwo dla klientów. Oprogramowanie stanowi także bardzo dobrą bazę informa-cyjną dla systemu zapewnienia jakości. Za pomocą wyników symulacji można okre-ślić miejsca odlewu, które należy spraw-dzać ze względu na to, że są narażone na większe ryzyko, np. uszkodzenia. W ten sposób można ograniczyć pracochłonność badań i obniżyć koszty. Metodyka badań została też sprawdzona przy odlewaniu żeliwa szarego.

Doświadczalna analiza przepły-wu ciekłego żeliwa sferoidalnego w układach wlewowych o opływo-wych kształtach.Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 4, s. 18–22, bibliogr.11 poz. sum.

Zaprojektowano układy wlewowe o opływowych kształtach dla wykony-wania odlewów z żeliwa sferoidalnego o wysokim stopniu integralności. Badano przepływ ciekłego żeliwa sferoidalnego w zaprojektowanych układach, stosując w tym celu formy piaskowe z wizjerem szklanym z przodu, gdzie przepływ żeliwa rejestrowano przy pomocy cyfrowej kame-ry wideo. Uzyskane wyniki porównywano z wynikami uzyskanymi w czasie rzeczy-wistym przy pomocy badania promieniami Röentgena. Porównanie wyników wykaza-ło bardzo dobrą zgodność obu uzyskanych

modeli przepływu. Badania w formach piaskowych z wizjerem szklanym dają informację o przepływie żeliwa w całym układzie wlewowym, podczas gdy anali-za przeprowadzana przy użyciu promieni Röentgena daje szczegółową informację o przepływie w poszczególnych obszarach tego układu. Doświadczenia pokazały jaki wpływ na przepływ ciekłego metalu i ja-kość odlewów mają parametry takie, jak: sprawne zalewanie formy, zaprojektowa-nie wlewów doprowadzających i kształt zakrzywionych elementów układu wlewo-wego.

05. TECHNOLOGIA ODLEWA-NIA DO FORM WYKONANYCH Z ZASTOSOWANIEM OGNIOOD-PORNEJ OSNOWY ZIARNOWEJ

Formowanie przez ablację? Homm.e.Fond. 2009, nr 391, s. 8–14, bibliogr.4 poz. res., sum.

Opisano nowy proces odlewania, w którym forma wykonana jest z piasku aglomerowanego spoiwem rozpuszczal-nym w wodzie. Ciekły metal jest wle-wany do formy i kiedy jest on jeszcze w stanie ciekłym forma jako taka usu-wana jest strumieniem wody. W miarę usuwania formy woda wchodzi w bez-pośredni kontakt z metalem likwidując szczelinę powietrzną, która ogranicza wymianę ciepła. Podwyższony gradient temperatury przesuwając się stopniowo w formie pomaga eliminować jamy skur-czowe, szczególnie w dużych przekro-jach odlewów. Otrzymuje się charaktery-styczną, drobnoziarnistą strukturę nawet w ostatnich etapach krystalizacji. Porowa-tość jest bardzo drobna lub zerowa. Wła-ściwości mechaniczne odlewów są zwykle wyższe od właściwości otrzymywanych w konkurencyjnych procesach odlewania. Dodatkowo podkreśla się niskie koszty i dużą wydajność procesu. Wymieniono także korzyści metalurgiczne wynikające ze stosowania procesu odlewania ablacyj-nego.

Page 18: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

17

Odlewnictwo Współczesne

Możliwości stosowania roślinnych olejów w warunkach współczesnej produkcji.Lit. Proiz. 2009, nr 1, s. 26–28, rez., sum.

Rdzenie wykonane z mas zawierają-cych oleje roślinne jako spoiwa, mają po zabiegach obróbki cieplnej wytrzymałość na ściskanie powyżej 1 MPa i łatwo się je wybija z odlewów. Wykazano ekspe-rymentalnie możliwość szybkiego prze-biegu polimeryzacji oleju słonecznikowe-go bez podwyższania temperatury przy przedmuchiwaniu tlenem masy zawiera-jącej ten olej. Możliwość utwardzania na zimno oleju słonecznikowego jest ograni-czona małą zawartością (około 25%) na-syconych kwasów tłuszczowych. Lepsze właściwości wytrzymałościowe tych mas można uzyskać w wyniku zastosowania przedmuchiwania masy powietrza o tem-peraturze 210–230°C.

Niektóre aspekty stosowania proce-su Fenoksi (Rezol)-CO2.Lit. Proiz. 2008, nr 7, s. 25–27, sum.

Proces utwardzania masy żywicą fenolowo-formaldehydową był opatento-wany przez japońską firmę Hitachi Chemi-cal Co. w 1980 r. Następnie opracowano syntezę żywicy fenolowo-formaldehydo-wej typu rezolowego lub nowolakowego. Otrzymano żywice rozpuszczane organicz-nymi rozcieńczalnikami. Posłużyło to jako punkt wyjścia do opracowania współcze-snego procesu Fenoksi-CO2 (Rezol CO2). Zasługę ma tu firma Foseco. Spoiwem dla procesu Fenoksi-CO2 jest żywica rezolo-wo-formaldehydowa syntetyzowana przy utrzymywanym nadmiarze formaldehydu do której dodaje się 50% roztworu wo-dorotlenku potasu z modyfikatorami. Spoiwo dla procesu Fenoksi-CO2 produ-kowane jest w zakładach „Uralchimplast” w miejscowości Niżnyj Tagil. Tak więc w Rosji powstały realne warunki do wdro-żenia tego typu mas rdzeniowych. Porów-nano właściwości produkowanych z tej masy rdzeni z właściwościami rdzeni pro-dukowanych w krajach zachodnich.

Oddziaływanie ochładzalników na strukturę i właściwości mechanicz-ne odlewu piaskowego ze stopu EN AC - AlSi7Mg.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 7/8, s. 153–157, Zsfg.

W badaniach stwierdzono pozytyw-ny wpływ większej intensywności chło-dzenia przez zastosowanie ochładzalni-ków i wynikającego z tego mniejszego odstępu dendrytów wtórnych (SDAS), a w konsekwencji poprawę statycznych i dynamicznych wartości właściwości me-chanicznych. Określono także obszar od-działywania ochładzalników. W celu zba-dania zależności pomiędzy parametrami struktury a właściwościami mechaniczny-mi przetestowano różne próbki o kształ-cie zbliżonym do odlewu rzeczywistego. Za pomocą symulacji można było założyć różne możliwości parametrów struktury poprzez zmianę warunków chłodzenia. Przez zastosowanie ochładzalników z że-liwa szarego zamiast tradycyjnych rdze-ni piaskowych, skraca się miejscowo czas krzepnięcia w wyniku lepszego przewod-nictwa cieplnego. W wyniku rozdrobnienia struktury uzyskuje się lepsze właściwości mechaniczne. Już pierwsze wyniki symu-lacji pokazały istotny wpływ ochładzalni-ków na proces chłodzenia. W szczegól-ności uległ skróceniu czas przebywania w obszarze występowania dwóch faz w temperaturze pomiędzy likwidus a solidus. Krótsze czasy chłodzenia po-wodują powstanie drobnoziarnistej struktury w obszarze wpływu ochładzal-ników (mniejsze odstępy dendrytów wtór-nych); powstaje struktura warstwowa w zależności od odległości od środka (rdze-nia) odlewu. Obliczone w wyniku symula-cji, a nie oczekiwane w takim rozmiarze oddziaływanie ochładzalników, można było potwierdzić odlewając próbki i przeprowa-dzając ich badania zarówno statyczne, jak i dynamiczne oraz przeprowadzając anali-zę struktury za pomocą ilościowej analizy obrazu. Wyniki tych badań wskazują na wyraźną zależność od rodzaju struktury. Możliwe było również wykazanie zależ-ności pomiędzy, określonym za pomocą symulacji: lokalnym czasem krzepnięcia,

Page 19: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

18

Odlewnictwo Współczesne

odstępem dendrytów wtórnych (SDAS) a wskaźnikami właściwości mechanicz-nych. Zastosowanie ochładzalników za-miast rdzeni cold-box pozwoliło na zre-dukowanie odstępu dendrytów wtórnych (SDAS) z 60 do 20 mikrometrów. Pozwo-liło też na zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie o 10% i wytrzymałości zmę-czeniowej o 25%.

Zagęszczanie mas formierskich. Sensory do ciągłej rejestracji stanu zagęszczenia form z mas wilgotnych.Giesserei-Prax. 2008, nr 5, s. 155–162, bibliogr. 7, poz. Zsfg.

Wykorzystując sensory do rejestracji procesu zagęszczania masy przeprowa-dzono szereg badań, które wykazały, że możliwe jest ich stosowanie do różnych metod zagęszczania. Przekształcenie wy-ników badań doprowadziło we wszystkich przypadkach do poprawy wytwarzania form, przy czym z jednej strony stwier-dzono niespójność procesu, a z drugiej jednak wypracowano możliwości rozwią-zywania niektórych problemów związa-nych z zagęszczaniem. Ponadto uzyskano skrócenie etapów produkcji form a tym samym zwiększenie wydajności urządzeń do produkcji form.

Określanie ilości gliny aktywnej.Mod. Casting 2008, Vol. 98, nr 12, s. 36–38

Chociaż metoda określania ilo-ści gliny aktywnej w masach formier-skich jest uważana przez odlewników za kontrowersyjną, nadal nie wynalezio-no innego sposobu oznaczania jej ilości w masie i nadal jest ona stosowana. Opi-sano przygotowanie materiałów i sposób wykonywania pomiaru gliny aktywnej w masie wg poradnika opracowanego przez Amerykańskie Stowarzyszenie Od-lewników. Omówiono zastrzeżenia co do pomiaru gliny aktywnej wynikające z ja-kości stosowanego bentonitu, jakości błę-kitu metylowego i interpretacji wyników.

06. TECHNOLOGIA ODLEWANIA KOKILOWEGO I NISKOCIŚNIE-

NIOWEGO

Opracowanie technologii otrzymywa-nia odlewów konstrukcyjnych z mie-dzi metodą odlewania kokilowego.Processy lit'ja 2008, nr 1, s. 54–58, bibliogr.7 poz. sum.

W zależności od grubości ścianek odlewów temperatura zalewania powin-na wynosić 1220–1150°C, temperatura kokili 600–800°C, pokrycie izolacyjne roboczych części formy metalowej powin-no składać się z 4% grafitu i 96% ole-ju maszynowego. W przypadku długiego przetrzymywania ciekłej miedzi pod żuż-lem w otwartym piecu należy dodać 0,02–0,3% odtleniacza na każde 8–10 minut po jej odtlenieniu.

Wpływ ciśnienia na charaktery-styki zasilania odlewów ze stopu ZCuZn16Si4. China Foundry 2008, Vol. 5, nr 2, s. 92–94, sum.

Przedstawiono badania porównaw-cze wpływu ciśnienia na krystalizację i krzepnięcie metalu w odlewach ze sto-pu ZCuZn16Si4, wykonywanych w pro-cesie niskociśnieniowym i grawitacyjnie. Badania prowadzono w oparciu o symu-lację komputerową. Omówiono metody-kę prowadzonych badań. Stwierdzono, że wytypowane ciśnienia (0,16 i 0,21 MPa) są bardzo korzystne w celu ogranicze-nia lub wyeliminowania porowatości we-wnętrznej w badanym stopie. Nie mniej jednak wytypowane ciśnienia powodowały (w porównaniu do ciśnienia grawitacyjne-go) wydłużenie układu zasilania odlewów dwu- i trzykrotnie. Stwierdzono również, że założenia dotyczące występowania po-rowatości w odlewach, potrzebne do wy-konywania symulacji komputerowej, nie zostały określone wystarczająco dobrze i dlatego badania będą kontynuowane.

Page 20: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

19

Odlewnictwo Współczesne

07. TECHNOLOGIA ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO

Wytrzymałość zmęczeniowa stopu Al Si9Cu3 przeznaczonego na odlewy ciśnieniowe.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 284, s. 11–22, res., sum., Zsfg.

Projekt badawczy, którego realizacji podjęto się z inicjatywy Komisji Odlewni-ków Ciśnieniowych, obejmował badania wpływu wad na wytrzymałość zmęcze-niową odlewów ze stopu AlSi9Cu3(Fe). Francuskie odlewnie ciśnieniowe zamie-rzają opanować rynek na obszarze odle-wów odpornych na zmęczenie. Aktualnie w tym zakresie na rynku dominują od-lewnie kokilowe. We współpracy z od-biorcami podjęto się opracowania nowej konstrukcji. Ponieważ zarówno odlew-nicy jaki i konstruktorzy nie dysponują wystarczającą liczbą danych odnośnie wytrzymałości zmęczeniowej odlewów, oraz wystarczającymi danymi w zakresie dopuszczalnych wad dla tego typu odle-wów, dlatego też na etapie projektowania i doboru stopu na odlewy ciśnieniowe przy-jęto wysokie wskaźniki bezpieczeństwa. Jeżeli znane są granice wytrzymałości dla tego typu odlewów, to można dążyć do dalszej ich poprawy przez optymalizację procesu odlewania.

Podniesienie wydajności za pomocą zastosowania procesu firmy Buehler SPEEDiall.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 7/8, s. 134–135

W artykule omówiono drobne zmiany konstrukcyjne w maszynie ciśnieniowej w aspekcie możliwości skrócenia czasu cykli jej pracy i poprawienia wydajności. Zmiana konstrukcyjna polegała na tym, że zastosowano dodatkowy trzpień w dol-nej części formy, który przymyka komorę maszyny i umożliwia dozowanie metalu jeszcze przy otwartej formie.

Odlewanie ciśnieniowe (część 45). Część 2. Technologia.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 5, s. 86–95, bibliogr. 79 poz.

Artykuł o charakterze cyklicznym do-tyczy odlewania ciśnieniowego i odlewów ciśnieniowych ze szczególnym uwzględ-nieniem technologii odlewania ciśnienio-wego. Artykuł jest indeksem cytowań bibliograficznych na temat omawianych zagadnień, z krótkim komentarzem do omawianych problemów. W zestawieniu literatury wyszczególniono następują-ce grupy tematyczne: informacje ogólne dotyczące tendencji w zakresie odlewnic-twa ciśnieniowego (aluminium, magnez); formy ciśnieniowe i układy wlewowe; materiały oddzielające; wady odlewów; urządzenia peryferyjne i ich współpraca z maszynami do odlewania ciśnieniowe-go; odlewanie tiksotropowe; symulacja procesów odlewania ciśnieniowego; opra-cowanie (odlewanie ciśnieniowe) nowych konstrukcji w połączeniu z obróbką cieplną w celu uzyskania żądanych właściwości; informacje ogólne dotyczące między inny-mi odlewania ciśnieniowego stopów cyn-ku, unowocześnienia maszyn ciśnienio-wych.

Zastosowanie wkładki ceramicznej z Si3N4 w układzie wtryskowym ma-szyn ciśnieniowych gorącokomoro-wych.Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 5, s. 339–348, bibliogr. 21 poz.

W maszynach ciśnieniowych gorąco-komorowych, aluminium powoduje erozję stalowej tulei wtryskowej i tłoka. W celu wyeliminowania tego zjawiska zastąpiono materiał tulei wtryskowej materiałem ce-ramicznym Si3N4. W trakcie prób z nowym materiałem stwierdzono powstawanie na-prężeń w tulei, wynikających z zacierania się w niej tłoka i w konsekwencji penetrację Al w szczelinę pomiędzy tłokiem i tuleją. Okazało się, że stop Al wchodzi w reak-cję chemiczną z materiałem ceramicznym - krzem w materiale ceramicznym tulei reaguje z zanieczyszczeniami żelaza znaj-

Page 21: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

20

Odlewnictwo Współczesne

dującymi się w stopie aluminium, a po-chodzącymi z tygla, w którym metal był topiony. Aby uniknąć podobnych przypad-ków system wtryskowy maszyny ciśnie-niowej jest okresowo czyszczony kwasem solnym, chociaż jak twierdzą autorzy nie jest to najlepsze rozwiązanie problemu, ponieważ kwas może niszczyć materiał tulei ceramicznej, powodując spadek jej twardości i odporności na zużycie. Opisa-no przebieg badań penetracji wkładki ce-ramicznej ciekłym aluminium, zachodzące przy tym reakcje chemiczne, właściwości mechaniczne materiału Si3N4 w układzie wtryskowym maszyn ciśnieniowych.

Określenie wpływu parametrów za-wiesiny na mikrostrukturę stopu A356 wytwarzanego techniką semi-solid poprzez reocasting.Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 5, s. 349–356, bibliogr.14 poz. sum.

Proces RheoMetal oparty na tech-nologii RSF (slurry forming technology) jest nowym procesem umożliwiającym wykonanie zawiesiny semisolid wysokiej jakości. Technologia RSF odróżnia się od dotychczas stosowanych procesów reoca-stingu tym, że nie wymaga stosowania ze-wnętrznego chłodzenia. Wykorzystuje za to zmiany entalpii pomiędzy dwoma sto-pami należącymi do dwóch różnych ukła-dów, gdzie jeden z tych stopów jest w sta-nie stopionym i przegrzanym, a drugi jest w stanie stałym EEM (enthalpy exchange semisolid). Nowy układ, powstający po-przez mieszanie obu stopów, tworzy nową entalpię, a udział stałej frakcji w zawiesi-nie zależy od dobrania parametrów pro-cesu. Opisano badania wpływu takich pa-rametrów procesu jak przegrzanie metalu i szybkość mieszania EEM oraz wpływ stopnia przegrzania i ilość EEM na jakość procesu. Wyniki badań ujęto na wykre-sach i fotografiach mikrostruktury.

Wydłużenie trwałości form poprzez obróbkę laserem i azotowanie.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 5, s. 110–111,

Celem przeprowadzonych prac, któ-re prowadzono w Instytucie Fraunhofe-ra, była modyfikacja warstwy brzegowej form ciśnieniowych w celu zwiększenia ich trwałości poprzez połączenie metod: prze-tapianie laserowe/utwardzanie laserowe i azotowanie. Aktualne wyniki kombino-wanej obróbki powierzchni form ciśnienio-wych ze stali do pracy na gorąco pokazują, że w porównaniu do stosowanych dotych-czas technik obróbki powierzchni jak na przykład azotowanie w kąpieli, można osiągnąć zwiększenie trwałości od 50 do 300%. W Instytucie Fraunhofera obrabia się w ten sposób nie tylko powierzchnie form ciśnieniowych, ale i powierzchnie oprzyrządowania kuźniczego.

Zmiana temperatury i analiza rozkła-du naprężeń na powierzchni formy przy odlewaniu ciśnieniowym stopu Al i eksperymentalne badania pęk-nięć na gorąco formy. China Foundry 2008, Vol.5, nr 1, s. 47–53, sum.

Omówiono wyniki badań zmian tem-peratury zachodzące na powierzchni for-my przy odlewaniu ciśnieniowym stopu Al. Opisano założenia do opracowania mode-lu matematycznego naprężeń występują-cych na powierzchni formy. Opracowany model pozwolił na wykonanie badań na-prężeń cieplnych powstających w trakcie zamykania formy, napełniania formy i jej natryskiwania (liczne wykresy zależno-ści). Badania wykazały, że przy napełnia-niu formy metalem i przy natryskiwaniu formy, powstające naprężenia termiczne (max. 1,5 GPa) są wyższe od naprężeń mechanicznych spowodowanych zamy-kaniem formy (max. 85 MPa). Przedsta-wiono stanowisko do badań pęknięć ter-micznych (schemat) oraz opisano sposób prowadzenia eksperymentu.

Page 22: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

21

Odlewnictwo Współczesne

Poprawa trwałości formy przy odle-waniu wysokociśnieniowym.China Foundry 2008, Vol.5, nr 4, s. 280–285, sum.

Opisano przyczyny powstawania uszkodzeń formy ciśnieniowej wynikające ze stosowanej technologii odlewania (od-lewanie wysokociśnieniowe). Przedstawio-no symulację komputerową powstawania tych uszkodzeń (z uwzględnieniem tem-peratury formy, analizy przepływu i ana-lizy naprężeń). Zamieszczono fotografie mikroskopowe uszkodzeń. Podano sposo-by poprawy trwałości formy ciśnieniowej.

08. TECHNOLOGIA ODLEWANIAPRECYZYJNEGO. PRASOWANIE

W STANIE CIEKŁYM. ODLEWANIE W FORMACH

SKORUPOWYCH

Analiza procesu wypełniania formy przy odlewaniu stopów aluminium do form ze zgazowywanych modeli. Część II - Przykłady zastosowań.Int.J.Metalcast. 2009, Vol. 3, nr 1, s. 7–25, bibliogr. 18 poz. sum.

W drugiej części artykułu omawiano zastosowanie analizy przeprowadzonej w I części artykułu do różnych kształ-tów modelu. Ujawniło to różne typy pro-cesu wypełniania form. Niektóre z nich występują jedynie w tej technologii. W pierwszym przypadku porównano pro-ces wypełniania poziomej formy zapeł-nianej z boku oraz wypełnianie tej samej formy ustawionej pionowo i wypełnianej albo z dołu, albo od góry. Ilustruje to nie-zwykły wpływ jaki ma orientacja modelu i jego grubość na lejność metalu we wnę-ce odlewu ze zgazowywanego modelu. W drugim przykładzie odlewana była płyta w podobnych warunkach. Ilustruje to, jak rozkład czyli proces zgazowania modelu może oddziaływać przy wykonywaniu tego samego odlewu. Sekwencje wypełniania

formy różnią się w zależności od miejsca doprowadzenia metalu i grubości modelu. W trzecim przykładzie odlewano skrzynkę, która była zalewana przez trzy oddzielne wlewy. Powstawały przy tym dwa strumie-nie metalu we wnęce. Badano prawdopo-dobieństwo zamknięcia gazu po rozkładzie modelu pomiędzy dwoma frontami meta-lu. Wszystkie odlewane próbki opisywane w artykule były badane za pomocą pro-mieni X, a także nagrywano proces ich wypełniania za pomocą obrazów neuro-nowej radiografii.

Charakterystyka mieszanek opartych na cyrkonie na odlewy precyzyjne.Int.J.Metalcast. 2009, Vol. 3, nr 1, s. 27–35, bibliogr. 8, poz. sum.

Cyrkon jest stosowany w większości odlewni precyzyjnych zarówno na war-stwy przymodelowe, jak i wypełniające. Aktualne trudności z pozyskiwaniem cyr-konu w połączeniu ze wzrostem jego ceny zmuszają odlewnie do poszukiwania ma-teriałów alternatywnych lub do ogranicze-nia produkcji. W artykule zawarto podsta-wową ocenę mieszanek cyrkonowych na pierwsze przymodelowe warstwy form pre-cyzyjnych. Obejmują one testy i metody oceny jakości stosowane przy sprawdza-niu zachowania się mieszanek. W szcze-gólności wykonano szereg pomiarów na zestawie sześciu identycznych mieszanek przymodelowych: gęstość, lepkość, pH, temperatura, grubość warstwy wilgotnej, ilość pęcherzy w pierwszej warstwie i re-tencja. Te metody oceny jakości, a także inne testy mogą być stosowane do oce-ny i wyznaczenia wartości optymalnych potencjalnych alternatywnych mieszanek i do oceny ich zachowania w porównaniu do mieszanek na bazie cyrkonu.

Page 23: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

22

Odlewnictwo Współczesne

Technologiczne aspekty otrzymywa-nia modeli ze spienionego polistyre-nu w formach z materiału kompozy-towego.Processy lit'ja 2008, nr 1, s. 63–68, bibliogr. 6 poz. sum.

Na podstawie sformułowanych ma-tematycznych modeli opisujących proces przygotowania modeli wykonanych ze spie-nionego polistyrenu opracowano inżynieryj-ne metody obliczania i optymalizacji tech-nologicznych parametrów o w matrycach z kompozytowego, proszkowego materia-łu Fe-Cu otrzymanego z użyciem autokla-wu.

Kontrola stanowisk wykonywania modeli woskowych.Mod. Casting 2008, Vol. 98, nr 12, s. 33–35,

Cztery odlewnie precyzyjne, w celu obniżenia kosztów produkcji, poprawy ja-kości i rozszerzenia asortymentu produkcji zdecydowały się na kontrolę i nadzór nad procesem produkcji stosownie do swoich możliwości. Firma DelphinPrecision Inve-stment Casting produkująca kije golfowe, zdecydowała się na zakup stanowiska do automatycznego wykonywania modeli woskowych. Stanowisko pracuje przez 24 godziny na dobę i jest zdolne do wykona-nia 18 zestawów modelowych na godzinę. W firmie Pine Tree Castings przed mo-dernizacją, modele woskowe wykonywał na półautomatycznym urządzeniu jeden operator wykonujący 40 modeli w ciągu 10–55 minut. Firma zakupiła urządze-nie, o wydajności 56–112 modeli, które łączy w sobie te trzy operacje i pozwala je wykonać w czasie 6–27 minut. Firma Incest Cast dla uzyskania maksymalnej wydajności produkcji zakupiła urządzenie umożliwiające umieszczenie w zestawie większej ilości modeli. Dzięki temu jest w stanie produkować obecnie 300 zesta-wów modelowych na godzinę. Poprzed-nio produkowała 175. Firma Wisconsin Precision Casting Corp. w celu uzyskania maksymalnie dużej wielkości produkcji, dysponując zautomatyzowanym stanowi-

skiem wykonywania modeli woskowych, położyła nacisk na szkolenie pracowników, weryfikację obowiązujących procedur oraz kontroli stosowanych materiałów i proce-sów. Przedstawiono 9 procedur kontroli procesu produkcji. Dzięki takiemu postę-powaniu udało się uzyskać lepszą jakość odlewów, większą dokładność wymiaro-wą i zmniejszyć ilość braków z 17 do 3%. Zanotowano też wzrost sprzedaży o 72% przy zwiększonej liczbie pracowników.

Streszczenia referatów wygłoszonych na 12 Światowej Konferencji doty-czącej odlewania precyzyjnego odby-wającej się w Dallas w październiku 2008 roku.Incast 2008, Vol. 21, nr 11, s. 22–24

Wykaz wygłoszonych referatów: Produkcja odlewów precyzyjnych na 1. świecie. Poprawa wydajności produkcji przez 2. zastosowanie zautomatyzowanego procesu produkcji modeli woskowych. Symulacja procesu zalewania stopów 3. żelaza i niklu do form ceramicznych. Obserwacja zmian struktury poprzez zastosowanie symulacji komputerowej. Badanie kruchości pierwszej warstwy ceramicznej przeznaczonej do wyko-nywania odlewów precyzyjnych. Wpływ lepkości wosku na przepusz-4. czalność i pękanie formy ceramicznej. Zmniejszenie ilości zanieczyszczeń 5. w ciekłym metalu. Wykonywanie form ceramicznych 6. z udziałem topionej krzemionki dla odlewów na bazie niklu. Ograniczenie ilości wad poprzez zloka-7. lizowanie źródła ich powstawania. Poradnik uzyskiwania odlewów precy-8. zyjnych ze stopów tytanu. Kierunki rozwoju produkcji odlewów 9. precyzyjnych ze stopów aluminium.

Topienie i odlewanie stopów TiAl w tyglowym piecu próżniowym zim-noindukcyjnym. Optymalizacja proce-su ścinania zawiesiny materiału cera-micznego w roztworze koloidalnym

10.

Page 24: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

23

Odlewnictwo Współczesne

09. INNE TECHNOLOGIE ODLEWANIA

Opracowanie technologii otrzy-mywania kształtowych półwyro-bów ze staliwa żarowytrzymałego 15H12N2MWFAB metodą odśrodko-wego, elektrożużlowego odlewania.Processy lit'ja 2009, nr 1, s. 28–33, bibliogr. 4 poz. rez., sum.

Przedstawiono nową technologię otrzymywania kształtowych półwyro-bów o dużych wymiarach i masie 0,6 ton ze staliwa żarowytrzymałego typu 15H12NMWFAB wykorzystując metodą odśrodkowego, elektrożużlowego odśrod-kowego odlewania. Opracowano podsta-wowe parametry procesu odlewania takie, jak skład i jakość topnika stosowanego przy przetapianiu elektrod, reżim elek-tryczny procesu przetapiania, sposób roz-lewania stopu metalu z żużlem do formy wirującej, warunki obrotów formy i inne. Przedstawiono wpływ ilości stosowane-go topnika na proces krzepnięcia odlewu w formie o skomplikowanych kształtach. Omówiono zasady konstrukcji tej stalowej formy. Badano właściwości mechaniczne próbnych odlewów.

Odlewanie odśrodkowe elementów wykonanych z kompozytów o osno-wie aluminiowej. Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 1–4, s. 214–218, bibliogr. 14 poz. sum.

Przedstawiono badania porównawcze właściwości wytrzymałościowych i struk-turalnych odlewów kompozytowych (osło-na silnika i cylinder) o osnowie aluminio-wej na bazie Al-SiC ex situ i Al-Si in situ, odlewanych odśrodkowo. Stwierdzono, że na skutek odlewania odśrodkowego, w mikrostrukturze osłony silnika, czą-steczki SiC segregowały do zewnętrznych obszarów odlewu, dzięki czemu warstwy te charakteryzowały się wysoką twardością i wytrzymałością w porównaniu do warstw wewnętrznych zubożonych o te cząstecz-

10. TOPIENIE

Ocena metod topienia z uwzględnie-niem materiałów wsadowych, zuży-cia energii i wymagań ochrony środo-wiska.Homm.e.Fond. 2009, nr 395, s. 17–25, bibliogr. 18 poz.

Aktualnie wybór pieca do topienia jest trudny. Jako podstawę przy analizowa-niu słuszności inwestycji w topialni nale-ży poprawnie sprecyzować stojące przed inwestycją zadania. W artykule zapropo-nowano metodologię, która ma ułatwić wybór właściwych urządzeń do topienia w oparciu o przegląd literatury osiem-nastu artykułów. We Francji od 20-tu lat zmniejsza się liczba żeliwiaków z zimnym dmuchem, a wzrasta ilość pieców induk-cyjnych, które nie wymagają odpylania w tak dużym stopniu jak żeliwiaki. Jest to znany fakt ale wzrastająca kompleksowość problemów ochrony środowiska wyma-ga dokładniejszego zbadania czynników rozwojowych trzech pieców do topienia żeliwa. Obszernie analizowano problemy pracy żeliwiaków z gorącym dmuchem, które są korzystne przy dużej wydajności, w Europie przy produkcji ponad 15 ton/h, dla żeliwa szarego, np. na części motory-zacyjne i na żeliwo sferoidalne: na odlewy armatury i odlewy w formach wirujących, ostatnio także dla żeliwa wermikularnego na odlewy bloków silników.

ki. W przypadku odlewu cylindra wykona-nego ze stopu Al390 in situ, cząsteczki Si segregowały do obszarów wewnętrznych odlewu. Wykonany odlew cylindra posia-dał lepszą twardość, odporność na zuży-cie i trwałość w porównaniu to cylindrów produkowanych ze stopów Al o jednorod-nej strukturze. Opisano przebieg ekspery-mentu i omówiono wyniki badań (wykre-sy, fotografie i zdjęcia mikrostruktur).

Page 25: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

24

Odlewnictwo Współczesne

Tlen wspomaga przebieg procesu technologicznego. Poprawa opłacal-ności pracy żeliwiaka.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 3, s. 82–84, 87

Artykuł dotyczy zagadnienia dopro-wadzania tlenu do żeliwiaka w procesie żeliwiakowym. Doprowadzany tlen przy-spiesza reakcje chemiczne, poprawia sprawność topienia i stopień wykorzysta-nia koksu oraz rozkład temperatury w że-liwiaku. Omówiono krótko wszystkie me-tody doprowadzania tlenu do żeliwiaka, a następnie dokładnie metodę impulsową. Doprowadzanie tlenu metodą impulsową odbywa się poprzez specjalną lancę. Dzię-ki temu zagwarantowany jest równomier-ny dopływ tlenu do wszystkich stref żeli-wiaka, koks kotlinowy ulega rozluźnieniu, uzyskuje się lepsze spalanie. Stosowanie metody impulsowej doprowadzenia tle-nu wymaga automatyzacji procesu żeli-wiakowego i komputerowego sterowania procesem topienia. Opisano krótko mo-dernizację żeliwiaka pod kątem impulso-wego podawania tlenu. Innym sposobem podawania impulsowego tlenu do żeliwia-ka jest metoda impulsowo-sekwencyjna, w której tlen w postaci impulsów poda-wany jest pod bardzo dużym ciśnieniem. W metodzie tej tlen rozdziela się na dwie strugi: zasadniczą i impulsową. Dzięki tej metodzie uzyskuje się lepsze „zagazowa-nie” stref żeliwiaka, co poprawia przepływ materiałów na całym przekroju, uzyskuje się redukcję zużycia koksu, eliminuje się strefy martwe w żeliwiaku i uzyskuje się wyższą temperaturę żeliwa w rynnie spu-stowej, zużycie dysz żeliwiakowych jest mniejsze. W artykule zasugerowano sto-sowanie metody impulsowo-sekwencyjnej do innych pieców szybowych.

Analiza i korekta wykresu M. Czyżew-skiego do określania strat ciepła na ogrzanie żeliwiaków koksowych. Prz. Odl. 2009, T. 59, nr 5–6, s. 304–308

W pracy przedstawiono teoretyczne podstawy ujmowania strat ciepła do ścian tradycyjnych żeliwiaków koksowych i na ich podstawie, analizując wykres M. Czy-żewskiego, zidentyfikowano charaktery-styczne założenia autora wykresu. Umoż-liwiło to zapis wykresu wzorem, z którego wynika, że wykres ma wadę, którą jest brak wpisanych wielkości nagrzewanych ścian żeliwiaka, przyjmowanych przez au-tora wykresu dla poszczególnych wydaj-ności Sż (t/h lub kg/s). Wada ta znacznie zmniejsza jego dokładność. Do obliczania strat ciepła do ścian żeliwiaków zapropo-nowano nowe wzory.

Ocena możliwości wytapiania tytanu w tyglach ceramicznychInż. Mat. 2009, R.30, nr 5, s. 384–387, bibliogr. 12 poz.

W pracy do wytwarzania technicznie czystego tytanu zastosowano technolo-gię wytapiania w indukcyjnych piecach próżniowych ze specjalnymi piecami ce-ramicznymi. Zastosowano tygle ze spe-cjalnie naniesionymi na ich roboczą po-wierzchnię warstwami ochronnymi. Jako materiał tygla zastosowano grafit. Do wytwarzania warstw ochronnych zastoso-wano materiały proszkowe składające się z tlenków lub mieszaniny tlenków.

Wytworzone w warunkach labora-toryjnych tygle z wykorzystaniem tech-nologii natrysku plazmowego testowano w celu określenia ich żywotności i przy-datności w warunkach rzeczywistych pro-cesów wytapiania technicznie czystego tytanu. Stwierdzono, że w warunkach wytapiania następuje degradacja powłok i przechodzenie składników powłoki do ciekłego metalu

Page 26: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

25

Odlewnictwo Współczesne

Nowa metoda obróbki In-Mold (sfe-roidyzacji w formie) dla żeliwa sfero-idalnego za pomocą układu do zale-wania i obróbki.Giesserei-Prax. 2008, nr 6, s. 211–219, bibliogr.5 poz.

Do produkcji żeliwa sferoidalnego opracowano zmodyfikowaną metodę ob-róbki In-Mold za pomocą specjalnie skon-struowanego układu do zalewania i obrób-ki ciekłego metalu. W przeciwieństwie do standardowo stosowanej obróbki namiaru wsadowego, który zawiera od kilkuset do kilku tysięcy kilogramów metalu, bardziej opłacalna wydaje się indywidualna obrób-ka dla mniejszych ilości metalu. W arty-kule tym podano informacje o opracowa-niu i próbach układu do produkcji żeliwa sferoidalnego o łącznej masie około 45 lbs (funtów), tj. około 20kg. Układ taki składa się ze zbiornika do zalewania, ko-mory reakcyjnej z wlewem oraz filtrem. W ramach badań sprawdzono przydatność tego systemu (metody obróbki) do pro-dukcji cienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego.

Zastosowanie nawęglaczy.Giesserei-Prax. 2008, nr 6, s. 228–230,

Nawęglacze stosuje się w celu uzyska-nia żądanego poziomu węgla w ciekłym żeliwie. W praktyce przemysłowej stosuje się całą gamę różnych nawęglaczy, dla-tego przy ich stosowaniu korzystne jest używanie tabel analitycznych, w których podaje się ich charakterystykę (zawar-tość węgla, siarki, azotu, popiołów, części lotnych), a to ułatwia dobór nawęglacza w zależności od rodzaju produkowanego przez odlewnię żeliwa. Na przykład dla żeliwa sferoidalnego lub żeliwa z grafitem wermikularnym korzystnie jest zastoso-wać nawęglacz o niskiej zawartości siarki, natomiast dla żeliwa z grafitem płatko-wym powinno się zastosować nawęglacz o średniej zawartości siarki. Nowością jest nawęglacz z koksu naftowego. Najistot-niejszym kryterium w doborze nawęgla-cza jest jego rozpuszczalność w ciekłym żeliwie. W artykule scharakteryzowano

także inne czynniki, które decydują o do-borze nawęglacza, a są to między innymi: średnica pieca, udział żużla, zdolność do przejmowania węgla przez ciekły metal. Poziom wykorzystania nawęglaczy wyno-si na ogół 65–75%. Wymieniono czynniki, które o tym decydują. Podano wskazówki jak optymalnie wykorzystać nawęglacz.

Odpowiednie zastosowanie pieca indukcyjnego kanałowego.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 5, s. 96–98, 100–101, 103–105, Zsfg.

W odlewni Bruehl GmbH od roku 2000 eksploatuje się piec indukcyjny kanało-wy o pojemności użytkowej 105 t i mocy 2000 kW. Piec ten stanowi bufor i mie-szalnik pomiędzy żeliwiakiem z gorącym dmuchem o wydajności 90 t/h a dwoma piecami odlewniczymi. Przy produkcji 375 000 ton ciekłego żeliwa na rok, po dwóch latach konieczna była wymiana wyłożenia ogniotrwałego (suchego korun-du) gardzieli pieca. Trwałość induktora wymurowanego za pomocą tworzącej spi-nel suchej masy MgO została podniesiona do 12 miesięcy. Dokładne prace konser-wacyjne i kontrolowany za pomocą pro-cesorów induktor gwarantują niezawodną eksploatację pieca, dzięki czemu uzysku-je się następujące korzyści: zwiększenie wydajności produkcji dzięki utrzymaniu w „gotowości” ciekłego metalu, zmniej-szenie ilości braków i podniesienie jakości odlewów dzięki ujednorodnieniu wsadu i wyrównaniu temperatury ciekłego me-talu. Ze względu na ekonomiczno-eksplo-atacyjne zalety, tzn. stosunkowo niskie koszty eksploatacji wynoszące 0,88 euro na tonę metalu plus koszty energii 11,4 kWh/t, można uznać, że piec jest opłacal-ny w eksploatacji.

Page 27: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

26

Odlewnictwo Współczesne

Ograniczenie energii wynikające z zastosowania nowych pieców do to-pienia.Foundry Tr. J. 2008, Vol. 181, nr 3658, s. 255

W 2007 roku firma Alumasc Precision z Anglii specjalizująca się w wykonywaniu odlewów ze stopów Al metodą odlewania wysokociśnieniowego, zdecydowała się na zastąpienie starych pieców tyglowych opalanych gazem nowymi piecami do wy-topu i przetrzymywania metalu, które zo-stały dostarczone i zainstalowane przez firmę ZPF z Niemiec. Celem inwestycji było obniżenie kosztu topienia metalu i zmniejszenie emisji dwutlenku węgla. Zaletą nowych pieców jest to, że gazy po-wstające w czasie topienia metalu nie są wypuszczane do atmosfery lecz groma-dzone w specjalnym zbiorniku, po czym spalane w piecu. Oznacza to, że piece nie wymagają instalacji odciągowej. Pomia-ry emisji gazów wykazały, że ilość wy-dzielonego tlenku azotu wynosi mniej niż 3 mg/m3, a fluorowodoru tylko 0,4 mg. Piec do topienia ma wydajność 1 tony metalu/h, a piec do przetrzymywania metalu 2,25 tony. Piece podgrzewane są gazem ze specjalnie zaprojektowanej in-stalacji gazowej. Wraz z piecami zainsta-lowany został nowy system załadowczy i wagowy wsadu. Monitorowanie masy wsadu pozwala automatyce sterowanej przez komputer dokładnie wyliczać para-metry topienia metalu. Po rocznej pracy nowych pieców stwierdzono, że spełniły one oczekiwania tzn. uzyskano oszczęd-ności eksploatacyjne pieców i ograniczono emisję gazów.

Obniżenie kosztów w odlewni.Foundry Tr. J. 2008, Vol. 181, nr 3658, s. 256–257

Firma Striko Westofen Group jest jed-ną z wiodących na świecie firm produkują-cych i montujących wysokowydajne piece do topienia aluminium. W projektowaniu tych urządzeń szczególną uwagę zwró-cono na oszczędności energii oraz straty metalu powstające w procesie topienia

aluminium. W wyniku tych założeń opra-cowany został nowy piec z wyposażeniem STRIKOMELTER oraz nowy, opatentowa-ny, proces technologii topienia metalu ETAMAX. W nowo opracowanym urządze-niu proces topienia metalu realizowany jest etapowo poprzez podgrzanie wstęp-ne, topienie i przetrzymywanie metalu. Materiał wsadowy zanim trafi do strefy topienia jest wstępnie podgrzewany (pod-suszany) ciepłymi gazami pochodzącymi z komory topienia metalu na obudowa-nym transporterze rolkowym. Komora to-pienia jest podgrzewana palnikami gazo-wymi. Podgrzany materiał wsadowy jest transportowany do komory topienia ma-łymi porcjami, co pozwala na zwiększenie efektywności topienia i zmniejszenie ilości energii cieplnej potrzebnej do jego sto-pienia. Szacuje się, że urządzenie zużywa poniżej 600 kWh na tonę topionego me-talu, co w porównaniu do innych pieców daje około 50% zaoszczędzonej energii. Piec wymaga wsadu dobrej jakości. Pod-czas topienia zanieczyszczenia prawie nie występują. Ciekły metal pochłania jedy-nie z atmosfery wodór i tlenki. Powstaje też kożuch żużlowy. Zaletą procesu jest również utrzymywanie stałej temperatury topienia +/- 5ºC.

Szacuje się uzysk ciekłego metalu na 98%. Omówiono zalety nowego pieca na przykładzie niemieckiej odlewni ciśnienio-wej.

Obniżanie ilości zużywanej energii poprzez stosowanie nowych techno-logii.Foundry Tr.J. 2008, Vol. 181, nr 3658, s. 258–260

Firma Morgan Molton Metal Systems, która zajmuje się produkowaniem pie-ców tyglowych do topienia metalu oraz tygli opracowała nowy sposób odzyskiwa-nia ciepła z gazów powstających w pro-cesie topienia metalu i wykorzystania go do podgrzewania powietrza w palnikach służących do topienia metalu. Pozwoliło to firmie na poszerzenie oferty rynkowej o system odzyskiwania ciepła i instalowa-nie go w produkowanych urządzeniach.

Page 28: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

27

Odlewnictwo Współczesne

Omówiono zalety stosowania systemu re-kuperacji gazów takie, jak: koszty, opty-malna jakość ciekłego metalu, warunki BHP, zmniejszona emisja gazów.

11. OCZYSZCZANIE I WYKAŃCZANIE ODLEWÓW

Badania dotyczące nakładania stopu Ni45 na powierzchnię stopu tytanu metodą elektroiskrową. China Foundry 2008, Vol. 5, nr 4, s. 244–248, sum.

Przedstawiono badania nakładania na matrycę wykonaną ze stopu tytanu BT20 warstwy niklowej o grubości 50 mm, dzięki zastosowaniu elektrody prętowej ze stopu Ni45 i metody elektroiskrowej. Badania przy użyciu rentgenografii dy-frakcyjnej nałożonej tą metodą warstwy wykazały, że składa się ona z 3 rodzajów warstw; NiTi, NiTi2 i Ti. Twardość uzyska-nej warstwy dochodziła do 910 HV0,05. Badano również wpływ ilości i czasu na-kładania na grubość warstwy. Stwierdzo-no, że mała ilość stopu Ni45 w połączeniu z krótkim czasem nakładania pozwalają uzyskać warstwę bez pęknięć. Omówiono metodykę badań oraz uzyskane wyniki. Zamieszczono liczne zdjęcia mikrostruk-tur oraz wykresy zależności.

Szybko, opłacalnie i na małej prze-strzeni. Roboty kooperujące przy pre-cyzyjnym usuwaniu zalewek.Giesserei-Erfahrungsaust. 2008, nr 3, s. 14–15

Firma WMS engineering GmbH zapre-zentowała urządzenie do precyzyjnego usu-wania zalewek w odlewach, przede wszyst-kim motoryzacyjnych, z różnych stopów. Chodzi o precyzyjne usuwanie zalewek z odlewów o różnych kształtach i masie (odlewy od 3 kg do 100 kg). Przedstawiono opis tego urządzenia, omówiono budowę i sposób eksploatacji.

Samodzielność oczyszczalni. Konser-wacja zapobiegawcza zapewnia nie-zawodność szlifierek typu turbo. Giesserei-Erfahrungsaust. 2008, nr 4, s. 12–13

Odlewnia AGVS produkuje odlewy pia-skowe ze stopów aluminium. Są to odlewy odpowiedzialne o dużej liczbie rdzeni. Do oczyszczania odlewów stosuje turboszli-fierkę typu GTG 21 firmy Atlas Copco To-ols. Opisano tę szlifierkę oraz jej eksplo-atację a także sposób konserwacji, którą odlewnia prowadzi we własnym zakresie.

Zastosowanie ceramiki w ostatnim szlifie. Ekonomiczne stosowanie środka do szlifowania w przemyśle odlewniczym.Giesserei-Erfahrungsaust. 2008, nr 4, s. 26–27

W odlewniach często poddaje się ob-róbce różne rodzaje wyrobów, np.: stale wysokostopowe, stopy niklu czy tytanu różnego typu odlewy armatury, elementy turbin, rury, odlewy medyczne. Wymaga-nia odnośnie jakości powierzchni są coraz większe. Zaistniała potrzeba opracowa-nia trwałego, stabilnego środka czysz-czącego. Niemiecka firma VSM opraco-wała odpowiednie tworzywo ceramiczne gwarantujące dobrą jakość powierzchni. Opracowano specjalne taśmy czyszczące, do szlifowania, pokryte materiałem cera-micznym, które podczas stosowania ulega samoostrzeniu. Materiał ten jest trwały. Omówiono na konkretnych przykładach eksploatację tych taśm szlifierskich, po-dano ich charakterystykę.

Page 29: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

28

Odlewnictwo Współczesne

12. METALOZNAWSTWO I OBRÓBKA CIEPLNA

Przyczynek do badań przemian aus-ferrytycznego żeliwa sferoidalnego zgodnie z wykresami CTP i CTPc.Fonderie 2009, nr 283, s. 12–21, res., sum., Zsfg.

Wytworzenie iglastej struktury w pro-cesie izotermicznego chłodzenia w znacz-nej mierze zależy od kinetyki chłodzenia odlewu. W badaniach przeanalizowano cykle obróbki cieplnej, które pokazują, że wynikiem obróbki może być powstanie mieszaniny ausferrytu oraz perlitu i aus-ferrytu zgodnie z wykresami CTPc i CTP. Przy występowaniu tych faz moment ak-tywizacji drugiego stopnia jest znacznie przesunięty. Można go uchwycić za po-mocą metod dylatometrycznych ponieważ zmiana objętości (jej zmniejszanie) od-powiada wydzielaniu się węglika krzemu. W badaniach wykazano, że rozpad ausfer-rytu prowadzi do obniżenia wartości wła-ściwości mechanicznych.

Masywne szkło metaliczne: zaintere-sowanie przemysłu.Fonderie Fond. d'Aujourd. 2009, nr 282, s. 37–41, bibliogr. 15 poz.

Szkła metaliczne, szczególnie jeżeli są „masywne”, wychodzą z etapu cieka-wostki laboratoryjnej i powoli podbijają świat przemysłowy. Prasa doniosła, że szkła te produkowane są obecnie metodą odlewania. Dlatego artykuł podaje aktual-ny stan tej techniki, daleki jeszcze jednak od doskonałości. Szkło metaliczne produ-kowane ze stanu ciekłego przez gwałtow-ne hartowanie w formie taśm odkrył Pol Duwez z kalifornijskiego Instytutu Tech-nologicznego. Od 1988 roku opracowywa-ne są nowe techniki amorfizacji, pozwa-lające na otrzymywanie coraz bardziej masywnego szkła metalicznego. Pierwsze szkła produkowano na bazie cyrkonu. Dzi-siaj skład chemiczny jest zróżnicowany i utrzymywany być musi w wąskim zakre-

sie. Krystalizacja amorficzna eliminuje powstawanie wad struktury towarzyszą-cych zwykłej krystalizacji. Przedstawiono różne właściwości tych szkieł. Są one jed-nak bardzo drogie. Znajdują zastosowanie w medycynie, w wojskowości i przy pro-dukcji wyrobów luksusowych. Prowadzone są intensywne prace nad udoskonaleniem i potanieniem procesu produkcji tego szkła, w odlewnictwie zgłoszono już kilka patentów z tej dziedziny. Szkło to stanowi stop międzymetaliczny o budowie amor-ficznej typu: 80% metali i 20% metalo-idów lub 50% metali „zwykłych” i 50% metali szlachetnych.

O fazowych i strukturalnych prze-mianach w stopach żaroodpornych o strukturze monokrystalicznej, za-wierających ren.Lit. Proiz. 2008, nr 7, s. 2–6, bibliogr. 7 poz.

Przy produkcji łopatek dla silników samolotowych stosuje się żaroodporne stopy niklu o budowie monokryształów zwierające w charakterze pierwiastka sto-powego 2–4% renu w stopach II genera-cji i 5–6% renu w stopach III i IV gene-racji. Stopy te mają rekordowe wskaźniki długotrwałej wytrzymałości i dobre wła-ściwości technologiczne przy kierunkowej krystalizacji. Posiadają one dużą suma-ryczną zawartość trudnotopliwych pier-wiastków i pierwiastków tworzących fazę γ', obniżoną zawartość węgla i mały do-datek pierwiastków ziem rzadkich. Ren rozpuszczony w stopach niklu zwiększa wymiary jego siatki krystalicznej i tempe-raturę solidusu, hamuje dyfuzyjną ruchli-wość dodatków stopowych zwiększając w ten sposób odporność na pełzanie w wy-sokich temperaturach. Opisano obszernie budowę krystaliczną, proces krzepnięcia oraz właściwości stopów.

Page 30: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

29

Odlewnictwo Współczesne

Zależność struktury i właściwości stopów odlewniczych od budowy ato-mowej składników.Lit. Proiz. 2008, nr 6, s. 3–6, sum.

Koncentracja elektronowa może być wykorzystana do ilościowej oceny kry-teriów budowy stopów. Jeżeli przy two-rzeniu stopów koncentracja elektronowa wzrasta nie więcej niż 1,1 razy to zbliżo-ne właściwościami pierwiastki będą tyl-ko tworzyć twarde roztwory a dla bardzo zróżnicowanych właściwościami pier-wiastków rozpuszczalność (zdolność do tworzenia roztworów) nie będzie prak-tycznie występować i nie będą powsta-wać związki. Przy zmianie koncentracji z 1,1 do 1,5 razy pierwiastki będą tworzyć z mniejszym stopniu twarde roztwory. Jeżeli koncentracja wzrasta bardziej niż 1,5 razy to powstają związki chemiczne.

Powstawanie zarodków krystalizacji grafitu w roztopionym żeliwie prze-mysłowym.Lit. Proiz. 2008, nr 6, s. 11–14, bibliogr. 7 poz. sum.

Przyjęta do badań metoda analizy mi-krorentgenospektralnej pozwoliła ustalić obecność w żeliwie wtrąceń niemetalicz-nych o wymiarach > 1 μm, które mogły-by występować jako zarodki krystalizacji grafitu, a także pozwoliłyby określać za-wartość i rozłożenie wtrąceń niemetalicz-nych w strukturze żeliwa. Wyniki badań otrzymano w postaci krzywej rozprosze-nia intensywności promieniowania rent-genowskiego wzdłuż linii skanowania promieniowania rentgenowskiego przeci-nającego odcinki osnowy metalowej o dłu-gości 500 μm i wtrącenia grafitu. Badano rozłożenie i zawartość krzemu, manganu i siarki w fazach struktury żeliwa synte-tycznego. W wyniku badań stwierdzono, że w żeliwie przemysłowym nie stwier-dzono obecności wtrąceń niemetalicznych typu SiO2 i siarczkowych we wtrąceniach grafitu. Zarodki krystalizacji grafitu two-rzą wprowadzone ze wsadem oraz bez-pośrednio do stopu wtrącenia grafitu jako takiego.

Krzepniecie kontrolowane dyfuzją.Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H.1, s. 30–36, bibliogr. 4 poz. sum.

Stopy na bazie aluminium poddawa-ne przeróbce plastycznej wykazują wła-ściwości fizyczne i mechaniczne znacznie lepsze niż analogiczne stopy kształtowane w tradycyjnym procesie odlewania. Nie-stety ze stopów do przeróbki plastycznej nie można wykonywać odlewów o dużych dokładnościach wymiarowych, ponieważ w czasie krzepnięcia powstają w nich wady w postaci naderwań i pęknięć na gorą-co. Dlatego stopy te są zwykle odlewane w postaci wlewków, a ostateczny kształt wyrobu nadaje się w procesie mechanicz-nym, takim jak np. walcowanie, wyciska-nie, ciągnięcie i kucie. Procesy te pod-noszą jednak znacznie koszty produkcji. Krzepnięcie kontrolowane dyfuzją (ang. Controlled Diffusion Solidification - CDS) stanowi nowy proces, który umożliwia od-lewanie precyzyjne stopów do przeróbki plastycznej. Odlewy są wolne od wyżej wymienionych wad, co eliminuje kosztow-ną obróbkę skrawaniem. W procesie CDS dwa ciekłe stopy o założonym składzie chemicznym i temperaturze są mieszane razem, dzięki czemu w trakcie krzepnięcia stop posiada mikrostrukturę globularną, a nie dendrytyczną. Tendencja do wystę-powania naderwań na gorąco w stopach do przeróbki plastycznej wynika z niedo-statecznej przepuszczalności sieci dendry-tów, która blokuje międzydendrytyczny przepływ cieczy i utrudnia kompensację skurczu. Niedendrytyczna mikrostruktura stopu krzepnącego w procesie CDS mini-malizuje występowanie naderwań i pęk-nięć na gorąco, umożliwiając tym samym bezpośrednie odlewanie stopów do prze-róbki plastycznej.

Określanie odległości ramion dendry-tów i rozkładu wielkości ziaren w sto-pach Al-Cu krzepnących kierunkowo - symulacja i badania doświadczalne.Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 2, s. 14–25, bibliogr. 37 poz. sum.

Przeprowadzono szczegółowe badania metalograficzne mikrostruktury dwufazo-

Page 31: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

30

Odlewnictwo Współczesne

wego stopu Al-4% wag. Cu krzepnącego kierunkowo w dokładnie określonych wa-runkach cieplnych w piecu z izolacją ae-rożelową. Uzyskane wyniki porównano z wynikami pełnej trójwymiarowej symu-lacji całego procesu krzepnięcia i mode-lami ewolucji mikrostruktury. Zmierzono odległości ramion dendrytów pierwszego i drugiego rzędu oraz wielkość ziaren. Wyprowadzono ilościowe zależności po-między szybkością stygnięcia, odległo-ścią ramion dendrytów i wielkością ziaren i porównano uzyskane wyniki z wynika-mi symulacji prowadzonej w programie ProCAST w połączeniu z techniką prze-strzennego automatu komórkowego w module CAFE programu CALCOSOFT. Wykazano, że można uzyskać dobrą zgodność pomiędzy wynikami symulacji i eksperymentów, zakładając że dokonano właściwego wyboru parametrów cieplnych procesu krzepnięcia oraz zarodkowania i wzrostu ziaren.

Badania metalograficzne stopów od-lewniczych. Powstawanie grafitu w żeliwie sferoidalnym - nie zawsze uwzględniane czynniki i zjawiska przy powstawaniu grafitu sferoidalnego. Giesserei-Prax 2008, nr 6, s. 220–226, bibliogr. 12 poz.

W oparciu o układ żelazo-węgiel, w artykule omówiono różne gatunki żeli-wa i powstawanie w nich struktury, doko-nano analizy ilościowej i jakościowej tych struktur, ze szczególnym uwzględnieniem powstawania grafitu w żeliwie sferoidal-nym. Powstawanie grafitu w żeliwie sfe-roidalnym zależy w dużej mierze od wy-stępowania w metalu wolnego węgla, warunków chłodzenia (grubości ścianki, rodzaju materiału formierskiego), a tak-że od warunków krystalizacji. Omówiono przydatność mikrofraktografii w bada-niach metalograficznych tworzyw metalo-wych. Umożliwia ona zbadanie elementów struktury, po odpowiednim przygotowaniu przełomu tworzyw metalowych (gatunków żeliwa).

Prace w kierunku opracowania mo-delu symulacyjnego do precyzyjnego ustalania właściwości żeliwa ADI.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 11/12, s. 242–246, Zsfg.

Konieczna jest możliwość przewidze-nia (zaplanowania) właściwości mecha-nicznych podczas produkcji żeliwa ADI, aby zapewnić możliwie szerokie pole za-stosowania. Właściwości mechaniczne zależą w dużej mierze od przemian fazo-wych podczas obróbki cieplnej. Ustalenie składu chemicznego w połączeniu z takimi parametrami jak czas i temperatura ob-róbki cieplnej daje możliwość uzyskania zaplanowanych właściwości mechanicz-nych. Badając próbki można zaobserwo-wać wpływ różnych parametrów na zmia-ny udziału faz w strukturze. Wyniki badań zostały wykorzystane do stworzenia mo-delu obróbki cieplnej i zastosowanie go w symulacji. Ustalanie (przewidzenie) właściwości mechanicznych w rzeczywi-stych odlewach jest możliwe tylko w pew-nych granicach.

Mikrostruktura stopu Al-Si-Cu-Mg (319) niemodyfikowanego i modyfi-kowanego strontem. Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 5, s. 371–380, bibliogr. 36 poz. sum.

Przedstawiono badania stopu Al-Si-Cu-Mg zawierającego dużą i małą ilość Mg, modyfikowanego i niemodyfikowane-go Sr (dodatek Sr 150 ppm). Stop pod-dawano trójstopniowej obróbce cieplnej w celu określenia optymalnego przesy-cenia dla nadtapiania faz miedziowych Al2Cu i Al5Mg8Cu2Si6. W stopach bez za-wartości Mg nie zaobserwowano wystę-powania nadtapiania fazy Al2Cu, nawet w przypadku podgrzania próbki do 520°C. Dodatek strontu powodował sfero-idyzację cząsteczek Si, jak również wzrost obszaru występowania porowatości i wiel-kości porów, zwłaszcza kiedy stop osią-gnął temperaturę 520°C. Wprowadzenie Mg pogarszało sferoidyzację cząsteczek Si i wzrost ich wielkości. Dodatek Mg powo-dował również możliwość powstawania

Page 32: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

31

Odlewnictwo Współczesne

fazy Al5Mg8Cu2Si6. Opisano metodykę ba-dań, a na podstawie licznych wykresów i zdjęć mikrostruktury przeprowadzono analizę uzyskanych wyników.

Rozpuszczanie fazy Al2Cu w mody-fikowanych i niemodyfikowanych strontem stopach typu 319. Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 5, s. 387–393, bibliogr. 23 poz. sum.

Opisano badania wpływu przesycenia na rozpuszczanie się fazy Al2Cu w stopach 319 modyfikowanych i niemodyfikowanych Sr (dodatek Sr 150 ppm). Stopy doświad-czalne i przemysłowe typu 319 zwierały różną ilość Mg od 0,03 do 0,6%. Badania rozłożenia cząstek Cu w osnowie i bada-nia pomiaru wielkości nierozpuszczonej fazy Al2Cu prowadzono z wykorzystaniem sondy elektronowej (EPMA) w połączeniu z rentgenowską analizą dyspersyjną (EDX). Stwierdzono segregację Cu na gra-nicach dendrytów. Dodatek Mg i Sr może powodować zmianę segregacji. Po obrób-ce cieplnej, cząsteczki Cu zaczynają roz-kładać się bardziej równomiernie zarówno w dendrytach, jak i w osnowie. Ilość mie-dzi rozpuszczonej w osnowie wzrasta ze wzrostem czasu i temperatury, osiągając maksimum dla 490ºC/8 h. Badano także proces rozpuszczania eutektyki α-Al2Cu i wydzieleń Al2Cu. Opisano metodykę ba-dań i w oparciu o liczne wykresy i zdjęcia mikrostruktury przeprowadzono analizę uzyskanych wyników.

Wytwarzanie szkła metalicznego na bazie Fe przy użyciu wibracji elektro-magnetycznej. Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 1–4, s. 86–89, bibliogr. 22 poz. sum.

Niewiele jest prac opisujących wpływ oddziaływania pola elektrycznego/magne-tycznego na wytwarzanie szkła metalicz-nego (stopu o strukturze bezpostaciowej). W poprzednich etapach pracy badano taką możliwość w odniesieniu do stopów Mg-Cu-Y i Fe-Co-B-Si-Nb przy wzroście wibracji elektromagnetycznej. Przepro-

wadzony aktualnie eksperyment miał na celu zbadanie wpływu wibracji elekroma-gnetycznej na krystalizację cząstek szkła metalicznego w stopie Fe-Co-B-Si-Nb. Stwierdzono, że wibracja elektromagne-tyczna wpływa głównie na obniżenie ilości zarodków krystalizacji. Opisano metodykę badań. Wyniki badań ujęto na wykresach i zdjęciach.

Krystalizacja szkła metalicznego na bazie Zr przy pomocy lasera. Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 1–4, s. 148–151, bibliogr. 11 poz. sum.

Opisano badania dotyczące krysta-lizacji i zachowania się fazy amorficznej szkła metalicznego na bazie Zr poddane-go działaniu lasera. Na przykładzie próbek wykonanych ze stopu Zr55Al10Ni5Cu30 o grubości 2 mm przedstawiono zmia-ny struktury powierzchni. Stwierdzono, że każda zmiana parametrów pracy la-sera miała wpływ na zmianę temperatu-ry i szybkości chłodzenia, a tym samym na mikrostrukturę. Omówiono przebieg eksperymentu, a wyniki badań przedsta-wiono na wykresach i fotografiach mikro-struktur.

Mikrostruktura i właściwości stopu ZL 205.China Foundry 2008, Vol. 5, nr 1, s. 24-27, sum.

Opisano przebieg badań mających na celu określenie wpływu mikrostruktury stopu ZL 205 poddanego obróbce ciepl-nej (starzenie) i bez obróbki na jego wła-ściwości mechaniczne (wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie). Badania pro-wadzono za pomocą mikroskopu optycz-nego i elektronowego. Wykazano, że tuż po zalaniu struktura stopu składa się z fazy α-Al, a faza eutektyki rozłożona jest na granicy ziaren. W czasie obróbki ciepl-nej wytrzymałość stopu najpierw wzrasta, po czym maleje z czasem, a najwyższa wytrzymałość na rozciąganie wynosi oko-ło 488 MPa.

Page 33: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

32

13. ŻELIWO I ODLEWY ŻELIWNE

Klasyfikacja grafitu w żeliwie dro-gą analizy wizualnej, według normy ISO 945-1:2008. Geneza i przed-stawienie nowej wersji normy ISO 945:1975.Fonderie Fond. d'Aujourd. 2009, nr 284, s. 37–48

W artykule omówiono nową normę ISO 945:2008, która stanowi zrewidowa-ną wersję normy ISO 945:1975 „Ozna-czenie grafitu w żeliwie. Przedstawiono genezę tego nowego dokumentu i szcze-góły zasadniczych zmian, które przyniosła norma w porównaniu do starej. Ponadto w aneksie przedstawiono dwanaście ko-mentarzy i propozycji technicznych któ-rych nie uwzględniono w normie, ale które mogą być włączone w terminie później-szym, ponieważ dotyczą one charakte-rystyki grafitu za pomocą analizy obrazu i postaci grafitu uznawanych za „ niepożą-dane”.

Dalszy rozwój żeliwa ADI i IDI we Włoszech.Fonderie Fond. d'Aujourd. 2009, nr 282, s. 13–25, res., sum., Zsfg.

Przedstawiono wyniki badań w odlew-ni Zanardi w zakresie właściwości stopów, a dotyczyły one: zmęczenia, wrażliwości na działanie karbu, udarności. Badano: żeli-wo sferoidalne (DI), żeliwo sferoidalne ba-inityczne z przemianą izotermiczną (ADI) oraz żeliwo sferoidalne perlityczno-ferry-tyczne z przemianą izotermiczną (IDI). Właściwości tych gatunków żeliwa porów-nano ze staliwem 42CrMo4. Obrabialność tych gatunków żeliwa to główny problem jaki pojawił się podczas badań. Opraco-wano następujące gatunki żeliwa ADI: SAEJ2477 AD750, ISO 17804 JS/800-10, ISO 17804 JS/900-8 i ISO 17804 JS/1050-6. Ze względu na wzrost cen dodatków sto-powych prace badawcze dotyczące żeliwa ADI uległy spowolnieniu. Dotyczy to badań

Odlewnictwo Współczesne

nad zastosowaniem żeliwa ADI o obniżonej twardości. W odlewni Zanardi wykorzysta-no tę sytuację i podjęto produkcję żeliwa sferoidalnego perlityczno-ferrytycznego z przemianą izotermiczną (gatunek IDI).

Wpływ warunków zalewania formy na rozpuszczalność żelazochromu w strumieniu żeliwa.Lit. Proiz. 2009, nr 1, s. 20–21, rez., sum.

Analizowano możliwość produkcji dwuwarstwowych odlewów poprzez ob-róbkę żeliwa wyjściowego w formie odlew-niczej. Odpada wtedy konieczność przygo-towywania dwóch różnych stopów jak to było dotychczas stosowane w praktyce. W tym celu ustalano wpływ masowej pręd-kości wypełniania formy i udziału wolnej przestrzeni komory reakcyjnej na kinetykę procesu rozpuszczania żelazochromu jako dodatku tworzącego warstwę odlewu od-pornego na zużycie. Opisano przeprowa-dzone doświadczenia nad ustaleniem od-powiednich proporcji komory reakcyjnej w układzie wlewowym i frakcji żelazochro-mu. Ustalono, że w zadanych warunkach zalewania należy zmniejszyć przekrój ka-nału wypływowego z komory reakcyjnej oraz zwiększyć stopień dyspersji żelazo-chromu. Przy takich parametrach zalewa-nia rozpuszczalność żelazochromu wzrasta z 10 do 80%.

Analiza wpływu składników składu chemicznego i struktury na właściwo-ści żeliwa sferoidalnegoPrz. Odl. T. 59, 2009, nr 5–6, s. 298–302

W artykule przedstawiono wyniki sta-tystycznej analizy wpływu składu chemicz-nego i składników struktury na właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego. W ana-lizie wykorzystano skład chemiczny, skład fazowy i właściwości mechaniczne żeliwa. Na podstawie analizy regresji wielokrotnej stwierdzono, że skład chemiczny wywiera decydujący wpływ na właściwości żeliwa, a uzyskane równania pozwalają, bez ba-dań metalograficznych, prognozować wła-ściwości mechaniczne żeliwa.

Page 34: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

33

nio, z powodu zaistniałych trudniejszych warunków pracy, pojawiła się tendencja do wykonywania tych części z żeliwa sfe-roidalnego typu Niresist gatunku CzN15D. Określono warunki, w których odlewy te mogą pracować, na przykład w środowi-sku o pH = 6,0 ..... 8,5, w temperaturze od -90 do +140°C. Części tych pomp były dotychczas wykonywane z żeliwa szarego typu Niresist. Odlewy wykonuje się w for-mach o kilku wnękach i zalewa na konwe-jerze. Powstaje przy tym duża ilość braków z powodu: stosunkowo niskiej masy meta-lu zalewanego do jednej formy; stopnio-wego zaniku efektu sferoidyzacji i spad-ku temperatury metalu. Opisano budowę formy piętrowej i zabiegi metalurgiczne mające na celu zmniejszenie ilości braków w opisanych odlewach.

Zastosowanie pomiaru aktywności tlenu do wyznaczania optymalnych właściwości żeliwa sferoidalnego w trakcie procesu produkcyjnego.Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 1, s. 2–19, bibliogr. 33 poz. sum.

Mierzono aktywność tlenu w kąpie-li żeliwa sferoidalnego o strukturze fer-rytycznej i perlitycznej. Pomiary prze-prowadzano w funkcji czasu, utrzymując temperaturę pieca na stałym poziomie około 1420°C. Do badań zastosowano standardowy czujnik ogólnie dostępny na rynku, w którym zmodyfikowano nie-które elementy. Pomiarów dokonywano w piecu indukcyjnym o pojemności 250 kg, odzwierciedlającym warunki panują-ce w przemyśle. Pomiary aktywności tlenu w ciekłym żeliwie sferoidalnym pozwala-ją na ustalenie optymalnych warunków prowadzenia wytopu. Dzięki takiej opty-malizacji odlewy charakteryzują się mak-symalnym stopniem sferoidyzacji, dużą wartością wydłużenia i wytrzymałości na rozciąganie oraz dużą zawartością ferrytu w połączeniu z małą wartością twardości.

Wpływ przetapiania na strukturę i właściwości mechaniczne żeliwa sto-powego z miedzią i siarka.Processy lit'ja 2008, nr 1, s. 69–72, bibliogr. 2 poz. sum.

Przeprowadzono badania wielokrotne-go przetapiania odpornego na ścieranie że-liwa stopowego zawierający miedź i siarkę na zmianę składu chemicznego, strukturę i parametry twardości. Dowiedziono, że w czasie przetopów występuje zgar krze-mu i manganu, a także siarki. Natomiast udział miedzi pozostaje bez zmian. W re-zultacie nawet po trzykrotnym przeta-pianiu struktura pozostaje taka sama jak w pierwotnym stopie. Również twardość i odporność na ścieranie na sucho pozo-staje taka sama jednakże przy wielokrot-nym przetapianiu należy dodać Cu do 5% wag. i S do 1%.

Synergetyczne podejście w opraco-waniu procesu rozdrabniania wydzie-leń grafitu w żeliwie sferoidalnym.Lit. Proiz. 2008, nr 6, s. 7–8, bibliogr. 7 poz. sum.

Opracowano proces techniczny roz-drabniania grafitu w żeliwie sferoidalnym z zastosowaniem metody zarodkującej modyfikacji, opracowano model procesu modyfikacji, który pozwala na optymali-zację stopnia rozdrobnienia grafitu. Roz-drobnienie grafitu w żeliwie sferoidalnym o 15–30% pozwala podwyższyć poziom właściwości mechanicznych.

Charakterystyczne cechy produkcji odlewanych części pomp z żeliwa au-stenitycznego z grafitem sferoidal-nym.Lit. Proiz. 2008, nr 6, s. 23–28

Opisano budowę pomp stosowanych w przemyśle naftowym. Każdy stopień pompy składa się z koła roboczego i łopa-tek kierujących. Te ostatnie stanowią ażu-rowe, cienkościenne części o średnicy 80 do 90 mm w której łopatki o grubości 1– 1,5 mm ułożone są w postaci spirali, Ostat-

Odlewnictwo Współczesne

Page 35: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

34

Wpływ manganu i siarki na zarodko-wanie grafitu w ciekłym żeliwie.Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 2, s. 2–5, bibliogr. 18 poz. sum.

Zarodkowanie grafitu ma wpływ na właściwości mechaniczne żeliwa. Grafit zarodkuje na podkładkach obcych sub-stancji, które są obecne w ciekłym metalu lub które zostały tam wprowadzone wraz z dodatkiem modyfikatora. Dla uzyska-nia powtarzalnych właściwości żeliwa ko-nieczna jest stała szybkość zarodkowania grafitu i jego równomierny rozkład w ką-pieli ciekłego metalu. Dlatego niezbędna jest dokładna znajomość składu i morfo-logii powstających zarodków krystaliza-cji. Zbadano szereg próbek wykonanych z żeliwa gatunku EN-GJL-200 ze szczegól-nym uwzględnieniem wpływu manganu i siarki na zarodkowanie grafitu w żeli-wie szarym. Próbki posiadały różne pro-centowe zawartości wyżej wymienionych pierwiastków i różne ich proporcje. Prób-ki poddawano hartowaniu lub badano je w stanie bez obróbki cieplnej. Stosowano następujące metody badań: skaningowa mikroskopia elektronowa, spektroskopia dyspersji energii i spektroskopia dyspersji długości fal (ang. SEM-EDS-WDS). Wyni-ki badań doświadczalnych porównywano z wynikami symulacji mikrostruktury pro-wadzonymi w programie MICRESS, który wykorzystuje model pola wielofazowego. Program ten jest bezpośrednio połączony z bazą danych termodynamicznych, stosu-jąc interfejs Fortran TQ i oprogramowanie ThermoCalc. W oparciu o wyniki badań eksperymentalnych i symulacji stwierdzo-no, że grafit zarodkuje na cząsteczkach MnS, a udział procentowy zawartości tych pierwiastków, jak również ich wzajemny stosunek ma bardzo duży wpływ na prze-bieg i intensywność zarodkowania.

Odlewnictwo Współczesne

Rozkład płatków grafitu w żeliwie szarym wraz z metodą określania od-powiednich parametrów.Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 2, s. 38–44, bibliogr. 3 poz. sum.

Przypisanie grafitu występującego w odlewach z żeliwa szarego poszczegól-nym klasom wg DIN EN 945 lub ASTM A247 na podstawie samego kryterium podobień-stwa nastręcza pewne trudności z braku zarówno w pełni wiarygodnych wzorców odniesienia, jak również i definicji charak-terystyki rozkładu. Dotyczy to zwłaszcza grafitu o wielkości większej niż A4. Dla-tego zgodnie z wcześniejszymi sugestia-mi i aktualnymi potrzebami, badano przy pomocy podstawowych metod statystycz-nych rozkład wielkości wydzieleń grafitu w odlewie tarczy hamulcowej do samo-chodu osobowego wykonanej z żeliwa EN GJL-150 o dużej zawartości węgla. Otrzymany rozkład logarytmiczny pozwo-lił na zastosowanie w obliczeniach prostej metody średniej geometrycznej oraz ra-chunku prawdopodobieństwa dla doko-nania szybkiej oceny graficznej. Metody te okazały się bardzo skutecznym narzę-dziem do przeprowadzania, między inny-mi, analizy i prezentacji wektorów rozkła-du grafitu na przekroju odlewu i badania związanych z tym właściwości nowych mo-dyfikatorów.

Metody wyznaczania temomechanicz-nej wytrzymałości zmęczeniowej dla żeliwa GJV450.Giesserei Rund. 2008 , Jg. 55, H. 11/12, s. 238–241, bibliogr. 7 poz. Zsfg.

Zastosowanie przedstawionych w arty-kule modeli wytrzymałościowych pokazu-je, że prowadząc badania za pomocą róż-nych metod można uzyskać różne wartości wytrzymałości „eksploatacyjnej” tworzyw. Różnice są znaczne. Jednocześnie przed-stawiono metodę postępowania, w której pokazano w jaki sposób można wykorzy-stać wyniki badań termomechanicznej wy-trzymałości zmęczeniowej (TMF). Nie tylko brak normy w zakresie badań istotnych dla TMF utrudnia postępowanie przy badaniach

Page 36: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

35

wytrzymałości zmęczeniowej w przypadku obciążenia o charakterze termomecha-nicznym. Stwierdzono także, że niezbędna jest duża liczba parametrów do zdefinio-wania cyklu TMF. Ponadto stwierdzono, że dysponując jedynie pojedynczymi wskaź-nikami pochodzącymi z badań TMF nie da się wyznaczyć trwałości odlewu. Dlatego konieczne jest, aby za pomocą badań TMF możliwie dokładnie odtworzyć rzeczywisty stan obciążenia panujący w odlewie. Po-nadto należy w ramach badań TMF ustalić możliwe wielkości „zamienne” jak tempe-ratura czy ograniczenia w wydłużaniu się odlewu oraz ich wpływ na jego trwałość. Jeżeli wskaźniki te da się wyznaczyć należy dobrać albo opracować taki model tworzy-wa, który mógłby reprezentować podczas obciążenia elastoplastyczne zachowanie się tworzywa przy uwzględnieniu wyzna-czonych wielkości. Za pomocą odpowied-niego modelu wytrzymałości (trwałości), stosując symulację, można wyznaczyć trwałość odlewu, a tym samym odpowied-nio zoptymalizować proces.

Mechanizm powstawania grafitu pod-czas krzepnięcia żeliwa białego. Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 1–4, s. 27–30, bibliogr. 5 poz. sum.

W większości żeliw białych, których przeznaczeniem jest zapewnienie odporno-ści na zużycie nie powinno dopuszczać się do powstawania grafitu, ponieważ eutek-tyka: austenit (γ)+ grafit wykazują małą twardość, a tym samym takie żeliwo szyb-ko się zużywa, nawet w przypadku, gdy austenit przechodzi w twardą fazę taką jak martenzyt. Z drugiej strony niewielka ilość drobnego grafitu w strukturze jest pożą-dana, np. w materiale stosowanym na rol-ki do walcarek na gorąco, dla uniknięcia porysowań lub zatarć rolek. Powstawanie „twardych” węglików stymulują takie do-datki, jak Cr, V, Nb. Przedstawiono i po-równano mechanizm tworzenia się grafitu w żeliwie chromowym, stali szybkotnącej i żeliwie typu Ni-hard. Analizę wyników ba-dań przeprowadzono w oparciu o zamiesz-czone wykresy i zdjęcia mikrostruktur.

14. STALIWO I ODLEWY STALIWNE

Opracowanie technologii otrzy-mywania kształtowych półwyro-bów ze staliwa żarowytrzymałego 15H12N2MWFAB metodą odśrodko-wego, elektrożużlowego odlewania.Processy lit'ja 2009, nr 1, s. 28–33, bibliogr. 4 poz. rez., sum.

Przedstawiono nową technologię otrzymywania kształtowych półwyrobów o dużych wymiarach i masie 0,6 ton. Wy-korzystano w tym przypadku metodę elektrożużlowego i odśrodkowego odle-wania ze staliwa żarowytrzymałego typu 15H12NMWFAB. Opracowano podstawowe parametry procesu odlewania takie, jak: skład i jakość topnika stosowanego przy przetapianiu elektrod, reżim elektryczny procesu przetapiania, sposób rozlewania stopu metalu z żużlem do formy wirującej, warunki obrotów formy i inne. Przedsta-wiono wpływ ilości stosowanego topnika na proces krzepnięcia odlewu w formie o skomplikowanych kształtach. Omówiono zasady konstrukcji tej stalowej formy. Ba-dano właściwości mechaniczne próbnych odlewów.

Wpływ parametrów pozapiecowej ob-róbki stali St10 na zanieczyszczenia odlewanych ciągłe półwyrobów (prę-tów o średnicy 180 mm) wtrąceniami niemetalicznymi.Processy lit'ja 2008, nr 1, s. 38–40, sum.

W serii wytopów prętów odlewanych metodą ciągłą badano wtrącenia nieme-taliczne w stopie z zastosowaniem me-tod metalografii optycznej mikroskopii skaningowej oraz analizy mikrorentge-nospektralnej. Stwierdzono, że wtrącenia niemetaliczne, wywołujące podwyższony stopień zanieczyszczenia gotowego wy-robu to głównie związki aluminium i wap-nia o zmiennym składzie, CaO x 2 Al2O3. Stwierdzono konieczność korekty pozapie-cowej obróbki ciekłego metalu po spuście

Odlewnictwo Współczesne

Page 37: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

36

z pieca łukowego. Polega ona na zmianie proporcji dodatków wapnia i aluminium do wytopu, a także dodatku topnika w postaci fluorospatu.

Wpływ małych zawartości niobu na żaroodporność stopu typu Fe-Cr-Al.Processy lit'ja 2008, nr 1, s. 72–77, bibliogr. 7 poz. sum.

Badano kinetykę procesu utleniania stopu żelaza o wysokiej zawartości chro-mu: 55Fe - 40 Cr - 5Al z dodatkiem 1 i 3% niobu, przy temperaturach 700–1200°C w ciągu 20 godzin. Udowodniono, że żaro-odporność stopu przy wprowadzaniu 1–3% Nb do temperatury 1000ºC zmniejsza się nieznacznie i pozostaje na dostatecznie wysokim poziomie. Świadczy o tym po-wstawanie na stopach cienkiej warstewki tlenków dobrze przylegającej do materiału osnowy, a kinetyka procesu utleniania ma charakter funkcji parabolicznej. W tempe-raturze powyżej 1000ºC żaroodporność stopu silnie się obniża, szczególnie w sto-pie o zawartości 3% Nb. Świadczy o tym tworzenie się grubej warstwy sypkiej zgo-rzeliny, a samo utlenianie przebiega we-dług funkcji liniowej. Zalecono stosowanie tego stopu tylko do zakresu temperatury nie przekraczającej 1000ºC.

Wzajemna zależność właściwości me-chanicznych i eksploatacyjnych odle-wów staliwnych dla kolejnictwa.Lit. Proiz. 2008, nr 6, s. 15–17, bibliogr. 3 poz. sum.

W odlewni staliwa w Briańsku, odlewy dla kolejnictwa wykonuje się z niskostopo-wego staliwa 20 GL. Podstawową przyczy-ną brakowania tych odlewów jest wzrost pęknięć zmęczeniowych powstających w czasie ich eksploatacji. Przyczyną po-wstawania pęknięć zmęczeniowych jest wysoki poziom naprężeń statycznych i dynamicznych w niebezpiecznych prze-krojach odlewów ramy bocznej. Konstruk-cyjną wytrzymałość odlewów można pod-wyższyć trzema sposobami. Rozważano czynniki, od których zależy wytrzymałość

Odlewnictwo Współczesne

zmęczeniowa. Istotna jest między innymi zależność cykli naprężeń i zmian tempe-ratury pracy odlewu. Badania są trudne i należy je prowadzić w stadium przygoto-wania odlewów. Dla określenia eksploata-cyjnej odporności stosowano współczynnik zapasu odporności na zmęczenie „n” , któ-ry uwzględnia ilość cykli obciążeń, kształt i wymiary detalu oraz wszystkie inne składniki zniszczenia zmęczeniowego. Po-dano przykłady obliczania tego współczyn-nika. Optymalne połączenie właściwości wytrzymałościowych i plastycznych można osiągnąć poprzez wybór odpowiedniego składu chemicznego, parametrów topienia i końcowej obróbki ciekłego metalu po-przez modyfikację pierwiastkami aktyw-nymi.

Duże odlewy staliwne dla elektrowni cieplnych - największa turbina paro-wa na świecie.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 4, s. 32–34, 36–38, 40–42

Stowarzyszenie odlewni „Voestalpine”, do którego należą odlewnie austriackie w Linzu i Traisen, produkuje duże odlewy staliwne do turbin parowych i gazowych a także sprężarek do transportu oleju i gazu. Produkuje też odlewy dla przemy-słu chemicznego i maszynowego oraz dla elektrowni wiatrowych. Masa tych odle-wów to odlewy od 1 do 100 ton. Każdy z obszarów rynku na który produko-wane są te odlewy stanowi wyzwanie. W artykule ograniczono się jedynie do omówienia produkcji odlewów dla turbiny parowej o mocy 1720 MW dla elektrowni w Finlandii. Odlewy dla przemysłu ener-getycznego to głównie: wszelkiego typu obudowy zewnętrzne, wewnętrzne czy obudowy zaworów. Są to odlewy skom-plikowane i stosowane na odpowiedzialne elementy konstrukcji. Podlegają znacznym obciążeniom, przede wszystkim cieplnym. Odlewy te wykonywane są w skompliko-wanym procesie technologicznym. Szcze-gólnie istotna jest ich obróbka cieplna. Na elementy do elektrowni parowych stosuje się m.in. staliwa stopowe, np. G20Mo5, G17CrMo5-5, G17CrMo9-10. W artykule

Page 38: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

37

omówiono, pod kątem potrzeb elektrowni w Finlandii, typowy proces produkcji od-lewów staliwnych (staliwo G17CuMo9-10) do turbin parowych (wytwarzanie modeli, form, topienie, odlewanie) ze szczególnym uwzględnieniem odlewów bardzo dużych. Omówiono także kontrolę jakości odle-wów.

Badania w zakresie optymalizacji trwałości form ciśnieniowych do odle-wania aluminium.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 4, s. 44–51, bibliogr. 7 poz. Zsfg.

Celem badań było przedłużenie trwa-łości form ciśnieniowych do odlewa-nia aluminium poprzez ukierunkowaną optymalizację czynników procesu i ich sklasyfikowanie w teście praktycznym. Uwzględniono: wybór tworzywa na formy w odniesieniu do stali narzędziowej do pracy na gorąco CrMoV i stopów grupy Fe-CoNi. W stopach wywołano i prześledzono określone naprężenia własne, ściskają-ce, wywołane przez śrutowanie. Przepro-wadzono i zanalizowano obróbkę cieplną w celu zminimalizowania miejscowe-go utwardzenia powierzchni w miejscach znacznego obciążenia. Działanie wspo-mnianych wyżej czynników przeanalizo-wano pod kątem ekonomicznym i określo-nych środków zaradczych w celu określenia momentu zniszczenia formy. Próby prak-tyczne przeprowadzono w optymalnych warunkach zastosowania form, a wyniki porównano z warunkami przemysłowy-mi przy współpracy z odlewniami ciśnie-niowymi i komisją nadzorującą projekt. Badano zastosowanie form od momentu dostarczenia bloków kutych przez ich kon-struowanie, wzorcowanie (cechowanie), produkcję, sortowanie, badania metalur-giczne i ocenę ekonomiczną ich wykona-nia. Podstawowi badaniami były badanie struktury i naprężeń, które określano w warunkach produkcji lub w warunkach laboratoryjnych podczas przerw oczysz-czania. Ocena wszystkich wyników działa-nia czynników optymalizujących pozwala na wyciągnięcie między innymi następują-cych wniosków: stop Fe-Co-Ni jest mniej

podatny na pęknięcia na gorąco niż stal narzędziowa do pracy na gorąco 1.2343. Dlatego na elementy form ciśnieniowych narażone na pęknięcia na gorąco należy stosować stal niklową martenzytyczną. Natomiast nie należy jej stosować tam, gdzie występuje zagrożenie erozyjne. Ko-lejny wniosek dotyczy pozytywnego wpły-wu śrutowania w aspekcie powstawania pęknięć wywołanych naprężeniami. Pęk-nięcia powstają z opóźnieniem a ich pro-pagacja jest mała. Ponadto okazało się, że śrutowanie ma pozytywny wpływ - powo-duje odprężanie - jest to jednak związane z większymi kosztami. Należy zauważyć, że jeżeli porówna się wpływ śrutowania i wpływ doboru tworzywa (stopu) na trwa-łość form ciśnieniowych, to należy jedno-znacznie stwierdzić, że wybór tworzywa jest bardziej istotny. Optymalizacja, po-przez zminimalizowanie obróbki cieplnej towarzyszącej produkcji i odprężania czy utwardzania warstw brzegowych w celu opóźnienia powstawania pęknięć, nie pro-wadziła do zwiększenia trwałości formy.

15. STOPY METALI NIEŻELAZNYCH I ODLEWY

Z TYCH STOPÓW

Relacje między składem chemicznym i właściwościami mechanicznymi dla stopów AlCu5MgTi (Stop 206).Homm.e.Fond. 2009, nr 391, s. 15–23, bibliogr., poz. res., sum.

Artykuł jest tłumaczeniem z Trans-actions AFS-2006. Jedną z charaktery-stycznych cech stopów Al jest zdolność dostosowania właściwości mechanicznych do wymagań, które stawia się produko-wanej części. Środki do otrzymania tego celu obejmują zmianę składu chemiczne-go stopów w granicach przewidzianych w normach, zmiany w ustaleniach cyklu obróbki termicznej i dobór procesu pro-dukcji jako takiego. W artykule skupiono się na możliwościach jakie daje pierwszy z tych czynników, a mianowicie na efek-tach zmiany składu chemicznego. Opisa-

Odlewnictwo Współczesne

Page 39: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

38

no wyniki eksperymentów statystycznych w których zmieniano ilości głównych pier-wiastków w stopie oraz zasadniczych do-mieszek w ilościach dopuszczalnych przez Stowarzyszenie Aluminium dla zabiegów T4 i T7. Omówiono wnioski z tych badań. Stopy typu A206 są przeznaczone na czę-ści dla przemysłu lotniczego oraz dla mo-toryzacji.

Wpływ prędkości chłodzenia i cza-su przesycania na utwardzanie stopu AlSi7Mg0,45.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 281, s. 10–18, res., sum., Zsfg.

To że, prędkość chłodzenia ma wpływ na właściwości mechaniczne stopów gru-py AlSi7Mg03 względnie AlSi7Mg06 zo-stało już dawno stwierdzone. Wpływ ten został określony jedynie dla standardo-wych prędkości chłodzenia odlewów pia-skowych i kokilowych. Na temat wpływu czasu przesycania na właściwości mecha-niczne jest stosunkowo niewiele informa-cji. Wyniki poniższej pracy pokazały, że w przypadku stopów grupy AlSi7Mg03 lub AlSi7Mg06 przyspieszenie prędkości chło-dzenia w przypadku odlewów kokilowych w odniesieniu do typowych prędkości chło-dzenia nie przynosi żadnych korzyści jeśli chodzi o właściwości mechaniczne. Jedno-cześnie w badaniach potwierdzono, że w określonych warunkach jest możliwe skró-cenie czasu przesycania bez pogorszenia statycznych właściwości mechanicznych.

Przesłanki do realizacji technologicz-nej próby dla oceny nasycenia gazami ciekłych stopów aluminium.Processy lit'ja 2009, nr 1, s. 17–27, bibliogr. 15 poz. rez., sum.

Artykuł stanowi obszerny przegląd lite-ratury na temat efektywności stosowania prób technologicznych do oceny stopnia zagazowania ciekłych stopów aluminium. Podkreślano niedoskonałości w ocenie ilo-ści wodoru w tych poszczególnych próbach. Zaproponowano rozwiązania, pozwalające na udoskonalenie otrzymywanych wyni-

Odlewnictwo Współczesne

ków. Omówiono badania dla stopów Al- Mg i Al-Si. Dla każdej stosowanej próby tech-nologicznej przedstawiono rysunek formy, warunki prowadzenia badań oraz porów-nawcze wykresy stopnia zagazowania.

Stopy ultralekkie Mg-Li.Prz. Odl. T. 59, 2009, nr 5–6, s. 276–288

W pracy przedstawiono część wyni-ków badań zrealizowanych w ramach Pro-jektu Badawczego Zamawianego nr PBZ-KBN-114/T 08/2004, które obejmowały opracowanie i wykonanie m.in. stanowi-ska badawczego do topienia i odlewania w atmosferze ochronnej stopów ultralek-kich Mg-Li. Opracowano podstawy tech-nologii topienia i odlewania tych stopów, tj. składu i ciśnienia atmosferycznego oraz sposobu dozowania składników stopowych (głównie litu). Wykorzystując stanowisko badawcze wykonano serię odlewów prób-nych ze stopów podwójnych Mg-Li o zawar-tości litu w granicach około 3–18% mas. oraz serię odlewów ze stopów potrójnych z Al, Ca i Zn. Wstępnie oszacowano właści-wości mechaniczne tych stopów. Wykona-no również wytop stopu o masie właściwej poniżej 1 g/cm3 i oszacowano wstępnie jego właściwości fizykochemiczne.

Stopy tytanu o ulepszonych właści-wościach spowodowanych obecnością węgla.Inż. Mat. 2009, R. 30, nr 5, s. 374–377, bibliogr. 11 poz.

W pracy na podstawie danych literatu-rowych przeprowadzono charakterystykę konwencjonalnych stopów tytanu predy-stynujących je do zastosowania w lotnic-twie, przemyśle chemicznym energetyce i medycynie. Stwierdzono, że coraz więk-sze wymagania stawiane stopom tytanu zmuszają do poszukiwania nowych sto-pów o ulepszonych właściwościach – wyż-szej wytrzymałości, twardości i odporności na ścieranie, wytrzymałości na pełzanie czy odporności korozyjnej. Pokazano, że takie właściwości posiadają stopy tytanu o mikrostrukturze roztworu stałego α, β

Page 40: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

39

lub α+β z niewielką zawartością dysper-syjnych węglików, borków, krzemków i faz międzymetalicznych.

Analizując układ równowagi TiC wska-zano możliwości zwiększenia żarowytrzy-małości, twardości i odporności na ściera-nie a nawet odporności korozyjnej stopów tytanu przez obecność węglików TiC wy-nikającą z wprowadzenia do ich składu chemicznego niewielkich zawartości węgla (do około 0,8% mas.).

Straty łatwotopliwej fazy przy wyto-pie i krzepnięciu brązów ołowiowych.Lit. Proiz. 2008, nr 5, s. 10–11, bibliogr. 3 poz. sum.

Brązy ołowiowe stosowane jako mate-riały odporne na zużycia mają małe wła-ściwości mechaniczne z powodu obecności ołowiu, który praktycznie nie rozpuszcza się w miedzi. Badano zachowanie się ołowiu w czasie wytopu i jego rozłożenie w mikro-strukturze, ponieważ brak jest dokładnych danych na ten temat w literaturze. Wy-brano dwa gatunki brązu: o zawartości 10 i 30% ołowiu. Wytopy próbne podgrzewa-no o 50–70°C. Oceniano zgar łatwotopliwej fazy za pomocą analizy rentgenofluore-scencyjnej. Przy szybkim chłodzeniu >100 –110ºC/s pojawia się odwrotna segrega-cja i większość łatwotopliwej fazy wydzie-la się na powierzchni odlewu w postaci cienkiej warstewki. Za pomocą specjalne-go programu obliczono rozkład ołowiu na przekroju odlewu z brązu Br10. W ostat-nim momencie krystalizacji w warstwie powierzchniowej wydzielenia fazy ołowiu przy szybkim chłodzeniu zostają uwięzio-ne między kryształami miedzi. W środ-kowej części intensywność tego procesu ulega zmniejszeniu i zawartość ołowiu jest wyrównana. Przy wyższych zawartościach ołowiu jego likwacja wzrasta. Korzystnym jest odlewanie brązów ołowiowych w pod-grzewanych kokilach.

Stop odlewniczy na tłoki AlSi12CuNiMg; optymalizacja składu chemicznego i obróbki cieplnej pod kątem zastosowania.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 7/8, s. 139–152. bibliogr. 34 poz. Zsfg.

Stop odlewniczy na tłoki AlSi12CuNiMg charakteryzuje się wysokimi właściwościa-mi wytrzymałościowymi, posiada wysoką twardość przy równoczesnej dobrej od-porności na zużycie. Wydłużenie dla wielu przypadków zastosowań w przypadku tego gatunku stopu nie ma większego znacze-nia, nie przekracza ono 1%. Największe wartości właściwości wytrzymałościowych uzyskuje się przez ukierunkowaną obrób-kę cieplną. Wykonano próbki odlewane metodą kokilową oraz odlewy z wariantów stopu AlSi12CuNiMg i określono właściwo-ści mechaniczne po starzeniu naturalnym względnie pośrednim i po obróbce typu T5. Po przeprowadzeniu starzenia naturalnego można było wyciągnąć następujące wnio-ski: w wyniku modyfikacji strontem stop AlSi12CuNiMg, jeśli chodzi o proces od-lewania i krzepnięcia, wykazuje podobne własności jak prawie eutektyczny stop AlSi. Cechuje go znacznie lepsza obrabialność niż stop nadeutektyczny. Dodanie skład-nika rozdrabniającego strukturę wpływa pozytywnie na proces krzepnięcia i popra-wia statyczne właściwości mechaniczne. Czas niezbędny do przeprowadzenia peł-nego starzenia naturalnego wynosi 8 dni. Poprawa właściwości wytrzymałościowych wynika głównie ze zniekształcenia siatki, które związane jest z równomiernie roz-mieszczonymi małymi wydzieleniami, któ-re powodują z kolei powstanie koherent-nych pól naprężeń i utrudniają tym samym przemieszczenie. Po przeprowadzeniu sta-rzenia pośredniego i obróbki cieplnej T5 wyciągnięto następujące wnioski: - nie-zbędna temperatura początku obróbki cieplnej T5, w celu uzyskania wydzieleń powodujących zwiększenie wytrzymałości, wynosi ponad 150°C; - starzenie pośred-nie i związane z tym tworzenie się „gru-bych” stref GPI oddziaływuje pozytywnie na właściwości mechaniczne w przypadku następującej potem obróbki cieplnej T5;

Odlewnictwo Współczesne

Page 41: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

40

- w przypadku dłuższych czasów starze-nia w stopach typu AlSi12CuNiMg zazna-cza się efekt nadmiernego starzenia, któ-ry powoduje spadek granicy plastyczności i twardości; - w przypadku optymalnego składu chemicznego (Cu, Mg, Ni, Si) i od-powiedniego doboru temperatury starze-nia uzyskuje się największe wartości wła-ściwości wytrzymałościowych i wysokie twardości powierzchni już po krótkim cza-sie starzenia. W wyniku badań okazało się, że zalecane przez producenta stopu czasy obróbki cieplnej T5 można znacznie skró-cić i uzyskać obniżkę kosztów. Przy czym zostaną znacznie przekroczone wartości: twardości powierzchni, granicy plastycz-ności, wytrzymałości na rozciąganie, które podano w normie EN 1706 jako wartości minimalne.

Często stosowane stopy wtórne typu Al-Si. Wpływ magnezu i strontu na międzymetaliczną fazę β-Al5FeSi w stopie wtórnym AlSi6Cu4. Giesserei-Prax. 2008, nr 5, s. 167–173, bibliogr. 20 poz

Sugestia co do możliwości kompensa-cji żelaza przez magnez w stopie AlSi6Cu4 w ilości 0,5% została obalona w badaniach własnych przy wykorzystaniu analizy ter-micznej, mikroskopu optycznego i elek-tronowego, a także przez zastosowanie symulacji krzepnięcia za pomocą oprogra-mowania PANDAT z wykorzystaniem mode-lu Scheil’a. Negatywne oddziaływanie żela-za w ilości 0,5% można zrekompensować przez dodatek 250 ppm strontu. Średnia maksymalna długość iglastych połączeń międzymetalicznych typu „β-Al5FeSi” jest czynnikiem decydującym dla granicy pły-nięcia i maksymalnego wydłużenia dla sto-pu AlSi6Cu4. Poprzez określenie tego para-metru możliwe jest jednoznaczne i pewne określenie własności mechanicznych. Nie ma natomiast zależności pomiędzy łączną średnią długością igieł β-Al5FeSi” i właści-wościami mechanicznymi.

Odlewnictwo Współczesne

Azotek boru jako materiał ogniotrwa-ły w odlewnictwie aluminium.Giesserei-Prax. 2008, nr 5, s. 175–178

Omówiono właściwości i zastosowa-nie nowoczesnego ceramicznego pokrycia ochronnego - azotku boru - stosowane-go w odlewnictwie aluminium. Producen-tem tego pokrycia jest firma ESK Cera-mics GmbH&Co.KG w Kempten (Niemcy). Pokrycia takie stanowią alternatywę dla mączki kostnej. Pokrycia ceramiczne nano-szone są w stanie ciekłym, po zakrzepnię-ciu charakteryzuje je cieplna i chemiczna stabilność. Ponadto, mają podobny współ-czynnik wydłużenia jak materiał podłoża. Ta właściwość zapobiega łuszczeniu się pokrycia. Azotek boru spełnia ww. właści-wości, posiada strukturę podobną do gra-fitu dzięki temu nadaje się zarówno jako środek smarujący, jak i oddzielający, ale w przeciwieństwie do grafitu nie utlenia się szybko. Azotek boru jest trudnozwilżalny przez ciekły metal. Azotek boru posiada dobrą przyczepność dzięki zastosowaniu przez firmę Ceramics spoiwa „Sol-Gel”, które wzmocniono nanocząsteczkami. Nowoopracowane pokrycie nosi nazwę: EKamold Cast-C. Pokrycie da się regenero-wać, nie podlega sedymentacji, jest trwa-łe, ma szerokie pole zastosowania.

Czynniki o charakterze produkcyjnym wpływające na wytrzymałość zmę-czeniową odlewów ze stopów alumi-nium. Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 5/6, s. 92–99, bibliogr. 26 poz. Zsfg.

W zależności od parametrów odlewa-nia, rodzaju stopu, jak i geometrii odlewu mamy do czynienia z różnymi postaciami porowatości i różnymi odstępami dendry-tów. Oba te czynniki wpływają negatywnie na wytrzymałość zmęczeniową i należy je scharakteryzować, a podczas projektowa-nia odlewów należy je uwzględniać. Wy-niki przedstawionej pracy pokazują, że odstęp dendrytów wtórnych w odlewach kokilowych jest czynnikiem decydującym, wpływającym na wytrzymałość zmęcze-niową, podczas gdy w przypadku odlewów

Page 42: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

41

ciśnieniowych takim czynnikiem jest po-rowatość. W odlewach kokilowych istnieje prawie liniowa zależność między odstępem dendrytów (DAS) a wytrzymałością zmę-czeniową. Wyniki pracy pokazują również, że w odlewach ciśnieniowych ze stopów aluminium występuje zależność między porowatością a wytrzymałością zmęczenio-wą, przy pomocy której można oszacować wytrzymałość zmęczeniową dla dowolnej porowatości, jeżeli dysponujemy linią Wo-ehlera będącą odniesieniem dla dowolnej porowatości. Opierając się na rzeczywistej geometrii porów można za pomocą me-tody elementów skończonych, dokonując pewnych statystycznych założeń przed-stawić nakładanie się lokalnych naprężeń jako funkcję porowatości. Funkcja ta jest istotnym wkładem w uzasadnienie zmniej-szania wartości wytrzymałości zmęczenio-wej w wyniku czynników mechanicznych i jest przyczynkiem do obliczania trwałości odlewów.

Rozwój procesu wykonywania pla-stycznych odlewów ciśnieniowych.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 4, s. 52–57, bibliogr. 3 poz. Zsfg.

Po określeniu profilu wymagań jakie stawia się odlewom ciśnieniowym (sto-sowanym w obszarach narażonych na uderzenia w przemyśle motoryzacyjnym) opracowano cykl produkcyjny wykonywa-nia odlewów ciśnieniowych. Ponadto prze-dyskutowano zachowanie się stopów na odlewy ciśnieniowe na bazie AlSi podczas odkształcenia zarówno w stanie odlanym, jak i po obróbce T7. Dyskutowano także przyczyny odkształcenia. Badając struktu-rę zwrócono szczególną uwagę na różnice morfologiczne krzemu eutektycznego. Ob-serwacje prowadzą do wniosku, że stopy na odlewy ciśnieniowe w stanie odlanym mają koralikową strukturę modyfikowane-go krzemu eutektycznego, która sprzyja rozchodzeniu się pęknięć, natomiast pod-czas wyżarzania odprężającego uzyskuje się krzem eutektyczny kulisty („swobod-ny”), który przeciwdziała rozchodzeniu się pęknięć. Szereg wad obróbki dwustopnio-wej, szczególnie wyżarzania odprężające-go, zmotywowały autorów do przeprowa-

dzenia badań dotyczących ukształtowania krzemu eutektycznego przez obróbkę ciepl-ną w zakresie temperatury 300°C–400°C (obszar „Temper-0”. Chodziło o uzyskanie krzemu sferoidalnego. W ramach badań wykonano rzeczywiste odlewy ciśnienio-we ze stopu „trimal-37" (stop AlSi bez za-wartości Mg) i poddano obróbce cieplnej „Temper-0”. Jako punkt odniesienia służy-ły odlewy ze stopu „trimal-05”(stop z ma-gnezem od 0,1 do 0,4%), które uprzed-nio poddano obróbce cieplnej T7. Co do właściwości mechanicznych pokazano wy-raźnie podczas próby ściskania, że stop „trimal-37” w stanie obróbki „Temper-0” porównywalny jest ze stopem „trimal-05” po obróbce cieplnej T7; - mała jest grani-ca plastyczności i wydłużenie całkowite ale wyższa wytrzymałość na rozciąganie. Jak pokazały badania metalograficzne obrób-ka „Temper-0” prowadzi do sferoidyzacji krzemu eutektycznego. Pełne „uwolnienie" krzemu jak i początek rozrostu wydzieleń sferoidalnego krzemu wył widoczny w sto-pie „trimal-05” po przeprowadzeniu ob-róbki cieplnej T7. Te różnice są ważnym aspektem w ustalaniu określonego wydłu-żenia i plastyczności. Określono także od-kształcenie podczas próby ściskania. Tak-że i w tym przypadku należy stwierdzić, że odlewy po obróbce „Temper-0” w porów-naniu do obróbki T7 są mniej odporne na obciążenia i mają mniejszą plastyczność. Mimo, że obróbka „Temper-0” poprawia znacznie odkształcalność w stanie odlanym nie stanowi jednak pełnego zamiennika dla dwustopniowej obróbki T7. Konieczne są dalsze badania w zakresie obróbki cieplnej i składu chemicznego stopów.

Odlewy precyzyjne z nadstopów na bazie niklu.Giesserei-Prax. 2008, nr 6, s. 197–210, bibliogr. 36 poz.

Artykuł dotyczy odlewów precyzyj-nych z nadstopów na bazie niklu. Przed-stawiono w nim definicję i klasyfikację nadstopów. Nadstopami określa się stopy, które wykazują bardzo dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach i są odporne na pełzanie. Stopy te są także odporne na korozję i utlenianie. Omówiono

Odlewnictwo Współczesne

Page 43: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

42

krótko historię nadstopów. Przedstawiono właściwości i zastosowanie nadstopów ni-klu. Omawiając ich strukturę scharakte-ryzowano występujące w nich powszech-nie fazy, są to: dwa rodzaje faz gamma, fazy węglików, fazy „upakowane”- bardzo kruche (np. faza Lavesa). Następnie omó-wiono: rozwój nadstopów; zagadnienie krzepnięcia kierunkowego; zagadnienie monokrystalizacji. W dalszej kolejności scharakteryzowano trzy generacje nadsto-pów, podano przykłady zastosowania nad-stopów niklu, omówiono wpływ zmiennych parametrów odlewania na poszczególne cechy struktury takie, jak: ziarnistość, od-stęp dendrytów (DAS), charakter wystę-pujących faz oraz ich ilość (zestawienie tabelaryczne). Omówiono wpływ zmien-nych parametrów odlewania na płynność stopu, a także wpływ parametrów odlewa-nia na naprężenia własne, a więc wpływ przegrzania i temperatury odlewania na występowanie naprężeń własnych. Po-nadto artykuł zawiera omówienie wpływu właściwości struktury na właściwości me-chaniczne (wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość zmęczeniową) oraz wpływ chłodzenia na krzepnięcie.

Wpływ krótkich włókien i cząsteczek na wytrzymałość na ściskanie stopu AZ91. Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 1, s. 44–52, bibliogr. 28, poz. sum.

W zaprezentowanej tu kompleksowej pracy badano wpływ różnych rodzajów umocnienia i sposobu obróbki na właści-wości fizyczne i mechaniczne stopu ma-gnezu AZ91. Próby ściskania prowadzono w zakresie temperatur od 20°C do 300°C. Stwierdzono, że udział objętościowy oraz kształt i skład fazy umacniającej wywie-rają znaczny wpływ na mikrostrukturę i właściwości kompozytu. Przeanalizowano różne metody umacniania i uplastycznia-nia otrzymanych kompozytów. Ważną rolę odgrywają naprężenia cieplne występują-ce na granicy faz osnowa-umocnienie.

Odlewnictwo Współczesne

Wpływ stopnia rozdrobnienia ziaren, modyfikacji i szybkości stygnięcia na mikrostrukturę stopów 239 i 226. Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 2, s. 26–37, bibliogr. 7 poz. sum.

Omówiono wpływ stopnia rozdrobnie-nia struktury ziarnistej, dodatków modyfi-katora i szybkości stygnięcia na mikrostruk-turę stopów Al-Si. Przebieg krzepnięcia stopów 226 i 239 badano stosując analizę termiczną in situ, symultaniczną analizę termiczną, analizę składu chemicznego i analizę metalograficzną. Badane stopy modyfikowano i rafinowano. Wyznaczano stopień przechłodzenia i punkt rekalescen-cji podczas krystalizacji struktury pierwot-nej i eutektycznej, posługując się krzywą stygnięcia dla różnych szybkości stygnięcia i różnej wielkości kryształów fazy pierwot-nej αAl i eutektyki βSi w równaniu eutek-tyki (αAl + βSi). Współzależność pomię-dzy wielkością składników strukturalnych i szybkością stygnięcia wyznaczano rów-nież z modeli fizycznych.

Rozdrabnianie pierwotnie zakrzepłe-go krzemu w nadeutektycznych sto-pach aluminium.Giesserei-Prax. 2008, nr 6, s. 231–233, Zsfg.

W celu uzyskania drobnych kryszta-łów krzemu w stopach nadeutektycznych zaprezentowano zaprawę, która zawiera aktywne kryształy fosforynu aluminium. Tego typu zaprawa wykonywana jest w procesie metalurgii proszków, przy czym aktywne krystalizatory powstają w wyniku dyfuzji podczas procesu wytwarzania i po-dawania do ciekłego metalu. Dzięki temu materiał jest bardziej aktywny niż trady-cyjny wsad zawierający zaprawę fosforo-wo-miedziową i dzięki temu metal zawiera mniej fosforu, występuje lepszy rozkład ziarna pierwotnego krzemu zakrzepłego w ciekłym metalu. Również i stosowanie tej zaprawy jest łatwe, ponieważ również przy niskiej temperaturze i bardzo krót-kim czasie działania następuje modyfika-cja stopu. Zaprawa ta produkowana jest

Page 44: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

43

w postaci drutu i znajduje zastosowanie nie tylko w stopach nadeutektycznych, ale także w stopach podeutektycznych, co pozwala na uzyskanie ziarnistej eutektyki w tych stopach.

Wpływ mechanicznego mieszania (FSP) na mikrostrukturę stopów od-lewniczych Mg. Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 1–4, s. 109–113, bibliogr. 25 poz. sum.

Przedstawiono próby wykonywania stopów Mg o drobnej strukturze i bardzo dobrych właściwościach wytrzymałościo-wych uzyskane z zastosowaniem metody mieszania mechanicznego FSP (friction stir process). Aktualnie metoda FSP jest no-watorskim sposobem rozdrabniania struk-tury w stopach metali nieżelaznych. Dzię-ki jej stosowaniu gruboziarnista struktura dendrytyczna stopu ulega rozdrobnieniu do równoosiowych drobnych ziaren (dy-namiczna rekrystalizacja). Co więcej sto-sowanie tej metody pozwala z powodze-niem unikać takich wad jak rzadzizny lub porowatość. Opisano badania próbek wy-konanych ze stopu handlowego Mg AZ91D i stopu Mg-Y-Zn o wysokiej wytrzymałości. Podano skład chemiczny badanych stopów oraz parametry procesu FSP. Stwierdzono, że ciepło powstające w czasie mechanicz-nego mieszania wpływa na zmianę struk-tury w strefie mieszania. Im niższa tem-peratura, tym drobniejsza mikrostruktura i wyższa twardość. Wyniki badań ujęto w tabelach, na wykresach i zdjęciach mi-krostruktury.

Topienie i krzepnięcie stopów TiNi w zimnym tyglu.Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 1–4, s. 156–161, bibliogr. 34 poz. sum.

Przedstawiono próby topienia i krzep-nięcia stopów TiNi na bazie Re, Fe i Cr w zimnym tyglu metodą CCLM (cold cru-cible levitaton melting) w celu poprawy właściwości utleniających i mechanicznych tych stopów. Dzięki tej metodzie stopy ty-tanu nie zawierały zanieczyszczeń pocho-

dzących z tygla, a uzyskana struktura była jednorodna, nawet w przypadku stopów z dodatkiem Re i Cr. Przemiana austeni-tu w martenzyt zachodziła we wszystkich stopach poniżej lub powyżej temperatury otoczenia. Niektóre stopy posiadały możli-wość pamięci kształtu nawet w temp. oto-czenia. Stopy potrójne wykazywały wyższą wytrzymałość plastyczną, porównywalną do stopów dwuskładnikowych TiNi. Utle-nianie w temperaturze 1273°K było inicjo-wane poprzez tworzenie się tlenku tytanu na powierzchniach stopów. W stopach Ti-Ni-Cr odporność na utlenianie ulegała po-prawie poprzez tworzenie się warstewki Cr2O3 na powierzchni stopu. Zamieszczono schemat stanowiska do topienia stopów tytanu techniką CCLM. Na podstawie licz-nych wykresów zależności omówiono wy-niki badań.

16. KOMPOZYTY

Piany metalowe: Innowacyjność dzia-łań CTIF w dziedzinie tworzyw komór-kowych.Fonderie Fond. d'Aujourd. 2009, nr 285, s. 12–21, bibliogr. 16 poz. res., sum., Zsfg.

Piany metalowe są lekkie, a mimo to mogą przejmować znaczną energię. Wy-trzymują także znaczne siły zginające, dla-tego też zaczynają odgrywać istotną rolę w zastosowaniach technicznych z prze-znaczeniem na przykład na konstrukcje lekkie czy w dziedzinie zapewnienia bez-pieczeństwa. Dzięki możliwości połączenia określonej struktury i właściwości tworzyw metalowych piany metalowe znajdują za-stosowanie jako elementy wymienników ciepła, czy też elementy tłumiące drga-nia. W artykule omówiono badania CTIF w zakresie wytwarzania pian metalowych. Badania były prowadzone we współpracy z Ecole Centrale w Lille. Opisano dwie metody, które bazują na infiltracji. Jedna metoda to tradycyjna metoda odlewania, wykorzystująca tzw. preformy, które wy-pełnia się ciekłym metalem. W tym przy-padku rozkład porów w materiale wysoko-

Odlewnictwo Współczesne

Page 45: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

44

Wpływ krótkich włókien i cząsteczek na wytrzymałość na ściskanie stopu AZ91. Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 1, s. 44–52, bibliogr. 28 poz. sum.

W zaprezentowanej tu kompleksowej pracy badano wpływ różnych rodzajów umocnienia i sposobu obróbki na właści-wości fizyczne i mechaniczne stopu ma-gnezu AZ91. Próby ściskania prowadzono w zakresie temperatur od 20°C do 300°C. Stwierdzono, że udział objętościowy oraz kształt i skład fazy umacniającej wywie-rają znaczny wpływ na mikrostrukturę i właściwości kompozytu. Przeanalizowano różne metody umacniania i uplastycznia-nia otrzymanych kompozytów. Ważną rolę odgrywają naprężenia cieplne występują-ce na granicy faz osnowa-umocnienie.

Analiza porównawcza rozkładu mikro-twardości w krzepnących kierunkowo stopach i kompozytach Zn - 27% wag. Al, Zn - 27% wag. Al + CSi i Zn - 27% wag. Al + Al2O3. Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 2, s. 6-13, bibliogr. 15 poz. sum.

Dzięki różnym korzystnym właściwo-ściom i możliwościom obróbki, odlewy ze stopów cynku i aluminium skutecznie kon-kurują z żeliwem, brązem i aluminium. Stop ZA27 (Zn-27% wag. Al) charaktery-zuje się wartością wyraźnej granicy pla-styczności wyższą niż inne stopy cynku oraz właściwościami ciernymi przy niskich prędkościach i tarciu suchym lepszymi niż mosiądz. Celem niniejszego artykułu było zbadanie różnic mikrotwardości w funkcji długości i szerokości próbki stopów Zn - 27% wag. Al, Zn - 27% wag. Al + CSi i Zn - 27% wag. Al + Al2O3 krzepnących kierun-kowo, które zawierają kryształy słupkowe, kryształy równoosiowe i strukturę przej-ściową. Badano również mikrotwardość w zależności od rodzaju wyprodukowane-go kompozytu. Zaobserwowano spadek wartości mikrotwardości wraz ze zwięk-szaniem się wartości obciążeń. Przy wyż-szych obciążeniach wartości te utrzymy-wały się na praktycznie stałym poziomie.

Odlewnictwo Współczesne

porowatym (preformie) jest przypadkowy. W drugiej metodzie pory są uporządko-wane. Obie metody nadają się do produk-cji elementów skomplikowanych. Metody uzupełniają się wzajemnie.

Metody otrzymywania kompozytów stal-brąz metodami „miejscowymi” i odlewniczymi.Processy lit'ja 2009, nr 1, s. 60–64, bibliogr. 8 poz. rez., sum.

Procesy produkcji kompozytów na osnowie metalowej nie są jeszcze do per-fekcji opanowane i dlatego ich właściwo-ści mechaniczne nie odpowiadają często stawianym wymaganiom. Dla obróbki po-wierzchniowej kompozytów najczęściej stosuje się umiejscowione w żądanym obszarze metody przekazywania ciepła z przemieszczeniem skoncentrowanych źródeł energii, na przykład promieniowa-nie laserowe, w tej liczbie także znajduje zastosowanie nanoszenie powłok. W opi-sanych badaniach największe znaczenie przywiązywano do fazowego składu nano-szonych pokryć. Dla rozwiązania proble-mów zastosowano modele matematyczne. Otrzymane wyniki pozwalają określić opty-malne warunki otrzymywania powierzch-niowych warstw z danych materiałów o zadanych geometrycznych parametrach i ich gwarantowane połączenie z osnową. Przeprowadzono obliczenia pola tempe-ratury przy laserowym natapianiu dwóch rodzajów materiałów: a) stal 80% i brąz 20% oraz b) brąz 80% i stal 20%. Przy małych obciążeniach najlepsze rezulta-ty daje stosowanie pokryć zawierających 20–30% brązu, a przy większych obciąże-niach pokrycia zawierające 70–80% brą-zu.

Page 46: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

45

Wyniki uzyskane dla stopów i kompozytów krzepnących kierunkowo porównywano z analogicznymi wynikami uzyskanymi dla materiałów krzepnących w całej objęto-ści. Wartości mikrotwardości były wyższe w stopach i kompozytach krzepnących w całej objętości.

Stosowanie krótkich włókien z alumi-nium i cząsteczek Mg2Si in situ w celu uzyskania wysokiej wytrzymałości termicznej hybrydowego kompozytu.Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 1–4, s. 239–245, bibliogr. 6 poz. sum.

W celu wzmocnienia struktury hybry-dowych stopów magnezu, do metalu wpro-wadzane były krótkie włókna z tlenku glinu i cząsteczki Mg2Si in situ. Do rozdrobnie-nia cząsteczek Mg2Si stosowano cząsteczki fosforu lub Ca F2. Badano wpływ wielko-ści cząsteczek krzemu, szybkości chłodze-nia po wprowadzeniu włókien tlenku glinu oraz dodatek rozdrabniaczy na rozdrab-nianie Mg2Si. Przeanalizowano mechanizm rozdrabniania struktury. Badano wytrzy-małość termiczną kompozytu wykonanego przez prasowanie w stanie ciekłym. Przed-stawiono schemat stanowiska do wykony-wania badań, a wyniki badań ujęto na wy-kresach i zdjęciach mikrostruktur.

Wpływ temperatury na wytrzymałość na rozciąganie kompozytu S9C1GT6 wytwarzanego metodą niebezpośred-niego prasowania w stanie ciekłym, składającego się z osnowy w postaci wtórnego stopu aluminium i wzmoc-nienia w postaci 20% wag. krótkich włókien. Giessereiforsch. 2008, Jg. 60, H. 3, s. 14–19, bibliogr. 14 poz. sum.

Przygotowano próbki kompozytu o osnowie w postaci wtórnego stopu alumi-nium S9C1GT6 (9%Si-1%Cu-0,35%Mg), którym metodą infiltracji nasączano pre-formy C.Itoh wykonane z nieciągłych włó-kien tlenku glinu i krzemionki (85%Al2O3-15%SiO2). Kompozyt odlewano techniką niebezpośredniego prasowania w stanie ciekłym po zbadaniu charakterystyki krzep-

nięcia stopu osnowy i optymalizacji para-metrów procesu takich, jak: temperatura metalu i formy, szybkość wtryskiwania metalu, temperatura podgrzewania włó-kien i ciśnienie prasowania. Badanie wy-trzymałości na rozciąganie otrzymanego w ten sposób kompozytu w temperaturze pokojowej i w temperaturach podwyższo-nych w stanie T6 wykazało 80% wzrost tego parametru w temperaturze 300°C w porównaniu z samym materiałem osno-wy. W temperaturze pokojowej kompo-zyt charakteryzował się wyższą wartością modułu Young’a (95–100 GPa w porów-naniu z 73 GPa samej osnowy), jednak jego wytrzymałość na rozciąganie była niższa. Niska wytrzymałość kompozytu w niskiej temperaturze w porównaniu z wytrzymałością stopu osnowy prasowa-nego w stanie ciekłym jest wynikiem wy-sokiej wartości VCRIT. Wysoka wytrzyma-łość na rozciąganie stopu podstawowego w wysokiej temperaturze zmniejsza różnicę naprężeń σum -σm (która jest miarą stopnia umocnienia stopu), która z kolei zmniej-sza VCRIT. Zmniejszona wartość VCRIT w wysokiej temperaturze zwiększa udział fazy wzmacniającej i powoduje obserwo-wane zjawisko przejścia od stanu całko-witego braku oddziaływania wzmocnienia w niskiej temperaturze do stanu pełnej efektywności oddziaływania wzmocnienia w wysokiej temperaturze.

Odlewnictwo Współczesne

Page 47: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

46

17. SYSTEMY ZAPEWNIANIA JAKOŚCI, STATYSTYCZNA

KONTROLA PROCESU (SPC), CERTYFIKACJA, KONTROLA

JAKOŚCI, BADANIA ODBIORCZE

Wpływ rozciągłości strefy ciastowatej i fazy intensyfikacji ciśnienia na mi-kroporowatość gazową w odlewach.Homm.e.Fond. 2009, nr 394, s. 11–15, bibliogr. 2 poz.

Opracowano model uwzględniający wszystkie zjawiska fizyczne i termody-namiczne towarzyszące powstawaniu po-rowatości w odlewach. Opracowanie to pozwoliło na wprowadzenie nowego mo-dułu do pakietu programów odlewniczych ProCAST stowarzyszenia ESI Group. Moduł ten nazywa się „APM” czyli „zaawansowa-ny moduł porowatości”. Moduł ten pozwala na przewidywanie mikroporowatości gazo-wej, która nie może być modelowania za pomocą tradycyjnego podejścia do proble-mu porowatości uwzględniającego jedynie skurcz w czasie krystalizacji. Schematycz-nie przedstawiono strefę, w której po-wstaje mikroporowatość gazowa. Jest ona wynikiem wspólnego oddziaływania dwóch procesów: a) skurczu w czasie krzepnięcia, który powoduje zasysanie, a więc spadek ciśnienia cieczy w przepuszczalnej strefie „ciastowatej” zgodnie z prawem Darcy’e-go; b) pierwiastki gazowe obecne w cieczy są mniej rozpuszczalne w stanie stałym, a więc krystalizacja powoduje mikrosegre-gację gazów w resztkowej cieczy.

Studium porównawcze porowato-ści i morfologii porów w kierunkowo krzepnącym stopie A356.Int.J. Metalcast. 2009, Vol. 3, nr 1, s. 39–50, bibliogr. 16 poz. sum.

Porowatość w stopach aluminium spo-wodowana jest przede wszystkim przez wodór. Powoduje ona spadek właściwości statycznych i dynamicznych w odpowie-dzialnych odlewach aluminium. W celu

Odlewnictwo Współczesne

zbadania tego oddziaływania przeprowa-dzono badania stopu A356, który był odle-wany grawitacyjnie i krzepnął kierunkowo. Odlewy były wykonywane z metalu topio-nego normalnie, w stanie po odgazowaniu i z metalu zagazowanego różnymi techni-kami. Zawartość wodoru w czasie topie-nia była mierzona urządzeniem ALSPEK H, działającym na zasadach elektroche-micznych. Badania aparatem filtracyjnym wyposażonym w porowatą tarczę (PoDFA) i test obniżonego ciśnienia (RPT) były wy-konywane równolegle z eksperymentami odlewniczymi mającymi na celu ocenę ja-kości metalu. Oceniano wpływ zawartości wodoru i czystości metalu na ilość, wymia-ry i lokalizację porowatości. Wymiary po-rów i współczynnik kształtu wzrastają ze wzrostem odległości od ochładzalnika.

Najnowsze osiągnięcia skompute-ryzowanej tomografii przemysłowej o wielu czujnikach i wielu źródłach.Homm.e.Fond. 2009, nr 392, s. 28–35, bibliogr. 3 poz. res., sum.

W celu zwiększenia obszaru zastoso-wania procesów tomografii komputerowej przedstawiono różne podejścia do rozwią-zania tego problemu na przykład z wyko-rzystaniem wielu źródeł promieni X oraz mikrozogniskowania źródeł o wysokim na-pięciu i dużej mocy. Pozwala to na kom-binację zastosowania zautomatyzowanej tomografii równocześnie w skali makro i w skali mikro w jednym procesie badawczym. Detektory cyfrowe na płaskiej płycie połączone z dedektorami liniowymi uwzględniają szybki skanning objętościo-wy i zbieranie danych o wysokiej jakości dla szerokiego zakresu wymiarów odlewu. Techniki te znajdują różnorodne zastoso-wanie, szczególnie w przypadku odlewów ze stopów lekkich.

Page 48: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

47

Operacyjno-technologiczne sterowa-nie jakością odlewów.Lit. Proiz. 2008, nr 6, s. 35–38

Opisano zasady operacyjno-techno-logicznego sterowania jakością odlewów z zastosowaniem doradczych systemów eksperckich. Jest to metoda podejmo-wania istotnych rozwiązań dla usunięcia wad odlewów w czasie realizacji techno-logicznego procesu produkcji. Podstawo-wym zadaniem dla opracowania tej me-tody jest stworzenie instrumentalnych metod uwzględniających konkretne para-metry danego procesu technologicznego produkcji odlewów. Program ekspercki znajduje się w pakiecie programów kom-puterowych. Charakteryzuje się on obec-nością funkcji przynależności określanych na wejściowych i wyjściowych zmiennych i przyjmowaniem ich faktycznych wartości dla określenia stopnia istotności każdej z nich. W tablicy pokazano przykład da-nych wejściowych i wyjściowych, stosowa-nych dla stworzenia „drzewka” rozwiązań opartych na generowaniu prawideł i logicz-nych wniosków. Przedstawione dane doty-czą procesu ciśnieniowego odlewania re-alizowanego dla stopów aluminium AK12. Artykuł ilustrowano licznymi przykładami rozwiązań opisywanego procesu.

Kontrola walców podczas ich produk-cji oraz w walcowni. Automatyczne badanie ultradźwiękowe w takich sa-mych układach, wymiana doświad-czeń i interpretacja wyników.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 5/6, s. 83–87, Zsfg.

Dzięki badaniom wykazano, że au-tomatyczne metody kontroli umożliwiają określenie bieżącego (aktualnego) stanu walców. Coraz większe znaczenie ma za-bezpieczenie walców podczas ich eksplo-atacji przez automatyczną kontrolę ich pracy. Taka kontrola eliminuje ich nie-planowane przestoje i awarie walcowni. Dzięki archiwizacji danych możliwe jest prześledzenie występowania nietypowych zjawisk, co ułatwia wyjaśnienie ich wy-stępowania. Dzięki takiej kontroli możliwe

jest ustalenie kryteriów badań i eksploato-wanie walców mimo wystąpienia określo-nych uszkodzeń.

Optyczne metody pomiaru stosowane w inżynierii „odwrotnej” i analizie ja-kości odlewów.Giesserei Rund. 2008, Jg. 55, H. 5/6, s. 88–90

W artykule opisano zastosowanie no-woczesnego skanera 3D typu ATOS firmy GOM znajdującego zastosowanie w kon-troli produkcji odlewów i w systemach za-pewnienia jakości do kontroli jakości wy-robów. Za pomocą tego urządzenia można skanować odlewy (wyroby) dowolnego kształtu. Dzięki precyzyjnemu pomiaro-wi można uzyskać na ekranie komputera z odpowiednim oprogramowaniem wier-ną kopię wyrobu (model w formacie STL). Taki model to zestaw danych wyrobu, któ-ry można wykorzystać w innych proce-sach, etapach produkcji. W dalszej kolej-ności opisano układ pomiarowy i sposób pomiaru. Ponadto dokonano porównania dwóch rodzajów pomiarów „cyklicznego”, polegającego na kontroli współrzędnych i optycznego. Przedstawiono zastosowanie tego urządzenia w inżynierii odwrotnej do odtwarzania w oparciu o pakiet danych 3D wyrobu jego rzeczywistego kształtu.

Korzyści z wprowadzenia kontroli pro-cesu technologicznego na przykładzie dwóch odlewni.Incast 2008, Vol. 21, nr 9, s. 16–19

Porównano skuteczność kontroli pro-cesu technologicznego w dwóch średniej wielkości odlewniach amerykańskich o od-miennym profilu produkcji; Dal-Air i Soli-diform. W odlewni Dal-Air, stosowany jest system zarządzania QMS, oparty o żąda-nia klientów i normy przemysłowe. Proces technologiczny wykonania odlewów jest monitorowany, mierzony i weryfikowany na bieżąco. Został on podzielony na trzy obszary: dotyczący klientów, produkcyj-ny i naprawczo-konserwacyjny. Omówio-no działania objęte tymi zakresami oraz

Odlewnictwo Współczesne

Page 49: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

48

sposób kontroli produkcji przez inspektora kontroli jakości. Odlewnia Solidiform po-siada wdrożony system jakości AS 9100 i certyfikat jakości ISO 9001 dostosowane do jakości odlewów dla przemysłu samolo-towego. Zakład podzielił realizację systemu jakości na 4 poziomy działania obejmują-ce politykę i metody produkcji, procedu-ry, instrukcje działania, dokumentowanie i archiwizację wyników. Zakład jest w peł-ni skomputeryzowany. Wszystkie działania przygotowawcze i technologiczne są wy-konywane komputerowo, stąd możliwość ciągłego nadzoru, kontroli i ewentualnej korekty procesu na odpowiednim etapie. Opisano poszczególne etapy procesu pro-dukcji.

18. MASZYNY I URZĄDZENIA

Prasy do wykonywania brykietów sprawdziły się w praktyce.Giesserei 2008, Jg. 95, H. 5, s. 106–109,

W firma Mann Diesel Gruppe produ-kuje elementy odlewane do dużych silni-ków okrętowych i elektrowni. Zdobyła ona uznanie na całym świecie i stale zwięk-sza wielkość produkcji. Ostatnio przepro-wadzono w niej modernizację, a jednym z elementów modernizacji było zakupienie nowoczesnego urządzenia do brykietowa-nia firmy RUF. Opisano jego eksploatację i przedstawiono charakterystykę tech-niczną urządzenia. Podczas brykietowa-nia wiórów za pomocą agregatu firmy RUF całkowicie usuwane są resztki smarów. W przypadku przetapiania brykietów ogra-nicza się zgar pierwiastków. Jest on mniej-szy niż w przypadku przetapiania luźnych wiórów.

Odlewnictwo Współczesne

Zastosowanie wkładki ceramicznej z Si3N4 w układzie wtryskowym ma-szyn ciśnieniowych gorącokomoro-wych.Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 5, s. 339–348, bibliogr. 21 poz.

W maszynach ciśnieniowych gorąco-komorowych, w temperaturze procesu, aluminium powoduje erozję stalowej tulei wtryskowej i tłoka. W celu wyeliminowa-nia tego zjawiska zastąpiono materiał tulei materiałem ceramicznym Si3N4. W trakcie prób z nowym materiałem stwierdzono powstawanie naprężeń w tulei, wynikają-cych z zacierania się w niej tłoka i w kon-sekwencji penetrację aluminium w szczeli-nę pomiędzy tłokiem i tuleją. Okazało się, że ciekły metal wchodzi w reakcję che-miczną z materiałem ceramicznym; krzem w materiale ceramicznym tulei reaguje z za-nieczyszczeniami żelaza znajdującymi się w stopie aluminium, a pochodzącymi z tygla, w którym metal był topiony. Aby uniknąć podobnych przypadków system wtryskowy maszyny ciśnieniowej jest okre-sowo czyszczony kwasem solnym, chociaż jak twierdzą autorzy nie jest to najlepsze rozwiązanie, ponieważ kwas może nisz-czyć materiał tulei ceramicznej, powodując spadek jej twardości i odporności na zu-życie. Opisano przebieg badań penetracji wkładki ceramicznej ciekłym aluminium, reakcje chemiczne zachodzące przy tym, właściwości mechaniczne materiału Si3N4 w układzie wtryskowym maszyn ciśnienio-wych.

Optymalne nagrzewanie. Zastosowa-nie elektrycznej dyszy do podgrzewa-nia przy odlewaniu ciśnieniowym ma-gnezu.Giesserei-Erfahrungsaust. 2008, nr 3, s. 12–13

Artykuł dotyczy optymalizacji procesu odlewania ciśnieniowego magnezu dzięki zastosowaniu dodatkowego podgrzewacza metalu dyszy głównej (ustnika, który słu-ży do regulacji temperatury podczas roz-grzewania formy) z podłączonymi do niej urządzeniami do regulacji temperatury.

Page 50: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

49

Zastosowano elektryczne ogrzewanie opo-rowe. Istotą tego rozwiązania jest zasto-sowanie układu w postaci rury spiralnej. Takie rozwiązanie umożliwia równomierne podgrzanie metalu w obszarze jego prze-pływu. Opisano budowę takiego „zwartego układu” do podgrzewania metalu. Opisano jego zastosowanie w odlewniach ciśnienio-wych nie tylko stopów cynku (stosowano dotychczas), ale i stopów magnezu. Zasto-sowanie tego układu daje duże oszczędno-ści energetyczne.

(Nie)łatwe zadanie. System analizy obrazu steruje opróżnianiem palet za-ładowanych gąskami.Giesserei-Erfahrungsaust. 2008, nr 3, s. 16–17

Artykuł dotyczy precyzyjnego opróż-niania palet załadowanych gąskami alu-minium za pomocą systemu do analizy obrazu w celu przeprowadzenia procesu przetopienia gąsek i otrzymania ciekłe-go metalu dobrej jakości. Aby wykorzy-stać system do analizy obrazu konieczne jest precyzyjne ułożenie gąsek na palecie. Opisano dokładnie sposób ułożenia gąsek na palecie. Opisano układ pomiarowo- rozładowczy i zasadę jego działania, która polega na skanowaniu powierzchni gąsek oraz ich wysokości ułożenia. Aby móc ko-rzystać z takiego automatycznego systemu urządzenia do rozładowywania i załadunku pieca konieczne jest przeprowadzenie ka-libracji poprzez umieszczenie gąski odnie-sienia w określonym miejscu obszaru ob-razu i dopiero wtedy możliwy jest pomiar zasadniczy, który polega na porównywaniu obrazów. Opisano go pokrótce.

Dopasowane do zastosowania. Możli-wości i metody produkcji rdzeni.Giesserei-Erfahrungsaust. 2008, nr 4, s. 20–23

W rdzeniarni w zależności od warun-ków produkcji stosuje się różne strzelarki do rdzeni, które współpracują z różnymi robotami i centrami produkcyjnymi. W

artykule scharakteryzowano firmę Hot-tinger Maschinenbau GmbH produkującą strzelarki do rdzeni o szerokiej możliwo-ści zastosowania. Urządzenia tej firmy można stosować zarówno w „zimnych” jak i „gorących” metodach produkcji rdze-ni. Podano krótki opis techniczny i spo-sób eksploatacji trzech grup strzelarek do rdzeni „Fastcore”. Urządzenia te stosuje się w produkcji rdzeni do form z pionowym po-działem. Drugi typ strzelarek to grupa HA, w których wytwarza się rdzenie do form z poziomym podziałem. Trzeci typ strze-larek to maszyny uniwersalne, typ HVA stosowane dla form o różnym podziale za-równo pionowym, jak i poziomym. W arty-kule przedstawiono także współpracę tych strzelarek z robotami oraz automatyczne składanie rdzeni w pakiety. Scharaktery-zowano automatyczny cykl produkcji rdze-ni, łańcuch ich produkcji.

Odlewnictwo Współczesne

Page 51: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

50

III Międzynarodowa Konferencja pt: „Innowacje w odlewnictwie ciśnieniowym”.

W dniach 10–12 maja 2010 roku w Kocierzu - pod patronatem naukowym Instytutu Odlewnictwa w Krakowie - od-była się III Międzynarodowa Konferencja pt: „Innowacje w odlewnictwie ciśnienio-wym”. Organizatorami konferencji byli: Sekcja Odlewnictwa Ciśnieniowego Zarzą-du Głównego STOP, Zarząd Główny STOP oraz Oddział Łódzki STOP.

W konferencji uczestniczyły 54 osoby reprezentujące odlewnie, wyższe uczelnie oraz dostawców maszyn i urządzeń, mate-riałów i surowców stosowanych w odlew-nictwie ciśnieniowym z kraju i zagranicy.

W czasie podzielonego na 3 sesje re-feratowe spotkania, wygłoszono 6 refera-tów oraz 6 prezentacji.

W pierwszym dniu (w godzinach przedpołudniowych) uczestnicy zwiedzili zakłady „Alumetal” w Kętach - wytwórca aluminiowych stopów odlewniczych.

Obrady konferencji rozpoczęły się po godzinie 16.00 powitaniem przez v-ce pre-zesa Zarządu Głównego STOP kol. Wiesła-wa Walczaka, członków Komitetu Nauko-wego konferencji oraz gości przybyłych z kraju i zagranicy.

Referat wprowadzający wygłosił Dy-rektor Instytutu Odlewnictwa, prof. Jerzy J. Sobczak. Przedstawił w nim aktualny stan odlewnictwa w Polsce i za granicą oraz prognozy i trendy rozwoju tej branży.

W pierwszej sesji prowadzonej przez prof. Józefa Sz. Suchego, dziekana Wydziału Odlewnictwa AGH, zaprezento-wano dwa referaty. Przedstawiciel firmy włoskiej IDRA s.r.l. pan Marek Czyżewski - w imieniu pana Fabrizzio Panni - przed-stawił referat pt.: „OL-S nowy produkt”, a następnie prof. Zbigniew Konopka z Po-litechniki Częstochowskiej wygłosił referat pt.: „Opis matematyczny zawiesiny meta-lowej”.

Sesję pierwszą zakończyła ożywiona dyskusja na temat wygłoszonych prezen-tacji.

Druga sesja, której przewodniczył prof. Zbigniew Konopka z Politechniki Często-chowskiej, rozpoczęła się w czwartek 11 maja o godzinie 10.00. Podczas tej sesji przedstawione zostały kolejno referaty:

„Zmiany zachodzące w warstwie -wierzchniej formy ciśnieniowej pod-czas jej pracy” - Aleksander Fajkiel, Edward Czekaj, Piotr Dudek (Instytut Odlewnictwa, Polska) „Zastosowanie systemu MAGMASOFT -do weryfikacji założeń i optymalizacji konstrukcji form ciśnieniowych” - Ry-szard Skoczylas (KOM-ODLEW, Pol-ska)„Modelowanie matematyczne wpływu -podstawowych parametrów techno-logicznych odlewania ciśnieniowego na wytrzymałość oraz twardość stopu AZ91” - Edward Czekaj, Piotr Dudek, Aleksander Fajkiel, Krzysztof Saja (In-stytut Odlewnictwa, Polska)„Odlewnictwo w czasach kryzysu” - -Bernard Błaszczak (FRECH Polska) „Określenie próżni w formie przy po- -mocy ilości powietrza” - Bernd J. Horst-kamp (InterGuss Giessereiprodukte GmbH, Niemcy)Odbyła się także prezentacja firmy

SAPP S.p.A - Mancini Diego, Apollonio Klaudio (Grupa SAPP S.p.A., Włochy).

Szkolenia-konferencje-seminaria-spotkania

Page 52: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

51

Odlewnictwo Współczesne Szkolenia-konferencje-seminaria-spotkania

O godzinie 14.30 rozpoczęła się sesja III, którą prowadził dr Aleksander Fajkiel

z Instytutu Odlewnictwa.Sesję zapoczątkowała prezentacja fir-

my Metals & Minerals, Polska Sp. z o.o, którą przedstawił p. Rafał Piech. Następ-nie zaprezentowano referaty:

„Odlewy ciśnieniowe zbrojone włók- -nem ciągłym” - Tomasz Reguła, Paweł Darłak, Piotr Dudek, Aleksander Faj-kiel (Instytut Odlewnictwa);„Nowa technologia otrzymywania wy- -sokojakościowych odlewów ciśnie-niowych” - Stanisław Pietrowski, Bo-gusław Pisarek, Ryszard Władysiak, Wiesław Walczak (Politechnika Łódzka, Silum Sp. z o.o. Opojowice, Polska)

Wszystkie zaprezentowane refera-ty zostały opublikowane w materiałach konferencyjnych (do nabycia w Centrum Informacji i Promocji Instytutu Odlewnic-twa).

Uczestnicy konferencji poza możliwo-ścią wysłuchania bardzo interesujących referatów i prezentacji mieli możliwość przeprowadzenia rozmów z referentami oraz przedstawicielami firm producentów maszyn, urządzeń i materiałów dla odlew-nictwa ciśnieniowego. Otrzymali materia-ły reklamowe tych firm oraz pamiątkową plakietkę.

W dniach 16–19.05.2010 odbyła się w Krakowie 27. Międzynarodowa Kon-ferencja „European Heritage". Organi-zatorem konferencji było Europejskie Stowarzyszenie Producentów Odlewów Precyzyjnych (EICF) przy współpracy z Instytutem Odlewnictwa i Stowarzysze-niem Technicznym Odlewników Polskich. Patronat konferencji objęli: Wicepremier, Minister Gospodarki - Waldemar Pawlak oraz Prezydent Miasta Krakowa - prof. Ja-cek Majchrowski.

EICF jest stowarzyszeniem od prze-szło 50 lat aktywnie działającym na rzecz odlewnictwa precyzyjnego w Europie, organizując coroczne spotkania swoich członków. Oprócz odlewni, członkami EICF są również wyższe uczelnie i jednostki badawczo-rozwojowe, a także producen-ci materiałów, maszyn i urządzeń dla od-lewnictwa precyzyjnego. Zainteresowani mogą uzyskać więcej informacji o EICF pod adresem www.eicf.org

Konferencji tradycyjnie już towarzy-szyła wystawa, na której swoje propo-zycje dla odlewni precyzyjnych prezen-towały liczne firmy i organizacje. W tym roku było ich 27. W pierwszym dniu kon-ferencji w godzinach popołudniowych jej uczestnicy spotkali się właśnie na terenie wystawy gdzie mieli możność porozma-wiania na interesujące ich tematy.

W drugim dniu konferencji po oficjal-nym jej otwarciu rozpoczęła się prezen-tacja przygotowanych referatów. Wiodący referat (key note lecture) pt. „Physico-chemical aspects of structural defects in investment casting" został wygłoszony przez doc. dr hab. inż. Natalię Sobczak.

27. Międzynarodowa Konferencja „European Heritage”

Page 53: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

52

Odlewnictwo Współczesne

Wszystkie wygłoszone referaty zo-stały przekazane uczestnikom na CD. Ten dzień zakończyła wizyta gości w Kopalni Wieliczka, gdzie przygotowano dla nich uroczystą kolację.

W drugim dniu konferencji konty-nuowano prezentację przygotowanych referatów, ale tylko do godziny 12-tej. Ostatnim w przedpołudniowej sesji było wystąpienie prof. dr hab. inż. Jerzego J. Sobczaka, który w imieniu zespołu auto-rów z Instytutu Odlewnictwa wygłosił re-ferat pt.: „Investment casting at Foundry Research Institute in Krakow".

Następnie zgodnie z programem kon-ferencji jej uczestnicy zostali przewie-zieni autokarami do Instytutu Odlewnic-twa. Mieli tutaj okazję do zapoznania się z możliwościami badawczymi Instytutu, zwiedzając Centrum Projektowania i Pro-totypowania, Zespół Akredytowanych Laboratoriów Badawczych oraz Centrum Badań Wysokotemperaturowych. Nale-ży zaznaczyć, że ich nowoczesne wypo-sażenie wzbudziło duże zainteresowanie i uznanie zwiedzających.

W trakcie pobytu w Instytucie goście mieli również możliwość wizytowania wy-stawy, na której swoje stanowiska przy-gotowały Centrum Polskiego Odlewnictwa (Instytut Odlewnictwa, Odlewnicza Izba Gospodarcza i Stowarzyszenie Techniczne Odlewników Polskich), Wydział Odlewnic-twa Akademii Górniczo-Hutniczej im. St. Staszica w Krakowie, Przedsiębiorstwo Innowacyjne Odlewnictwa SPECODLEW Sp. z o.o. (członek EICF), Ferro-Term Sp. z o.o - producent filtrów ceramicznych oraz firma „Heraeus Electo-Nite Polska Sp. z o.o., dostawca nowoczesnej apa-ratury badawczej. Duże zainteresowanie wzbudziła zorganizowana wystawa odle-wów artystycznych znanych polskich ar-tystów.

Również w dniu 18. maja odbyło się w siedzibie Instytutu Odlewnictwa posie-dzenie Sekcji Odlewnictwa Precyzyjnego - European Foundry Association (CAEF), w którym uczestniczyli przedstawiciele krajów europejskich przodujących w pro-dukcji odlewów precyzyjnych. Przedmio-tem obrad była aktualna sytuacja w bran-ży i prognozy na najbliższą przyszłość.

W ostatnim dniu konferencji przewi-dziano wyjazd na wycieczkę techniczną do WSK „PZL-Rzeszów" SA i Politechniki Rzeszowskiej. Niestety ze względu na po-wódź w Polsce Południowej plany te nie zostały zrealizowane.

W konferencji uczestniczyło przeszło 200 osób przede wszystkim z Europy, a także z Chin i z Japonii (w sumie 15 kra-jów). Zdaniem jej uczestników było to udane spotkanie zarówno pod względem prezentowanych materiałów, jak i możli-wości nawiązania bezpośrednich kontak-tów.

Page 54: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

53

Odlewnictwo Współczesne

W dniach 8–11 czerwca br. Instytut Odlewnictwa uczestniczył w Międzynaro-dowych Targach Poznańskich ITM 2010, Innowacje - Technologie - Maszyny, gdzie w ramach Parku Odlewnictwa i Nauka dla Gospodarki przedstawiał swoją ofertę, prezentując m.in. technologie i odlewy opracowane przez pracowników jednost-ki.

Międzynarodowe Targi Poznańskie ITM 2010

Tegoroczne Targi zostały uwieńczone sukcesem Instytutu Odlewnictwa. Odlewy artystyczne wykonywane z wytapianych lub wypalanych modeli syntetycznych i naturalnych zostały nagrodzone Złotym Medalem Targów Poznańskich.

W dniu 9 czerwca, podczas Gali Nagród, medal odebrał dyrektor Instytutu Odlewnictwa prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak

XI konferencja z cyklu Rzemiosło artystyczne i wzornictwo w Polsce pt. „Dawne i nowsze odlewnictwo w Polsce – wyroby żeliwne i inne”

W dniach 23–24 kwietnia br. odby-ła się w Toruniu kolejna, XI konferencja z cyklu Rzemiosło artystyczne i wzornic-two w Polsce pt. „Dawne i nowsze od-lewnictwo w Polsce – wyroby żeliwne i inne”,zorganizowana przez Toruński Od-dział Stowarzyszenia Historyków Sztuki (OT SHS) i Bibliotekę Uniwersytecką w Toruniu. Toruński Oddział SHS stanowi część ogólnopolskiej korporacji zawodo-wej o charakterze naukowym, skupiającej historyków sztuki, historyków, konserwa-torów zabytków - osoby zawodowo zwią-zane z szeroko rozumianą działalnością na rzecz ochrony dóbr kultury; będącej organizacją społeczną o charakterze non profit. Oddział Toruński, funkcjonujący od roku 1947, skupia obecnie 86 osób, z któ-rych znaczną część stanowią pracownicy naukowi Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, a także muzealnicy z Torunia i Regionu.

Problematyka badawcza, dominują-ca w każdym z jedenastu Oddziałów SHS i decydująca o ich specyfice, zdetermino-wana jest przez zainteresowania Człon-ków, te zaś w dużej mierze przez wie-lowiekowe uwarunkowania historyczne poszczególnych regionów. Oddział Toruń-ski przez wiele lat kompleksowo zajmował się zagadnieniami związanymi z zamkami krzyżackimi, badaniami nad sztuką Prus Królewskich, a od kilku lat problematyką rzemiosł artystycznych i ich współczesnej kontynuacji, a także dziejami sztuki Toru-nia [1].

Konferencję otworzyła Pani mgr Katarzyna Kluczwajd, Prezes Toruńskie-go Oddziału Stowarzyszenia Historyków Sztuki, której zwyczajowo, podobnie jak na sesjach „odlewniczych” w 2003 i 2006, przedstawiciel Instytutu Odlewnictwa w Krakowie wręczył drobny upominek – odlew sowy, symbol mądrości, wiedzy i nauki.

Page 55: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

54

Odlewnictwo Współczesne

Tematyka konferencji obejmowała następujące problemy:

23. kwietnia

Apliki z głową Meduzy i głową Apollina -do Pałacu w Łazienkach - okoliczności zamówienia, forma artystyczna, losy-(Anna Saratowicz-Dudyńska, Zamek Królewski w Warszawie)Pochwała partactwa (Jan J. Dreścik, -Muzeum XX Czartoryskich w Krako-wie) „Me fecit Nicolaus Petersilge in Thorn”. -Karta z dziejów nowożytnego ludwi-sarstwa w Toruniu (Bartłomiej Łyczak, UMK w Toruniu)Lufy żelazne ze zbiorów Muzeum Woj- -ska Polskiego (Roman Matuszewski, Muzeum Wojska Polskiego w Warsza-wie)Płyty żeliwne w zbiorach Muzeum -Sztuk Użytkowych, Oddziale Muzeum Narodowego w Poznaniu (Renata Sob-czak-Jaskulska, Muzeum Sztuk Użyt-kowych, Oddział Muzeum Narodowego w Poznaniu)„Lane żelaza” z XVIII i XIX w. w daw- -nym opactwie cysterskim w Lądzie nad Wartą (Janusz Dobesz, Politechnika Wrocławska we Wrocławiu), Żeliwne płyty drogi krzyżowej z Grodkowa (Ja-nusz Nowiński, UKSW w Warszawie)Żeliwne metamorfozy rzemiosła arty- -stycznego w XIX w. i na początku XX stulecia (Antoni R. Chodyński, Mu-zeum Zamkowe w Malborku)Zabytkowe ogrodzenia, kraty i furty -metalowe świadectwem działalności

warszawskich firm odlewniczych (A. Kasprzak-Miler: Zabytkowe ogrodze-nia, kraty i furty metalowe świadec-twem działalności warszawskich firm rzemieślniczych (Agnieszka Kasprzak-Miler, Biuro Stołecznego Konserwatora Zabytków w Warszawie)Żeliwo w Gościnnym Dworze na Pla- -cu Grzybowskim w Warszawie (Maria Brodzka-Bestry, Zamek Królewski w Warszawie)Żeliwo we wnętrzu (Anna Kostrzyń- -ska-Miłosz, Instytut Sztuki PAN w Warszawie)

24. kwietnia

Nagrobki żeliwne na Podolu - wybra- -ne przykłady i tendencje artystyczne (Bartłomiej Gutowski, UKSW w War-szawie) Nagrobki i krzyże na Cmentarzu Głów- -nym w Przemyślu (Dorota Zahel, Mu-zeum Narodowe Ziemi Przemyskiej w Przemyślu)Odlewane krzyże rzymskokatolickie -na mogiłach z cmentarzy obecnego pogranicza polsko-ukraińskiego (rejon mościski i starosamborski, Ukraina) (Urszula Olbromska, Muzeum Narodo-we Ziemi Przemyskiej w Przemyślu)Żeliwne odlewy artystyczne stosowa- -ne w produkcji przemysłowej na przy-kładzie elementów maszyn do szycia typu Singer (Jacek Przybylski, Jacek Krokosz, Instytut Odlewnictwa w Kra-kowie)Odlewnictwo artystyczne w Akademii -Górniczo-Hutniczej w Krakowie (Sta-nisław Rzadkosz, AGH w Krakowie)Antaba Drzwi Gnieźnieńskich a no- -woczesne metody komputerowego projektowania oraz wspomagania ob-liczeń (Stanisław Rzadkosz, Barbara Zamorska, Aldona Garbacz-Klempka, AGH w Krakowie)Kolos z Katedry Wawelskiej w minia- -turach (Stanisław Młodnicki, Stanisław Stożek, Karol Badyna, Instytut Odlew-nictwa w Krakowie)Odlewane pomniki Lwowa – przeszłość -i teraźniejszość (Zdzisław Żółkiewicz,

Page 56: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

55

Odlewnictwo Współczesne

Marek Żółkiewicz, Instytut Odlewnic-twa w Krakowie)Metal w filatelistyce (Jacek Krokosz, -Jerzy Tybulczuk, Jacek Wierzbicki, In-stytut Odlewnictwa w Krakowie)Możliwości wykorzystania zjawiska -fluorescencji rentgenowskiej do ba-dań składu chemicznego stopów me-tali z wykorzystaniem urządzenia NI-TON XL3t GOLDD (Jacek Krokosz, Rafał Pabiś, Instytut Odlewnictwa w Krakowie). Referat połączony z pre-zentacją badania zabytków.

Dużym zainteresowaniem cieszył się pokaz metody w postaci prezentacji me-dialnej i urządzenia do badań składu che-micznego stopów metali, stanowiący nie-jako zakończenie konferencji. Prezenterzy przedstawili zasadę działania przyrządu Niton oraz omówili podstawowe zalety metody.

Pokaz urządzenia firmy Niton do badań skła-du chemicznego stopów metali

Mało znana metoda była przedmiotem ożywionej dyskusji i nawiązania kontak-tów Instytutu Odlewnictwa z przedstawi-cielami muzeów Polski.

Warto nadmienić, że dzień wcześniej, to jest 22 kwietnia br. w godzinach po-południowych pracownicy Instytutu Od-lewnictwa, dzięki uprzejmości Dyrekcji Muzeum Okręgowego w Toruniu dokonali pomiarów składu chemicznego ekspona-tów „Skarbu ze Skrwilna”, „Skarbu z Nie-szawy” i sreber toruńskich metodą mikro fluoroescencji rentgenowskiej z wyko-rzystaniem urządzenia Niton XL3t 900s GOLDD.

Pomiar składu chemicznego jednego z ele-mentów „Skarbu ze Skrwilna” Muzeum Okrę-

gowego w Toruniu

Ze względu na bardzo interesujące odkrycie celowym jest przytoczenie kilku informacji w tym zakresie.

Otóż, w 1961 r. podczas prac arche-ologicznych w Skrwilnie pod Rypinem od-naleziono unikatowy zestaw renesansowej i manierystycznej biżuterii oraz srebrnych naczyń i sprzętów stołowych z drugiej po-łowy XVI i pierwszej połowy XVII w. Kosz-towności i klejnoty należały do mazowiec-kiej rodziny szlacheckiej Piwów.

Klejnoty i sprzęty stołowe rodziny Piwów dają obraz wyposażenia średnioza-możnego domu szlacheckiego w pierwszej połowie XVII w. i świadczą o wysokim po-ziomie życia i kultury w tym czasie. Skarb ze Skrwilna stanowi najcenniejszą część toruńskiej kolekcji złotniczej [2].

Pomiar obejmował elementy biżute-rii damskiej oraz tzw. srebra stołowe – świeczniki, łyżki, komplet do obmywania rąk (lavabo). Osobną grupę badań stano-wiły dzieła o funkcjach sakralnych, użyt-kowane niegdyś w kościołach toruńskich.

Page 57: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

56

Odlewnictwo Współczesne

Przykładowe eksponaty użyte do badań

Nad całością pomiarów czuwała Przed-stawicielka Muzeum Pani mgr Katarzyna Kluczwajd, starszy kustosz działu sztuki polskiej i europejskiej.

Przedstawicielka Muzeum Pani mgr Katarzyna Kluczwajd podczas pomiarów

Aktualnie otrzymane bardzo ciekawe wyniki z pomiarów przekazano do Dyrek-cji Muzeum Okręgowego w Toruniu, gdzie są przedmiotem wnikliwej analizy i będą wykorzystane do prac specjalistycznych, wydawniczych oraz do prezentacji mul-timedialnej w Internecie na stronach: Muzeum Okręgowego w Toruniu oraz In-stytutu Odlewnictwa w Krakowie.

Page 58: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

57

Przykłady wykorzystania skanera 3D w archeologii

Krokosz Jacek, Gil Andrzej, Pabiś Rafał

*Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Omówiono niektóre zagadnienia inżynierii odwrotnej i wskazano na możliwo-ści wykorzystania jej dla celów muzealnictwa ze szczególnym uwzględnieniem archeologii w obszarze dawnych odlewów z epoki brązu.

Stwierdzono, że prace te prowa-dzone w ramach działalności statuto-wej Instytutu Odlewnictwa zakończyły się sukcesem i istnieje realna możliwość w za-kresie rozszerzenia wykorzystania skanera 3D i analizatora składu chemicznego dla muzeal-nych obiektów niemetalicznych.

Przedstawiono kilka przykładów digitali-zacji przestrzennej wykonanej dla obiektów archeologicznych.

Jedną z często stosowanych w prze-myśle technik w zakresie wspomagania komputerowego jest inżynieria odwrot-na reverse engineering, polegająca na odtworzeniu elementów maszyn i urzą-dzeń. Dotyczy to także dziedzin humani-stycznych, jakim jest np. szeroko pojęte muzealnictwo w tym archeologia. Wy-konywanie kopii obiektów artystycznych i muzealnych czy zachowanie artefaktów, to tylko nieliczne przykłady w zakresie ochrony dziedzictwa kulturowego czło-wieka.

Wierność odtworzenia elementu w przypadku braku modelu lub doku-mentacji zależna jest głównie od dokład-ności „zdjęcia” (skopiowania) wymiarów z oryginału. Ten proces napotyka bardzo często na duże trudności spowodowane skomplikowanym kształtem modelu lub w przypadku np. obiektów muzealnych

niemożnością wykonania stosownych ma-tryc. Niejednokrotnie w przypadku tych ostatnich każda ingerencja „mechanicz-na” może doprowadzić do utraty całości lub części cech obiektu o bezcennej war-tości.

Naniesienie siatki pomiarowej na obiekcie w celu wykonania, np. ko-pii niezbyt poprawia ten stan rzeczy i w tym przypadku dokładność odtworze-nia kształtu i wymiarów pozostawia wiele do życzenia. Sytuacja znacznie polepsza się poprzez zastosowanie skanerów prze-strzennych 3D: optycznych, laserowych bądź kontaktowych.

Instytut Odlewnictwa w Krakowie wy-pełniając misję kultywacji dziedzictwa na-rodowego w zakresie ochrony dóbr mate-rialnych, w tym przedmiotów wykonanych technikami odlewniczymi, podjął kilka lat temu prace przyszłościowe związane ze stworzeniem wirtualnego muzeum, które miały na celu opracowanie ogólnych za-sad i metodyki badań nad zachowaniem przyszłych eksponatów w postaci zbioru danych do łatwej i elastycznej edycji oraz ekspozycji. Prace te zakończyły się pozy-tywnym efektem i aktualnie Instytutowi specjaliści kontynuują działania w tym zakresie.

Na rysunku 1 przedstawiono niektóre przykłady, które pozwoliły na opracowa-nie założeń projektu.

Z historii odlewnictwa...

Page 59: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

58

Odlewnictwo Współczesne

a)

b)

Rys. 1. Przykładowe modele bryłowe po ska-nowaniu 3D: a) zakończenie włóczni, b) kokila

z brązu (późna epoka brązu)

Przeprowadzone badania i otrzyma-ne wyniki pracy pozwalają stwierdzić, że warto, było podjąć ten jakże nowoczesny i przyszłościowy temat umożliwiający prezentację obiektów metalowych znaj-dujących się muzeach polskich tym bar-dziej, że możliwości i w tym obszarze są znaczące. Proces digitalizacji jest elemen-tem wyjściowym do dalszych działań.

Jak wynika bowiem z wykonanego już rozpoznania zapisana bryła przestrzen-na obiektu służyć może do innych celów. Edytory graficzne CAD (Computer Aided Design) dają możliwości zapisu np. w for-macie *.stl, powszechnie stosowanym w technikach szybkiego prototypowania typu FDM, EOS, LOM, Stereolitografii, Z-Corporation itd., co nie jest bez znaczenia w konserwacji i rekonstrukcji zabytków. Takie postępowanie pozwala na całkowite, wirtualno-rzeczywiste zachowanie obiektu przed rozpoczęciem procesu konserwacji poprzez sporządzenie kopii, np. z tworzy-wa sztucznego, metalu czy specjalnego

proszku. Warto wspomnieć, że większo-ścią z wyżej wymienionych technik Insty-tut Odlewnictwa już dysponuje w ramach działania Centrum Szybkiego Prototypo-wania

Zdarza się, bowiem tak, że „kruchość” poddawanego konserwacji obiektu jest przyczyną niejednokrotnie jego uszkodze-nia lub utraty niekiedy bezcennego zabyt-ku.

Innym działaniem w tym zakresie jest zapis rysunku bryłowego 3D w formatach *.STEP, *.Parasolid, *.IGS, stosowanych w technikach CAM, a więc realizowanych na centrach obróbczych.

a) b)

Rys. 2. Element formy kamiennej do odlewa-nia grzebienia a) oryginał przygotowany do skanowania 3D z naniesionymi markerami,

b) obraz po skanowaniu 3D

Takie stwierdzenia oparte są jedynie na wizualizacji obiektów. W tej sytuacji, przykładowo, przeprowadzono badania składu chemicznego elementu formy ka-miennej z epoki brązu z wykorzystaniem analizatora firmy NITON GOLDD USA

Przykładem wykorzystania wspoma-gania komputerowego w archeologii jest badanie składu chemicznego skał. Na ry-sunku 2 przedstawiono oryginalny element formy kamiennej stosowanej w epoce brązu do odlewania grzebieni. Interesują-cym jest fakt, że w literaturze przedmio-tu dotyczącej typu skał stosowanych na formy kamienne wymienia się najczęściej wapień, piaskowiec i gnejs bez jakiego-kolwiek uzasadnienia badawczego [1-7].

Page 60: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

59

Odlewnictwo Współczesne

(rys. 3) którego działanie opiera się na fluorescencji rentgenowskiej.

Analizator składu chemicznego firmy NITON jest obecnie najnowocześniejszym przedstawicielem tego typu sprzętu na świecie i służy do badań składu chemicz-nego różnorodnych materiałów. Anali-za chemiczna stopów metali, segregacja złomu obiegowego, badania w zakresie ochrony środowiska, recycling materia-łów, mineralogia, geologia, górnictwo, nauki humanistyczne (analiza użytych farb do malowania obrazów, archeologia), kontrola jakości wyrobów, nanotechnolo-gia to tylko kilka przykładów zastosowań tego typu analizatora.

Rys. 3. Analizator składu chemicznego firmy NITON GOLDD USA wykorzystujący fluore-

scencję rentgenowską

Zasada działania przyrządu wykorzy-stuje zupełnie inny sposób oceny bada-nych materiałów niż klasyczne spektro-metry, gdzie klasyfikacja opiera się na wytworzeniu łuku elektrycznego na po-wierzchni obiektu umieszczonego w at-mosferze gazu ochronnego np. argonu.

Taki pomiar powoduje niewielkie uszkodzenie powierzchni co niejedno-krotnie np. dla odlewów muzealnych jest w ogóle niedopuszczalne.

W przypadku analizatora Niton wy-korzystuje się tu promieniowanie X dzięki któremu wzbudzane są elektrony walen-cyjne pierwiastków. Sposób ich wzbudze-nia i przemieszczenie stanowi podstawę do oceny zawartości danego pierwiastka w badanym materiale.

Wielkimi zaletami analizatora NITON są jego: niewielkie wymiary, możliwość

pracy na dowolnym stanowisku badaw-czym (mobilość), szybki około 3 s. odczyt bądź to na ekranie przyrządu, bądź to na ekranie monitora komputerowego.

Ważniejsze dziedziny życia w których znalazł on zastosowanie to:

astronautyka i przemysł lotniczy, -motoryzacja, -odlewnictwo i nauki pokrewne, -farmacja, -archeologia (analiza np. ceramiki) -muzealnictwo, -inne. -Wyniki badań składu chemicznego

elementu formy kamiennej zestawiono w tabeli 1.

Bardzo wysoka zawartość Si potwier-dza tezę, że materiałem stosowanym na formy kamienne był piaskowiec, a jego różowawo-brązowe zabarwienie spowo-dowane jest znaczną zawartością Fe. Nie znaczy to jednak, że był to jedyny typ skał stosowanych na formy kamienne w epoce brązu. Dopiero większa ilość prób pozwo-liłaby wypełnić lukę w tej dziedzinie [8].

Tabela 1. Analiza składu chemicznego elementu formy kamiennej przedstawionej na

rysunku 2

Lp. Pierwiastek Zawartość%

Tolerancja +/- %

1 Zr 0,99 0,0112 Fe 1,98 0,223 Cr 0,221 0,0244 V 0,078 0,0245 Ti 0,417 0,0546 Al. 5,52 0,977 Si 90,01 2,28 Sb 0,001 0,009 Cu 0,011 0,00

Page 61: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

60

Odlewnictwo Współczesne

Autorzy digitalizacji 3D artefaktów muzealnych, w tym archeologicznych pra-gną wykorzystać uzyskane wyniki i umie-ścić tak przygotowane rysunki bryłowe w opracowywanych przez muzea kartach zabytków, wykorzystując np. oprogramo-wanie „MONA”, „EASYPANO” itp., co sta-nowiłoby rozwiązanie na miarę XXI w.

Dodatkowo opracowanie szczegółowej bazy danych mogłoby w przyszłości, w ra-zie konieczności być wykorzystywane dla celów prowadzonych śledztw w przypadku na przykład, kradzieży muzealnych.

Realizacja proponowanego tematu w zakresie wyrobów odlewanych, bądź ku-tych mogłaby być wykorzystywana także dla zabytkowych obiektów kamiennych, ceramicznych, drewnianych itp.

Chcąc przybliżyć tematykę szeroko pojętego dawnego odlewnictwa i nawiązać do wielowiekowych tradycji tego zawodu w Polsce, Instytut Odlewnictwa pragnie w imieniu całego Centrum Polskiego Od-lewnictwa zaprosić muzea polskie do uczestnictwa w przedsięwzięciu pod robo-czą nazwą projektu pt. „Wirtualne Muzeum - Metal w Historii Rozwoju Cywilizacji”. Duża ilość obiektów nie pozwala obecnie na zaprezentowanie ich w całości, dlatego też postanowiono wprowadzić systematy-kę przyjmując za kryterium obiekty od-lewane i kute wykonane w epoce brązu i w epoce żelaza.

Podsumowanie

Wspomaganie komputerowe w arche-ologii poprzez wykorzystanie skanerów 3D w muzealnictwie, w tym w archeolo-gii jest możliwe i daje znakomite wyni-ki. Przykładem są eksponaty stanowią-ce integralną część niniejszego artykułu.Wykonanie kopii obiektów muzealnych w tym archeologicznych niekiedy o bez-cennej wartości jest możliwe z minimalną ingerencją w strukturę artefaktu. Na pod-stawie przeprowadzonych przez Instytut Odlewnictwa badań w zakresie skanowa-nia 3D można ten proces rozszerzyć na inne obiekty muzealne [9]. Współczesna technika komputerowa pozwala także na precyzyjne określenie składu chemiczne-

go stopów metali nieżelaznych, stopów żelaza i materiałów niemetalicznych.

Literatura

Rusanow I. A, Smolko W. A., Kułakow B. 1. A.: Wozniknowienie litejnowo proizwod-stwa na Jużnom Urale. Litiejnoje Pro-izwodstwo 2001, nr 1, s. 5Ossowski G.: Osada i odlewarnia bronzów 2. przedhistorycznych w Zaricziu. Odbite w drukarni Uniwersytetu Jagiellońskiego pod zarządem A. M. Kosterkiewicza, Kra-ków 1889Sękowski K.: Kamienna forma odlew-3. nicza. Przegląd Odlewnictwa 1975, nr 5, s. 157Gierdziejewski K.: Zarys historii odlewnic-4. twa. Stalinogród 1954Piaskowski J.: Postępowe tradycje odlew-5. nictwa polskiego. Przegląd Odlewnictwa 1966, nr 7-8 s. 221 Sękowski K.: Początki odlewnictwa stopów 6. miedzi. Skrypt z konferencji naukowej „Nowoczesne tendencje w odlewnictwie metali nieżelaznych”, Instytut Odlewnic-twa, Kraków, 19-29 listopad 1997, s.73Tylecote R.F.: A History of Metallurgy. Se-7. cond edition. The Institute of Materials 1992Badania petrograficzne form kamiennych 8. z epoki brązu celem precyzyjnego okre-ślenia rodzaju materiału. Podrozdział rozprawy doktorskiej Jacka Krokosza pt. „Studium archeometalurgii i technik od-lewniczych z epoki brązu (940-750 lat p.n.e.) w świetle badań materiałoznaw-czych i technologicznych odlewanej sie-kierki”, Kraków 2008. (Promotor rozpra-wy: dr hab. inż. Stanisław Rzadkosz prof. AGH Wydział Odlewnictwa Katedra Two-rzyw Formierskich, Technologii Formy I Odlewnictwa Metali Nieżelaznych Akade-mia Górniczo – Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie)http://www.iod.krakow.pl9. /

Page 62: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

61

W publikacji naświetlono najnowsze tendencje w produk-cji odlewów w Polsce i zagranicą, wykorzystując dane zawarte w raporcie Amerykańskiego Stowarzyszenia Odlewnictwa (AFS – American Foundry Society) oraz wyniki badań statystycznych prowadzonych przez Instytut Odlewnictwa w Krakowie na zle-cenie Ministerstwa Gospodarki.

Omówiono prognozowanie produkcji w Stanach Zjed-noczonych oraz system klasyfikacji statystycznej odlewów w USA i w Polsce. Przedstawiono informacje o rynku odlewów ze stopów żelaza i metali nieżelaznych w Stanach Zjednoczonych, obejmujące m.in. sprzedaż, popyt i podaż, import, eksport, problem dumpingu, prognozy dotyczące produkcji odlewów oraz zmiany dot. liczby odlewni i ich zdolności produkcyjnych począwszy od 1955 roku.

W części dotyczącej rynku odlewów w Polsce przedsta-wiono status organizacyjny, strukturę własnościową, wielkość produkcji odlewni krajowych, strukturę produkcji odlewów ze stopów żelaza i metali nieżelaznych, stosowane technologie, zużycie materiałów wsadowych, eksport, strukturę zatrudnie-nia, sytuację finansową przemysłu odlewniczego.

Na zakończenie publikacji zobrazowano rynek odlewów na świecie biorąc pod uwagę wybrane kraje (znaczących produ-centów odlewów) Europy Zachodniej, Europy Wschodniej, Azji i obu Ameryk (bez Stanów Zjednoczonych). Zamieszczono rów-nież informacje o światowych stawkach za robociznę w prze-myśle odlewniczym.

Wydawnictwa

Publikacje

Page 63: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków

62

Odlewnictwo Współczesne

Opracowanie jest prezentacją wyników prac badawczych oraz wspomagających badania, prowadzonych w Instytucie Odlewnictwa w zakresie działalności statutowej w roku 2009 i jest kontynuacją wydawnictwa o analogicznej tematyce prezentującego tę działalność za 2008 rok. Przedstawiono w sposób syntetyczny rezultaty badań, w dużej części o naj-wyższym stopniu innowacyjności, realizowanych w wyniku zastosowania najnowocześniejszej aparatury i technologii, źródeł informacji naukowej technicznej i logistycznej. Omó-wiono również problemy organizacji i zarządzania, przygo-towania oraz wdrożenia technicznych i organizacyjnych me-tod, zapewniających wysoką jakość produkcji odlewniczej, odpowiadających wymaganiom przemysłu światowego. W zakresie zagadnień dotyczących informatyzacji, przed-stawiono analizę wykorzystania technologii informacyjnych w działalności naukowo-badawczej, zarządzaniu, dystrybu-cji efektów naukowych i praktycznych w odlewniach, a także w gospodarce krajowej.

Wiele z prezentowanych prac zostało opublikowanych, bądź będzie przedmiotem publikacji w wydawnictwach fachowych, zarówno krajowych, jak i zagranicznych.

Publikacja stanowić bedzie ofertę współpracy Jedno-stek Badawczo-Rozwojowych dla przedsiębiorstw w skali całej gospodarki.

Jest to pierwsza z serii kolejnych wydawnictw poświę-conych prezentacji osiągnięć wszystkich instytutów badaw-czych, skupionych wokół Rady Głównej Jednostek Badaw-czo-Rozwojowych. Kolejne części, w postaci wydawnictw periodycznych, poświęcone zostałyby instytutom podle-głym innym urzędom centralnym, nie tylko Ministerstwu Gospodarki.

Proponowana Czytelnikowi publikacja stanowi efekt korespondencji i uzgodnień z przedstawicielami tych in-stytutów, które nadesłały informacje tutaj wykorzystane.

Zapowiedzi wydawnicze

Page 64: ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE POLSKA I ŚWIAT 2/2010 · w odnawialne źródła energii w 2007 roku to Niemcy, Chiny, Stany Zjednoczone, Hiszpania, Japonia i Indie. Według szacunków