odlewnictwo współczesne - polska i Świat

3/2009 ISSN 1898-7257

W numerze m.in.:

Szybkie prototypowanie - •wykorzystanie techniki Z - Corporation do wykonania rzeczywistego obiektu bryłowego

Wybór informacji •z czasopism naukowo-technicznych

Z historii odlewnictwa: One •„broniły”Krakowa

INSTYTUT ODLEWNICTWA

ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE - POLSKA I ŚWIAT

MODERN FOUNDRY - POLAND AND THE WORLD

1

G ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE - POLSKA I ŚWIAT 3/2009 HG ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE - POLSKA I ŚWIAT 3/2009 H

Kwartalnik naukowo-techniczny Rocznik 2, nr 3/2009

ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE - POLSKA I ŚWIAT

BADANIA I STUDIA

R. Pabiś, K. Bryła, J. Krokosz: Szybkie prototy-powanie - wykorzystanie techniki Z-Corporation do wykonania rzeczywistego obiektu bryłowego (Cz. I).................................................................3

I. Izdebska-Szanda, A. Baliński: Wpływ modyfi-kacji chemicznej uwodnionego krzemianu sodu na rozkład i wielkość elementów jego nanostruk-tury...................................................................12

NORMALIZACJA W ODLEWNICTWIE

Informacje o normach .................................... 33

INFORMACJA NAUKOWO-TECHNICZNA

Wybór informacji z czasopism naukowo-technicz-nych ............................................................... 34

SZKOLENIA – KONFERENCJE – SEMINARIA – SPOTKANIA

Międzynarodowe Targi Poznańskie ITM 2009, Innowacje - Technologie - Maszyny" .............. 73

Z HISTORII ODLEWNICTWA

J. Krokosz: One "broniły" Krakowa................. 74

PUBLIKACJE

Zapowiedzi wydawnicze ................................ 82

STUDIES AND RESEARCH

R. Pabiś, K. Bryła, J. Krokosz: Rapid prototyping - practical application of Z-Corporation technique in fabrication of real 3D objects (Part I)............ 3

I. Izdebska-Szanda, A. Baliński: The effect of chemical modification of hydrated sodium silicate on the distribution and size of its nanostructural constituents.................................................... 12

STANDARDIZATION IN THE FOUNDRY PRACTICE

Information on standards ............................... 33

SCIENTIFIC AND TECHNICAL INFORMATION

A choice of information from the scientific and technical journals ........................................... 34

TRAINING – CONFERENCES – SEMINARS – MEETINGS

The International Poznan Fair ITM 2009, Innova-tions - Technologies - Machines".................... 73

FROM THE HISTORY OF FOUNDING

J. Krokosz: They were “defending” Cracow ... 74

PUBLICATIONS

Publishing announcements ............................ 82

1

2


Wydawca:

INSTYTUT ODLEWNICTWA

w Krakowie

REDAKTOR NACZELNY:

Andrzej BALIŃSKI

ZESPÓŁ REDAKCYJNY:

Jerzy 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

3


G Z

HIS

TO

RII

OD

LEW

NIC

TW

A H

G ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNE - POLSKA I ŚWIAT 3/2009 H

G B

AD

AN

IA I

STU

DIA

H

3

SZYBKIE PROTOTYPOWANIE – WYKORZYSTANIE TECHNIKI Z-CORPORATION DO WYKONANIA

RZECZYWISTEGO OBIEKTU BRYŁOWEGO (Cz. I)*

Rafał Pabiś, Krzysztof Bryła, Jacek Krokosz

* Artykuł zawiera najbardziej istotne elementy pracy magisterskiej dyplomanta Rafała Pabisia napisanej pod kierunkiem dra inż. Krzysztofa Bryły z Wydziału Matematyczno-Fizyczno-Technicznego, Instytutu Techniki UP w Krakowie, kierunku Edukacja Techniczno-Informatyczna. Praca realizowana była w Centrum Projektowania i Prototypowania Instytutu Odlew-nictwa w Krakowie.

WstępW procesie wytwarzania produktu kluczo-

wą rolę odgrywają trzy główne elementy: cena, jakość oraz czas. Niespełnienie choćby jednego z tych czynników w warunkach bardzo silnej kon-kurencji, powoduje wyeliminowanie producenta z rynku. Również prezentacja prototypu w posta-ci wirtualnej na ekranie monitora, nie jest już wy-starczająca dla potencjalnego klienta.

Już na samym początku tworzenia prototypu podczas wyboru konstrukcji, materiałów i tech-nologii produkcji, generowane są najważniejsze składniki kosztów jego wytwarzania. Kolejne etapy w rozwoju wyrobu prowadzą do wytworzenia mo-delu, dzięki któremu jeszcze w trakcie opracowy-wania finalnego produktu, możliwe jest ocenienie jego cech wizualnych, funkcjonalnych i ergono-micznych, jak również oceny rynkowej powstają-cego wyrobu. Tradycyjne metody wykonywania prototypu znacznie podnoszą cenę i czas wyko-nania wyrobu, ze względu na duży wkład pracy ręcznej [1, 2].

Szybki rozwój technik komputerowych wpro-wadził znaczny postęp w rozwoju oprogramowa-nia do wirtualnego modelowania wyrobów i tech-nologii wspomaganych komputerowo. Jednym z takich systemów wspomaganych komputerowo jest Rapid Prototyping w wielu odmianach, zależ-nych od sposobów budowy prototypu i zastoso-wanych materiałów [3].

Celem niniejszej pracy (cz. I) była anali-za głównych technik szybkiego prototypowania oraz zaprojektowanie koła pasowego z wyko-rzystaniem aplikacji Solid Edge with Synchronus Technology firmy Siemens i wykonanie modelu

W prototypu techniką Z-Corporation (3DP) z za-stosowaniem drukarki monochromatycznej 3D – ZPrinter® 310 Plus. Szybkie prototypowanie jest dziedziną techniki o stosunkowo niedługiej historii. W roku 1987 roku jako rezultat badań prowadzonych przez firmę 3D Systems wyłoni-ła się technika addytywnego wytwarzania części maszyn i urządzeń – stereolitografia (SL). Pro-ces opierał się na utwardzaniu laserem cienkich warstw ciekłego polimeru. Metoda ta zapocząt-kowała rozwój technik Rapid Prototyping, który trwa do dziś i stanowi obecnie rozwiązanie XXI w. w zakresie przygotowania prototypów [4, 5].

Rapid Prototyping (RP), czyli szybkie wyko-nywanie prototypów – jest to zespół technik po-zwalających na szybkie wykonanie skomplikowa-nych modeli, wzorców czy prototypów części na podstawie danych 3D-CAD bez użycia form czy narzędzi.

Model trójwymiarowy CAD z zastosowaniem różnych interfejsów takich jak: *.STL, *.SLC, *.HPGL, *.IGES, *.STEP, *.VDAFS itp., jest kon-wertowany na odpowiednie pliki i dalej dzielony za pomocą prostopadłych bądź równoległych do kierunku wytwarzania przekrojów na poszczegól-ne warstwy. Dzięki temu powstaje dokumentacja 2D wykorzystywana następnie w procesie RP jako opis do wykonania modelu fizycznego war-stwa po warstwie [6, 7].

Podział metod Rapid Prototyping, z uwagi na sposób budowy modelu, przedstawiono na ry-sunku 1, a rodzaj stosowanych materiałów i pro-cesów na rysunku 2.

4


Rys. 1. Klasyfikacja metod RP ze względu na sposób budowy modelu [3]

Rys. 2. Klasyfikacja metod RP ze względu na stosowane procesy i materiały [8]

5


Ciągły rozwój w zakresie polepszania wła-ściwości materiałów stosowanych w RP oraz co-raz lepsza dokładność wymiarów i wysoka jakość powierzchni prototypów sprawiła, że technika ta znalazła zastosowanie w wielu branżach. Głów-ne kierunki zastosowania metod RP przedstawia rysunek 3.

Rys. 3. Główne kierunki zastosowania RP [9]

Jak już wspomniano powyżej głównym ce-lem pracy było zaprojektowanie i wykonanie mo-delu koła pasowego w ramach inżynierii odwrot-nej. Brak producenta na rynku spowodowany likwidacją firmy oraz obsługi serwisowej spowo-dował konieczność odtworzenia części zapaso-wej z uszkodzonego urządzenia. Za wzór posłu-żył uszkodzony element na bazie którego „zdjęto wymiary z natury”.

Projekt i wykonanie modelu koła pasowego

Zaprojektowanie koła pasowego, jak i wykonanie rzeczywistego modelu techniką Z-Coropration (3DP), zostało zrealizowane w Centrum Szybkiego Prototypowania znajdują-cym się w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie.

Tworzenie modelu 3D elementu w Solid Edge składało się z kilku etapów:

P

Etap I: „Zdjęcie wymiarów z natury”, które pozwo- liło na sporządzenie rysunku konstrukcyjnego 2D koła pasowego (rys. 4).Ze względu na symetryczność odtwarzanego elementu do wykonania rysunku 3D sporządzo-no jedną czwartą szkicu.Etap II: Narysowanie jednej czwartej profilu koła pasowego i zwymiarowanie szkicu (rys. 5).

6


Rys. 4. „Zdjęcie wymiarów z natury”

7


Rys. 5. Szkic podstawowy koła pasowego z nanie-sionymi wymiarami – zrzut ekranu z programu Solid

Edge

Etap III: Końcowa modyfikacja geometrii bryły. Etap ten jest ściśle powiązany z późniejszym wykonaniem gotowego produktu. Należy tutaj pamiętać o końcowej obróbce jakiej będzie pod-dany element, na przykład po odlaniu koła trzeba odciąć układy wlewowe, zeszlifować powierzch-nie i wykonać zaokrąglenia. Powinno się również pamiętać podczas projektowania o możliwości zaoszczędzenia materiału, z którego ma być wy-konany produkt. Jest to ważne zwłaszcza w ma-sowej produkcji wyrobu. W tym celu stosuje się między innymi zaokrąglenia i wycięcia tworzące ramiona koła pasowego. Etap IV: Wykorzystanie funkcji modelowania bry-łowego: Obrót, Kopia Lustrzana, Wytnij, Zaokrą-glenie do wykonania modelu 3D ze szkicu pła-skiego (rys. 6).

Rys. 6. Gotowy rysunek 3D koła pasowego

Etap V: Zapis modelu CAD w formacie *.stl. Jest to konieczne do późniejszego odczytania pliku przez oprogramowanie urządzenia RP. Zapis *.stl to model CAD opisany siatką trójkątów po poligonizacji powierzchni przedstawia rysunek 7.

Rys. 7. Model CAD zapisany w formacie *.stl

W pliku tym zapisywane są współrzęd-ne wierzchołków i dane określające orientację ścianki (skierowanie ścianki do wewnątrz, czy na zewnątrz modelu). Podczas zapisu do formatu *.stl można również ustalić dokładność odwzo-rowania powierzchni trójkątami. Im bardziej do-kładne będzie to odwzorowanie, czyli im zostanie użyta większa ilość trójkątów, tym model będzie lepiej odpowiadał obiektowi, który chcemy uzy-skać [11].

Wykonanie modelu rzeczywistego koła pasowego techniką Z-Corporation (3DP)

Do wykonania rzeczywistego modelu koła pasowego, zostało wykorzystane jedno z do-stępnych w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie urządzeń RP – monochromatyczna drukarka 3D, ZPrinter® 310 Plus firmy Z-Corporation. Wybór tego urządzenia uwarunkowany był relatywnie niskim kosztem wykonania prototypu w stosunku do innych maszyn RP, będących na wyposażeniu Instytutu Odlewnictwa (LOM, FDM, Solidscape). Stanowisko do wykonywania modeli techniką Z-Corporation przedstawia rysunek 8.

W

8


Rys. 8. Stanowisko do wykonywania modeli techniką Z-Corporation będące na wyposażeniu Instytutu Od-lewnictwa w Krakowie (od lewej: drukarka ZPrinter® 310 Plus, komora do oczyszczania modeli sprężo-

nym powietrzem, komputer)

Drukarka umożliwia wykonanie modelu o maksymalnych rozmiarach: 203 x 254 x 203 mm. Jednak to ograniczenie nie wpływa na osta-teczną wielkość modelu, ponieważ można po-dzielić całą bryłę na mniejsze części, a następnie je posklejać. Posiada ona jedną głowicę z 304 dyszami, nanoszącą spoiwo na kolejne warstwy proszku.

Proces wykonania rzeczywistego modelu koła pasowego rozpoczęto od wczytania wcze-śniej zapisanego pliku w formacie *.stl do opro-gramowania sterującego drukarką. Program ZPrint dokonuje podziału modelu 3D na warstwy, co umożliwia późniejsze wykonanie elementu i ustawienie wysokości pojedynczej warstwy – dla drukarki ZPrinter® 310 Plus wynosi ono od 0,089 mm do 0,203 mm.

W programie ustalono również pozycję mo-delu w komorze roboczej (rys. 9).

Rys. 9. Ustalanie pozycji modelu w komorze roboczej – zrzut ekranu z programu ZPrint

Po wykonaniu tych czynności sprawdzono prawidłową ilość proszku, jak i spoiwa do wyko-nania modelu i włączono drukarkę. Zaletą opro-gramowania ZPrint jest to, że generuje on raport (rys. 10), w którym są zawarte informacje, tj.: grubość warstwy, ilość warstw – przekrojów, czas drukowania, ilość zużytego spoiwa i proszku.

Do wykonania koła pasowego został użyty proszek zp131 oraz lepiszcze zb60. W przypad-ku koła pasowego ustalono grubość warstwy na 0,1016 mm. Dla zadanego parametru system po-dał ilość warstw – przekrojów: 196, czas druku: 44 min, oraz ilość wymaganego spoiwa: 35,3 ml i proszku: 84,13 cm3.

Rys. 10. Końcowy raport programu ZPrint

9


Po zamknięciu okna raportu przystąpiono do pracy. Warunkiem koniecznym rozpoczęcia druku jest to, aby w komorze drukarki panowa-ła temperatura około 40°C. Stworzenie takich warunków ma na celu osiągnięcie odpowiedniej wilgotności, a także sprzyja lepszej polimeryzacji spoiwa.

Proces wydruku polega na nałożeniu przez wałek zgarniający warstwy proszku z zasobnika z proszkiem do komory przestrzeni roboczej, a następnie nałożeniu lepiszcza w postaci kropel za pomocą ruchomej głowicy.

Ciekłe spoiwo dokonuje złączenia luźnej warstwy proszku. Proces nakładania lepiszcza na kolejną warstwę proszku obrazuje rysunek 11. Po każdym takim procesie ruchoma platforma, na której budowany jest model zostaje obniżona o kolejną warstwę i cykl się powtarza. W trakcie drukowania po zbudowaniu kilku warstw dysze głowicy są oczyszczane w stacji dokującej.

Rys. 11. Nanoszenie spoiwa na warstwę proszku

Po wykonaniu wszystkich warstw modelu, pozostawiono go w komorze na około godzinę w celu utwardzenia spoiwa. Następnie model wyjęto z drukarki (rys. 12) i poddano końcowej obróbce.

Rys. 12. Wyjmowanie koła pasowego z komory roboczej

Końcowa obróbka gotowego koła pasowego składała się z kilku czynności. W pierwszej ko-lejności należało oczyścić model z pozostałości luźnego proszku poprzez przedmuchanie sprę-żonym powietrzem w przeznaczonej do tego celu komorze do oczyszczania modeli (rys. 13).

Rys. 13. Oczyszczanie modelu sprężonym powie-trzem w komorze

Następnie model nasycono żywicą epoksy-dową (żywica organiczna z glikolem etylenowym) – Epidian E52, wymieszaną z utwardzaczem aminowym Z-1 w proporcji 100:13. Kompozy-cja ta przeniknęła na głębokość około 3 mm, co znacznie podwyższyło wytrzymałość prototypu.

Zwiększenie wytrzymałości modelu koła uzyskano po około 12 godzinach od nasycania. W przypadku braku żywic organicznych można

10


do nasycania zastosować np. lakier nitrocelulo-zowy – Capon, cyjanoakrylan itp.Ostatnim krokiem było bardzo delikatne wygła-dzenie powierzchni poprzez zeszlifowanie jej przy pomocy papieru ściernego.

Rysunek 14 przedstawia model CAD zapro-jektowanego koła pasowego oraz rzeczywisty prototyp – efekt końcowy.

Rys. 14. Koło pasowe: a) model CAD, b) rzeczywisty prototyp wykonany techniką Z-Corporation (3DP)

Wykonany prototyp koła pasowego został przekazany do weryfikacji wymiarowej metodą inżynierii odwrotnej z zastosowaniem skanera ATOS III 400.

PodsumowanieSzybkie prototypowanie to zespół technik,

dzięki którym model wirtualny 3D, widoczny jedy-nie na ekranie komputera, można w szybki spo-sób przekształcić w fizyczny prototyp. Metody Rapid Prototyping znajdują coraz większe zasto-sowanie w procesie rozwoju produktu. Przyczy-niają się do przyspieszenia oraz obniżenia kosz-tów produkcji zarówno prototypów, jak i gotowych produktów.

Model rzeczywisty wytwarzany metodami RP powstaje z kolejno nakładanych na siebie warstw materiału. Obecnie w metodach szybkiego pro-totypowania wykorzystywane są takie materia-ły, jak: fotopolimery, woski, tworzywa sztuczne, proszki metali, materiały ceramiczne oraz papier. Dzięki zastosowaniu warstwowej budowy mode-lu technikami tymi można wykonywać przedmioty o bardzo złożonych kształtach, zarówno we-wnętrznych, jak i zewnętrznych. W zależności od wybranej techniki RP i użytego do budowy materia-łu, uzyskuje się modele o różnych właściwościach i przeznaczeniu.

Do wykonania zaprojektowanego koła paso-wego wykorzystana została metoda Z-Corporation (technika 3DP). Jest to jedna z tańszych technik szybkiego prototypowania.

Budowa modelu polegała na naprzemiennym łączeniu dwóch składników: proszku i lepiszcza. Proszek niezwiązany w całość bryły, a służący jedynie za podpory, można z łatwością powtórnie wykorzystać. Technika ta nadaje się również do wykonywania modeli o dużych gabarytach.

Ze względu na niewielkie wymiary komory roboczej drukarki (dla drukarki ZPrinter® 310 Plus 203 x 254 x 203 mm), elementy wielkofor-matowe należy wcześniej podzielić na mniejsze fragmenty. Po wykonaniu wszystkich części po-szczególne elementy łączy się w całość za po-mocą klejów, np.: cyjanopanu. Na gotowy wyrób wykonany na drukarce monochromatycznej moż-na nanosić kolorowe powłoki, w celach wizualiza-cyjnych. W przypadku drukarek kolorowych nie jest to konieczne.

Prototyp koła pasowego został przekaza-ny do weryfikacji wymiarowej z wykorzystaniem skanera przestrzennego (inżynieria odwrotna).

P

a)

b)

11


Literaturahttp://sowa.iod.krakow.pl/iod/csp/polska/index.html (8.03.2009)1. Oczoś K.: Rapid Prototyping w procesach odlewniczych. Część I – Istota i charakterystyka metod szybkie-2. go wytwarzania prototypów. Pr. IOd, 1997, T XVII, z. 4, s. 349–376Chlebus Edward i inni: Innowacyjne technologie rapid prototyping – rapid tooling w rozwoju produkt. 3. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2003Kowalska-Bany K., Krokosz J.: Szybkie Prototypowanie – Rys Historyczny, wg: Wohlers Terry, Rapid Pro-4. totyping, Tooling & Manufacturing State of the Industry Annual Worldwide Progress Report, Wohlers Re-port 2005, Wohlers Associates, Inc., Odlewnictwo Współczesne – Polska i Świat, 2008, R. 2, nr 3, s. 3–9.www.wohlersassociates.com/history.pdf (21.03.2009)5. Oczoś K.: Rapid Prototyping w procesach odlewniczych. Część I – Istota i charakterystyka metod szybkie-6. go wytwarzania prototypów. Pr. IOd, 1997, T. XLVII, z. 4, s. 349–376Oczoś K.: Rapid Prototyping – znaczenie, charakterystyka metod i możliwości. Mechanik, 1997, R. LXX, 7. nr 10, s. 441–452Chlebus E.: Techniki komputerowe CAx w inżynierii produkcji. WNT, Warszawa 20008. Chojnowska K.: Model wirtualny wsparty wydrukiem 3D. Design News w Mechanice 9. i Elektronice, 2008, nr 03Domański J, Plewicki J.: Stereolitografia, 1999, CADCAM Forum, nr 510.

12


WPŁYW MODYFIKACJI CHEMICZNEJ UWODNIONEGO KRZEMIANU SODU NA ROZKŁAD I WIELKOŚĆ

ELEMENTÓW JEGO NANOSTRUKTURYIrena Izdebska-Szanda, Andrzej Baliński

WstępSzkło wodne, czyli roztwór wodny krzemianu

sodu o wzorze ogólnym Na2O-xSiO2 jest jednym z najstarszych spoiw nieorganicznych. Jednak jako spoiwo odlewnicze ma stosunkowo krótką historię, rozpoczętą w latach 50-tych XX wieku przez Petřelę [1], który opatentował sposób wy-korzystania tego tworzywa jako spoiwa utwar-dzającego się w wyniku oddziaływania gazo-wego CO2. Jego zalety doceniono szczególnie ze względu na łatwą dostępność i niską cenę w porównaniu z trudno osiągalnymi i drogimi spoiwami organicznymi. Lata 90-te ubiegłego stulecia zachwiały jego pozycją na rynku (pro-ces globalizacji). Nadal jest jednak popularne i stosowane szczególnie w odlewniach staliwa. Udział odlewów wykonywanych z zastosowa-niem mas formierskich ze spoiwem w postaci uwodnionego krzemianu sodu utwardzanego ciekłymi estrami lub dwutlenkiem węgla, stanowi w krajach europejskich do 20% ich całkowitej pro-dukcji. Pomimo ciągłego rozwoju technologii pro-dukcji spoiw organicznych, głównie żywic synte-tycznych, charakteryzujących się coraz mniejszą toksycznością, systematycznym ograniczaniem ich ilości w masie formierskiej oraz coraz dosko-nalszymi metodami kontroli właściwości techno-logicznych mas [2, 3], ostatnie lata to renesans zainteresowania nieorganicznym spoiwem, jakim jest uwodniony krzemian sodu. Jest ono docenia-ne już nie tylko ze względów ekonomicznych, ale i ze względów ekologicznych [4]. Ekologia sta-ła się czynnikiem motywującym do prowadzenia prac badawczych nad jego ulepszeniem i mody-fikacją, mających na celu zbliżenie właściwości technologicznych mas formierskich z udziałem tego spoiwa, do właściwości uzyskiwanych przy stosowaniu spoiw organicznych.

Aby zapewnić spoiwom krzemianowym na-leżną im pozycję na rynku materiałów formierskich

Struktura uwodnionego krzemianu soduO właściwościach wytrzymałościowych mas

formierskich ze spoiwem w postaci uwodnionego krzemianu sodu, oprócz ich składu i parametrów procesu utwardzania, decyduje struktura tego spo-iwa. Ponieważ uwodniony krzemian sodu o mo-dule molowym M interesującym dla odlewnictwa (M = 2−2,5) ma charakter koloidalny, zapropono-wano uproszczony model koloidalnego roztworu krzemianu sodu i wykorzystanie go do regula-cji procesu utwardzania spoiwa w odlewnictwie [9, 10, 11]. Model ten zakłada, że krzemian sodu jest układem, złożonym z micel i roztworu inter-micelarnego. Micela (rys. 1) składa się z jądra

W

S

w wielu ośrodkach krajowych i zagranicznych trwają intensywne prace nad jego modyfikacją, pozwalające na uzyskanie korzystnych parame-trów technologicznych, przy zachowaniu ich eko-logicznie korzystnego charakteru [5, 6, 7, 8].

i powłoki solwatacyjnej, która obejmuje dwie warstwy: adsorpcyjną (wewnętrzną) nazywaną również warstwą Sterna i dyfuzyjną (zewnętrz-ną). Jądro zawiera SiO2 i aniony krzemianowe, a powłoka solwatacyjna - jony Na+ i molekuły H2O, przy czym jony sodowe znajdujące się tej powłoce i w roztworze intermicelarnym są zhy-dratyzowane. Molekuły i jony w warstwie adsorp-cyjnej poruszają się razem z micelą (wykonują ruchy Browna) i są trwale związane z jądrem, a molekuły i jony w warstwie dyfuzyjnej - tylko luźno. Natomiast molekuły i jony w roztworze intermicelarnym poruszają się samodzielnie [12, 13].

13


Rys. 1. Uproszczony model miceli uwodnionego krzemianu sodu

Jądro miceli, łącznie z otaczającymi ją jona-mi przeciwnego znaku i warstewką wody zaad-sorbowanej, nosi nazwę miceli, czyli cząstki kolo-idu. W przypadku uwodnionego krzemianu sodu warstwa ta zawiera zarówno jony, jak i cząstki rozpuszczalnika (wody). Woda w warstwie hy-dratacyjnej cząstek uwodnionego krzemianu sodu występuje zarówno w adsorpcyjnej, jak i dyfuzyjnej części warstwy i może być określana jako woda wewnętrznie i zewnętrznie związana. Woda wewnętrznie związana w warstwie adsorp-cyjnej wykonuje wraz z cząstką ruchy Browna, w przeciwieństwie do zewnętrznie związanej wody w warstwie dyfuzyjnej. Oprócz wody zwią-zanej, w uwodnionym krzemianie sodu w roztwo-rze intermicelarnym występuje woda wolna [10].

Roztwór intermicelarny w uwodnionym krze-mianie sodu jest elektrolitem, dlatego występują-ce w nim jony występują również w warstwie hy-dratacyjnej. Metodę badania wielkości i rozkładu wielkości cząstek opisano na stronie 16.

Koloidalna struktura uwodnionego krzemia-nu sodu determinuje jego właściwości wiążące wykorzystywane w odlewnictwie.

Modyfikacja uwodnionego krzemianu sodu dodatkami morfoaktywnymi

Masy z uwodnionym krzemianem sodu cha-rakteryzują się zbyt dużą wytrzymałością reszt-kową (czyli wytrzymałością masy formierskiej po jej nagrzaniu do określonej temperatury i ostu-dzeniu do temperatury otoczenia), a tym samym gorszą wybijalnością i utrudnioną regeneracją. Tworzenie się spieków wynikające ze skłonności układu Na2−SiO2 do reagowania z krzemionką, można ograniczyć poprzez zmniejszenie ilości spoiwa w masie, pod warunkiem poprawy jego właściwości wiążących [14, 15, 16].

Niektóre dodatki i modyfikatory, jak np. fos-forany, poprawiają rozluźnialność utwardzonej masy i ułatwiają odzysk piasku kwarcowego [17]. Wybijalność i regenerację zużytych mas moż-na też poprawić przez dodatek organicznych utwardzaczy i modyfikatorów, które pozwalają na zmniejszenie zawartości uwodnionego krzemia-nu sodu w masach, przy czym najlepsze wyniki daje wprowadzanie modyfikatorów w stadium au-toklawowego roztwarzania szkliwa [8, 18, 19].

Zdaniem niektórych naukowców [8], nieko-rzystne właściwości uwodnionego krzemianu sodu jako spoiwa wynikają m.in. z gorszego niż w przypadku spoiw organicznych zwilżania po-wierzchni ziarn piasku kwarcowego, czego przy-czyną może być brak grup funkcyjnych typu -NH2, =CONH, -CONH2, -COOH i in. w strukturalnej budowie krzemianu. Grupy te aktywują pierwsze stadium tworzenia się strukturalnej wytrzymało-ści mas. Dlatego zaproponowano wprowadzanie tych grup w postaci modyfikatorów poprawiają-cych właściwości uwodnionego krzemianu sodu.

Dotychczas przeprowadzone badania wy-kazały, że najkorzystniejsze warunki termodyna-miczne do chemicznej modyfikacji uwodnionego krzemianu sodu istnieją w procesie autoklawo-wego rozpuszczania szkliwa krzemianowo-sodo-wego w wodzie. Uwodnione aniony krzemianowe przechodzą wtedy w sposób ciągły do roztworu i ulegają hydrolizie, a równocześnie tworzą się aniony polikrzemianowe i kationy metalu alkalicz-nego (sodu). Wprowadzane w tym etapie mody-fikatory mają korzystny wpływ na kształtowanie

M

Jądro SiO2

Warstwa dyfuzyjna

Warstwa adsorpcyjna (warstwa Helmholtza-

Sterna)

H2O

H2O

H2O

Roztwór intermicelarny

Na +

Na +

Jony Na +

14


się struktury i właściwości spoiwa krzemianowe-go. Prawdopodobnie powstają wówczas struktu-ry z wzajemnie przenikającymi się sieciami typu IPN (Inter Penetrating Net) i w rezultacie matryca polimerowa krzemianu sodu zostaje wzmocnio-na wiązaniami polimeru organicznego. Wstępne wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych w Instytucie Odlewnictwa, dotyczących wpływu autoklawowej modyfikacji chemicznej uwodnio-nego krzemianu sodu jednym z wytypowanych związków morfoaktywnych zastosowanym w ilo-ści 1% wskazują na skuteczność tego rodzaju modyfikacji chemicznej [18, 19].

Dlatego dokonano w warunkach laboratoryj-nych selekcji grupy modyfikatorów, wprowadza-nych w strukturę uwodnionego krzemianu sodu w różnych etapach procesu wytwórczego.

W oparciu o badania wstępne, do właści-wych badań wytypowano trzy najkorzystniejsze typy dodatków modyfikujących, tzn.:

Polialkohol winylowy – C1, [-CH2-CH(OH)-]n Jest to termoplastyczny polimer niewystę-

pującego w stanie wolnym (hipotetycznego) al-koholu winylowego; otrzymywany w wyniku al-kalicznej hydrolizy polioctanu winylu zawierający do 20% niezhydrolizowanych grup octanowych, jeden z nielicznych polimerów rozpuszczalnych w wodzie, nietoksyczny. W badaniach zastosowano 50-procentowy roz-twór polialkoholu winylowego C1.

Polioctan winylu – C3Jest to syntetyczny polimer termoplastycz-

ny, otrzymywany w wyniku polimeryzacji octanu winylu; zależnie od stopnia polimeryzacji jest miękki, żywicowaty lub kruchy; palny; pęcznieje w wodzie i alkoholach; wykazuje dobrą przyczep-ność do wielu materiałów; W badaniach stosowano polioctan winylu C3 o następującej charakterystyce:• zawartość suchej substancji – 49,0%• lepkość dynamiczna wg Brookfielda RVT –18,60 Pa·s • zawartość koagulatu – 0,009%• pH – 3,9.

Wodna dyspersja kopolimeru octanu winylu z estrem winylowym nasyconego, rozgałęzio-nego kwasu monokarboksylowego – C6

Jest to dyspersja wodna, otrzymywana w obecności anionowych środków powierzchnio-wo czynnych. Obecność estru winylowego czy-ni go polimerem o dobrej odporności na alkalia i wodę.

Może być używany w pełnym stężeniu, lub po rozcieńczeniu wodą. Jest mieszalny z inny-mi dyspersjami polimerów i kopolimerów winylo-wych, w tym głównie octanu winylu.

Po odparowaniu wody tworzy się jedno-rodny, przezroczysty film o dobrej adhezji do różnego rodzaju materiałów porowatych, w tym szczególnie do podłoża cementowego lub ce-mentowo-wapiennego, drewna, itp. Dyspersje te są mieszalne z nieorganicznymi wypełniaczami i pigmentami. W badaniach stosowano kopolimer C6, o nastę-pującej charakterystyce:

zawartość suchej substancji – 50,5%• lepkość dynamiczna wg Brookfielda RVT • – 2,35 Pa·spH – 4,1• zawartość koagulatu – 0,005%•

Proces autoklawizacji prowadzony był w sta-łych warunkach, tj. w temperaturze 160−180°C, pod ciśnieniem 0,6−0,8 MPa. Czas trwania procesu roztwarzania wynosił około 3 godziny. Roztwór po roztwarzaniu, znajdujący się w au-toklawie, rozprężano i następnie opróżniano au-toklaw.

Uwodniony krzemian sodu po procesie auto-klawizacji, jak i po zatężaniu poddawano filtracji.Po uśrednieniu, otrzymany odprężony uwodnio-ny krzemian sodu posiadał gęstość 1,248 g/cm3 i moduł molowy ≈ 3,0. Ponieważ założono, że wartość modułu molowego uwodnionego krze-mianu sodu przeznaczonego do badań wynosi M ≈ 2, przy gęstości ρ ≈ 1,5 g/cm3, roztwór po uśrednieniu poddawano korekcie modułu (przez wprowadzenie określonej ilości roztworu wodoro-

15


tlenku sodu) i zatężano. Zatężanie prowadzono poprzez odparowanie wody. Przy ciągłym mie-szaniu uwodniony krzemian sodu ogrzewano do temperatury około 100°C i tak utrzymywano aż do uzyskania gęstości ρ = 1,5 g/cm3.

Modyfikację chemiczną prowadzono przed etapem zatężania wprowadzając do uśrednione-go roztworu uwodnionego krzemianu sodu o sko-rygowanym module na poziomie M = 2, czynniki morfoaktywne w ilości 0,1%−1,0% w stosunku do sumy tlenków (Na2O, SiO2).

Uwodnione krzemiany sodu – po odprężeniu, zatężeniu oraz modyfikacji – poddano analizie na zawartość tlenków (Na2O, SiO2) i oznaczono ich gęstość oraz moduł.

W wyniku przeprowadzonej modyfikacji uzy-skano dziewięć próbek spoiw modyfikowanych,

Tabela 1Charakterystyka otrzymanych niemodyfikowanego i modyfikowanych uwodnionych krzemianów sodu

oznaczonych kolejno symbolami: C1-0,1, C1-0,5, C1-1,0 modyfikowane polial-• koholem winylu C1,C3-0,1, C3-0,5, C3-1,0 – modyfikowane • polioctanem winylu C3,C6-0,1, C6-0,5 i C6-1,0 – modyfikowane • dyspersją wodną kopolimeru octanu winylu z estrem winylowym C6.W tych samych warunkach wykonana została

również próbka niemodyfikowanego chemicznie uwodnionego krzemianu sodu SR.

Wyniki podstawowych badań fizykochemicz-nych uzyskanych spoiw przedstawiono w tabeli 1.

Symbol NazwaIlość

modyfikatora

ZawartośćModuł

molowyGęstość,

g/cm3Na2O, % SiO2, %

SR Szkło wodne rozprężone - 14,53 28,89 2,05 1,501

C1-0,1 Szkło wodne modyfikowane polialkoholem 0,1 13,89 29,35 2,18 1,501



C3-0,1 Szkło wodne modyfikowane polioctanem winylu 0,1 14,56 28,32 2,0 1,500



C6-0,1 Szkło wodne modyfikowane kopolimerem octanu winylu 0,1 14,05 28,91 2,12 1,501



16


Przeprowadzone badania chemiczne, zwią-zane z wprowadzaniem różnych czynników mor-foaktywnych do uwodnionego krzemianu sodu na różnych etapach jego wytwarzania wykazały, że wszystkie organofunkcyjne dodatki modyfikujące tj. C1, C3 i C6, wprowadzane w ilości od 0,1– 1,0% w stosunku do sumy tlenków (Na2O + SiO2), w niewielkim tylko stopniu wpływały na skład chemiczny otrzymywanego produktu końcowego - roztworu krzemianu sodu.

Spektroskopia korelacji fotonowej PCS – zasada pomiaru

Znajomość struktury cząsteczki jest nie-zmiernie ważnym elementem - tak w projekto-waniu procedur analitycznych prowadzących do wykrywania i oznaczania tych substancji, jak i w planowaniu przemian chemicznych (reakcji) prowadzących do modyfikacji struktury, mającej na celu otrzymanie związków o założonych wła-ściwościach fizycznych i chemicznych, lub jak w niniejszej pracy, do określenia wpływu chemicz-nej modyfikacji uwodnionego krzemianu sodu na zmiany struktury cząstek koloidalnych.

Strukturę molekularną jonów krzemiano-wych w roztworze i cząstek koloidalnych bada się różnymi metodami. Badania te należy pro-wadzić w taki sposób, aby w trakcie przygoto-wywania próbek do pomiarów nie wprowadzać zmian, które zniekształcają wyniki. Należy przy tym pamiętać, że wyniki uzyskane na podstawie badań roztworów rozcieńczonych nie zawsze są przekładalne na stężone roztwory przemysłowe. Do badania frakcji koloidalnej najlepiej nadaje się metoda dynamicznego rozpraszania światła, czy spektroskopia korelacji fotonów [12, 10, 20].

W celu określenia wpływu modyfikacji uwod-nionego krzemianu sodu organofunkcyjnymi do-datkami morfoaktywnymi, na zmiany właściwości strukturalnych (generowanie wiązań typu IPN), zastosowano spektroskopię korelacji fotonowej PCS (Photon Correlation Spectroscopy).

Analiza PCS stanowi znaczny postęp w ob-szarze metod pomiarowych wielkości cząstek, szczególnie tych o średnicy poniżej 1000 nm. Umożliwia badanie próbki w stanie naturalnym, nie powoduje jej zniszczenia i zmian struktural-

nych [21]. W tego rodzaju metodzie dokonuje się pomiarów ruchów Browna i na tej podstawie ana-lizuje wielkość cząstek. Ruchy Browna należą, jak wiadomo, do zjawisk stochastycznych (przy-padkowych), wynikających z oddziaływania czą-stek rozpuszczalnika (lub gazu) na cząstki znaj-dujące się w badanym ośrodku. Metoda PCS jest zwykle stosowana do pomiaru wielkości małych cząstek w fazie ciekłej.

Górna granica stosowalności PCS zależy zwykle od gęstości próbki, natomiast dolna od jej skłonności sedymentacyjnych. Stosując metodę PCS niezbędne jest przeprowadzanie pomiaru w ściśle określonej temperaturze. Wiąże się to z koniecznością uwzględnienia lepkości dyna-micznej ciekłej fazy rozpraszającej, która prze-cież ściśle zależy od temperatury. Temperatura pomiaru musi być utrzymywana na stałym pozio-mie, aby zapobiec ewentualnym zaburzeniom ru-chów Browna na skutek zaistnienia ruchów kon-wekcyjnych [12].

Światło, przechodząc przez układ koloidalny, może ulegać rozproszeniu pod pewnym kątem. Występowanie tego zjawiska pomaga scharakte-ryzować układ ilościowo. Ilość światła rozproszo-nego umożliwia wnioskowanie o jego strukturze. W izodyspersyjnych układach cząstek kulistych, pomiary tego rodzaju mogą służyć do bezpo-średniego oznaczania wielkości cząstek. Liczba cząstek zależy wówczas od natężenia światła rozproszonego. Jest to słuszne zarówno w przy-padku koloidów, jak i makrocząsteczek.

Z uwagi na to, że chcemy dokonać pomiaru światła rozproszonego w celu określenia pewnych właściwości próbki, istnieje konieczność oddzie-lenia incydentalnego światła pochodzącego ze źródła światła, od światła rozproszonego. Może to być realizowane przez zastosowanie skupio-nego źródła światła lub światła dobrze ognisko-wanego. Warunki takie spełnia światło laserowe. Urządzenie do pomiaru zmian natężenia światła może działać jako detektor, określający ekstynk-cję próbki (sumę rozproszenia i absorpcji). Roz-praszanie światła zachodzi pod pewnym kątem w medium, przez które przemieszcza się światło lasera. Pozostałość określana jest zwykle jako „tło". Ze względu na to, że światło ulega silne-

S

17


mu rozproszeniu na granicy ośrodków o różnych współczynnikach refrakcji (współczynnik refrak-cji dla powietrza wynosi 1,0, dla wody 1,33, dla szkła 1,5−1,6) ważne jest, aby światło rozproszo-ne na krawędzi kuwety, w której znajduje się ba-dane medium, nie było analizowane przez detek-tor. Można to osiągnąć przy stosowaniu pomiaru pod kątem padania wiązki światła, wynoszącym 90°. W przypadku pomiarów pod różnymi kątami, kuweta musi być umieszczona w przeźroczystym zbiorniku, wypełnionym cieczą o takim współczyn-niku refrakcji, który minimalizuje zmiany współ-czynnika refrakcji na krawędzi kuwety. Detektor (zwykle jest ich kilka) składa się z elementów optycznych (soczewki i apertury, czyli szczeliny regulującej szerokość wiązki światła laserowego) określających oś optyczną i zakres stosowanych kątów pomiarowych. Oś optyczna detektora musi być bardzo precyzyjnie ustawiona w stosunku do osi wiązki światła laserowego. Najbardziej czułe detektory mogą wykrywać nawet pojedyncze fo-tony. W niektórych nowoczesnych urządzeniach zastosowano fotopowielające liczniki fotonów, które wytwarzają impuls elektryczny, gdy foton zostanie wykryty przez czułą fotokatodę. Elek-tron wyrzucany z fotokatody jest przyspieszany w polu elektrycznym o wysokim napięciu, uderza w dynodę (wtórną katodę), powodując wybicie z niej więcej niż jednego elektronu. Proces ten jest powtarzany w 12 lub większej liczbie etapów, co powoduje multiplikację procesu i w efekcie wzrost liczby elektronów do 107 lub więcej. Tak powstały impuls elektryczny jest wzmacniany i przekształcany na standardowy impuls logicz-ny, który może być liczony i zmieniany w innych modułach elektronicznych. Impuls ten posiada napięcie kilku woltów i długość 50 ns [22].

Detektor nie może reagować na inny foton, dopóki poprzedni proces nie zostanie zakończo-ny, dlatego też maksymalna szybkość zliczeń jest ograniczona do 20 mln fotonów/sekundę. Intensywność rozpraszania światła może być regulowana przez stosowanie różnych wielkości apertury, usytuowanej na wejściu do detektora, różnych mocy lasera oraz - jeżeli to możliwe - przez stosowanie różnej koncentracji próbki.

Dolna granica stosowania metody PCS za-

leży głównie od zanieczyszczeń badanego me-dium, mocy i długości fali światła zastosowane-go lasera. Jeżeli istnieje konieczność mierzenia wielkości cząstek o średnicy rzędu 1 nm, wów-czas niezbędne jest przeprowadzenie filtracji ba-danej próbki w celu usunięcia cząstek większych. Działanie takie nie daje jednak odpowiedzi na pytanie jaki procent mierzonych w ten sposób cząstek znajduje się w rzeczywistym roztworze. Wskazuje to na trudności interpretacyjne wyni-ków uzyskanych metodą PCS, w przypadku ba-dania mieszanin, w których znajdują się cząstki o bardzo różnorodnych średnicach.

W starszych przyrządach do analizy pomia-ru wykorzystywana jest jedynie teoria Fraunhofe-ra rozproszenia światła, która zakłada że cząstka jest znacznie większa od długości fali zastosowa-nego światła, cząstki wszystkich rozmiarów roz-praszają światło równomiernie oraz że cząstka nie jest przeźroczysta i nie przepuszcza światła. Założenia te nie są spełnione dla wielu materia-łów, a w przypadku materiałów z bardzo drobny-mi cząstkami mogą spowodować błędy sięgające 30%. Gdy wielkość cząstki jest zbliżona do dłu-gości fali zastosowanego światła, rozpraszanie światła staje się zjawiskiem złożonym, charakte-ryzującym się występowaniem maksimów i mini-mów intensywności rozproszenia.

Najnowsze przyrządy stosują w pełnym za-kresie pomiaru teorię Mie, która całkowicie roz-wiązuje równania określające wzajemne oddzia-ływanie światła z fazą rozproszoną.

Bardzo dobra dokładność pomiaru wymaga jednak bardzo dokładnej znajomości współczyn-ników refrakcji fazy rozpraszającej i rozproszonej oraz lepkości dynamicznej badanego roztworu. Przeprowadzane pomiary dotyczą całej próbki i nie powodują jej zniszczenia, czy też wywołania jakichkolwiek zmian strukturalnych. Rozkład ob-jętościowy cząstek jest mierzony bezpośrednio i w przypadku stałej gęstości cząstek jest identycz-ny z rozkładem masowym. Tego rodzaju technika pomiarowa charakteryzuje się wysokim stopniem powtarzalności i odtwarzalności wyników badań. Obserwując rozpraszanie światła pod pewnym kątem, można stwierdzić, że w przypadku czą-stek mniejszych od 60 nm światło poziomo spo-

18


laryzowane jest rozpraszane izotropowo (inten-sywność rozpraszania w płaszczyźnie polaryzacji jest jednakowa we wszystkich kierunkach). Jeżeli cząstki są większe od około 60 nm, rozpraszanie ulega zniekształceniu, natomiast w przypadku cząstek o średnicy porównywalnej z długością fali użytego światła, rozpraszanie jest złożoną funkcją z maksimami i minimami, w zależności od kąta rozpraszania. Teoria Mie rozwiązuje do-kładnie elektromagnetyczne równania Maxwella

określając maksima i minima intensywności roz-praszania światła w przypadku gdy d~λ.

Schemat typowego układu, wykorzystujące-go metodę PCS, przedstawia rysunek 2.

Rys. 2. Schemat typowego układu wykorzystującego metodę PCS [23]

Charakterystyczne sygnały generowane są przez detektor i fotopowielacz. Zadaniem kore-latora jest porównanie sygnału pochodzącego od światła rozproszonego, w funkcji określonych przedziałów czasu. Dokonuje on pomiaru stop-nia podobieństwa pomiędzy dwoma sygnałami intensywności rozproszenia światła (rys. 3).

Rys. 3. Podstawowa zasada pracy korelatora w metodzie PCS – porównanie sygnałów intensywności rozpra-szania światła I w określonych odstępach czasu δτ [21].

badana próbka

wiązka światła laserowego

termostat

apertura

polaryzator

detektor

korelator

laser

komputer

fotopowielacz

19


Badania wielkości cząstek oraz ich roz-kładu w niemodyfikowanym i modyfiko-wanych chemicznie spoiwach krzemiano-wych

Do badań nanostruktury i wielkości cząstek w niemodyfikowanej i w modyfikowanych prób-kach uwodnionego krzemianu sodu zastosowa-no metodę PCS z wykorzystaniem aparatu Au-toSizer Lo-C firmy Malvern, wyznaczając rozkład wielkości cząstek przez pomiar intensywności rozpraszania światła [24, 25]. Stanowisko ba-dawcze przedstawia fotografia (rysunek 4).

Rys. 4. Stanowisko do pomiaru wielkości cząstek metodą spektroskopii korelacji fotonowej za pomocą

aparatu AutoSizer Lo-C z wewnętrznym laserem

Określenie parametrów wyjściowych do ba-dań strukturalnych uwodnionego krzemianu sodu

Do badań struktury uwodnionych krzemia-nów sodu metodą PCS niezbędne było określe-nie takich parametrów, jak:

współczynnik refrakcji fazy rozpraszającej • nr,współczynnik refrakcji fazy rozproszonej • (cząstek) n,lepkość dynamiczna n• d badanego układu, określona w temperaturze, w której prowa-dzona jest analiza PCS.

Fazą rozpraszającą jest dla uwodnionych krzemianów woda, o współczynniku refrakcji nr = 1,33.

W oparciu o wcześniejsze doświadczenia [12, 25], dla zapewnienia odpowiednich wartości parametrów dla pomiaru PCS, przyjęto zasadę stosowania roztworów o jednakowym udziale sumy tlenków (SiO2+Na2O) wynoszącym 7%, jako składników fazy rozproszonej, tworzących strukturę uwodnionego krzemianu sodu.

Wartość współczynnika refrakcji fazy roz-proszonej uwodnionego krzemianu sodu, okre-ślono za pomocą refraktometru Abby’ego, sto-sując metodę interpolacji uzyskanych wartości współczynników refrakcji dla wodnych roztwo-rów zawierających 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 i 90% uwodnionego krzemianu sodu oraz dla nie-rozcieńczonego uwodnionego krzemianu sodu.

W tabeli 2 przedstawiono równania opisu-jące zmianę wartości współczynnika refrakcji w funkcji zawartości sumy tlenków oraz odpowia-dające im wartości kwadratu współczynnika ko-relacji (R2).

B

Gęstość określono z zastosowaniem mikro-procesorowego miernika gęstości MG-2 z termo-statem Peltiera. Lepkość kinematyczną określo-no z zastosowaniem kapilary Ubbelohde oraz aparatu do pomiaru czasu przepływu ViscoClock i termostatu w postaci łaźni wodnej (Schott). Ba-dania przeprowadzono z zastosowaniem wod-nych roztworów uwodnionego krzemianu sodu, zawierających 7% sumy tlenków. Temperatura pomiarów wynosiła 25°C. Wyniki oznaczeń po-dano w tabeli 3.

Zależność pomiędzy poszczególnymi para-metrami (lepkością kinematyczną, lepkością dy-namiczną, gęstością i współczynnikiem refrakcji) pokazują wykresy cząstkowe (rys. 5) i wykres zbiorczy na rysunku 6.

fotopowielacz

20


Tabela 2Równania opisujące wpływ zawartości fazy rozproszonej (sumy tlenków x) w uwodnionym krzemianie sodu na

zmianę wartości współczynnika refrakcji n fazy rozproszonej

Tabela 3 Gęstość ρ, lepkość kinematyczna ηk, lepkość dynamiczna ηd badanego modyfikowanego i niemodyfikowanego

uwodnionego krzemianu sodu oraz współczynnik refrakcji n fazy rozproszonej

Rodzaj uwodnionego krzemianu sodu n = f(x) R2

SR n = 7 · 10-6 · x2 + 0,0017 · x + 1,3317 0,9990

C1-0,1 n = 4 · 10-6 · x

2 + 0,0017 · x + 1,3312 0,9995

C1-0,5 n = 6 · 10-6 · x2 + 0,0016 · x + 1,3317 0,9987

C1-1,0 n = 5 · 10-6 · x2 + 0,0017 · x + 1,3315 0,9992

C3-0,1 n = 5 · 10-6 · x2 + 0,0018 · x + 1,3317 0,9982

C3-0,5 n = 7 · 10-6 · x2 + 0,0017 · x + 1,3319 0,9975

C3-1,0 n = 6 · 10-6 · x2 + 0,0017 · x + 1,3325 0,9972

C6-0,1 n = 6 · 10-6 · x2 + 0,0017 · x + 1,3319 0,9989

C6-0,5 n = 3 · 10-6 · x2 + 0,0018 · x + 1,3317 0,9961

C6-1,0 n = 5 · 10-6 · x2 + 0,0018 · x + 1,3315 0,9993

Rodzaj uwodnionego

krzemianu sodu

ρ,g/cm3

ηk, mm2/s

ηd, 10-3 Pa· s n

SR 1,05409 1,17125 1,23460 1,5717

C1-0,1 1,04943 1,18031 1,23865 1,5412

C1-0,5 1,04862 1,20419 1,26274 1,5517

C1-1,0 1,04945 1,17642 1,23459 1,5515

C3-0,1 1,05554 1,16833 1,23321 1,5617

C3-0,5 1,05728 1,19594 1,26448 1,5719

C3-1,0 1,05511 1,16474 1,22892 1,5625

C6-0,1 1,05523 1,16753 1,23202 1,5618

C6-0,5 1,04927 1,16178 1,21902 1,5417

C6-1,0 1,05044 1,17940 1,23889 1,5615

21


Rys.5. Wpływ modyfikacji chemicznej uwodnionego krzemianu sodu na jego parametry fizykochemiczne (ρ - gęstość, ηk - lepkość kinematyczna,ηd - lepkość dynamiczna, n - współczynnik refrakcji)

Rys. 6. Zestawienie właściwości fizykochemicznych dla modyfikowanych i niemodyfikowanego krzemianu sodu

1,0441,0461,0481,05

1,0521,0541,0561,058

SR

C1-

0,1

C1-

0,5

C1-

1,0

C3-

0,1

C3-

0,5

C3-

1,0

C6-

0,1

C6-

0,5

C6-

1,0

, g/c

m³

1,141,151,161,171,181,191,2

1,21

SR

C1-

0,1

C1-

0,5

C1-

1,0

C3-

0,1

C3-

0,5

C3-

1,0

C6-

0,1

C6-

0,5

C6-

1,0

k, m

m²/

s

1,191,2

1,211,221,231,241,251,261,27

SR

C1-

0,1

C1-

0,5

C1-

1,0

C3-

0,1

C3-

0,5

C3-

1,0

C6-

0,1

C6-

0,5

C6-

1,0

d, 10

-3Pa

·s

1,521,53

1,541,551,56

1,571,58

SR

C1-

0,1

C1-

0,5

C1-

1,0

C3-

0,1

C3-

0,5

C3-

1,0

C6-

0,1

C6-

0,5

C6-

1,0

n

ρ, g

/cm

3η d,

10-3P

aּs

η, m

m2 /s

η

11,05

1,11,15

1,21,25

1,31,35

1,41,45

1,51,55

1,61,65

SR

C1-

0,1

C1-

0,5

C1-

1,0

C3-

0,1

C3-

0,5

C3-

1,0

C6-

0,1

C6-

0,5

C6-

1,0

ρ[g/cm3]

hk, [mm2/s]

hd, [10-3 Pa·s]

n

ρ, g/cm3

ηk, mm2/s

ηd, 10-2 Pa·s

η

22


Jak widać najwyższą lepkość dynamiczną wykazują roztwory wodne krzemianu sodu C1-0,5 i C3-0,5, natomiast najwyższy współczynnik refrakcji fazy rozproszonej charakteryzuje spo-iwo niemodyfikowane SR i modyfikowany krze-mian C3-0,5. Współczynnik refrakcji fazy rozpro-szonej w badanych próbkach wzrasta wraz ze wzrostem gęstości .

Analiza wielkości cząstek z zastosowaniem metody PCS

Analizę wielkości cząstek fazy rozproszonej przeprowadzono dla roztworów podstawowych o stężeniu 7% sumy tlenków (SiO2+Na2O) - roz-twory niefiltrowane, a ze względu na polidysper-syjność badanych roztworów, również dla roztwo-rów filtrowanych, w celu stwierdzenia obecności elementów struktury, które w roztworach niefiltro-wanych mogą być zdominowane przez większe elementy.

Zastosowano trójstopniową filtrację grawi-tacyjną pod stałym ciśnieniem hydrostatycznym (układ filtracyjny Sartorius), kolejno przez filtry celulozowo-estrowe o rozmiarach porów: 3,0; 1,2 i 0,65 μm.

Zastosowano następujące oznaczenia ba-danych próbek niemodyfikowanego uwodnione-go krzemianu sodu:

SR – nf – roztwór niefiltrowany,• SR – f3,0 – roztwór filtrowany przez filtr celu-• lozowo-estrowy o średnicy porów 3,0 μm,SR – f1,2 – roztwór filtrowany przez filtr celu-•

lozowo-estrowy o średnicy porów 1,2 μm,SR – f0,65 – roztwór filtrowany przez filtr ce-• lulozowo-estrowy o średnicy porów 0,65 μm.W przypadku próbek modyfikowanego che-

micznie uwodnionego krzemianu sodu, ich ozna-czenia były następujące:

roztwory niefiltrowane: rodzaj modyfikatora – • ilość modyfikatora – nf;roztwory filtrowane przez filtr celulozowo-• estrowy o średnicy porów 3,0 μm: rodzaj mo-dyfikatora – ilość modyfikatora – f3,0;roztwory filtrowane przez filtr celulozowo-• estrowy o średnicy porów 1,2 μm: rodzaj mo-dyfikatora – ilość modyfikatora – f1,2;roztwory filtrowane przez filtr celulozowo-• estrowy o średnicy porów 0,65 μm: rodzaj modyfikatora – ilość modyfikatora – f0,65.Pomiary powtarzano dla każdego roztworu

(filtrowanego i niefiltrowanego) siedmiokrotnie. Dodatkowo, ze względu na procedurę pomiaru PCS, dla każdego pomiaru stosowano 10-krotne próbkowanie, w wyniku którego uzyskiwano wy-nik średni, obliczany przez program (software) PCS.

Analizę PCS przeprowadzono przy zasto-sowaniu apretury 200 μm oraz skupionej wiązki światła laserowego.

W celu przeprowadzenia analizy wyników badań struktury, zostały obliczone i wykreślone kumulanty procentowe liczby cząstek w zależ-ności od ich średnicy. Kumulanty dla badanych roztworów niefiltrowanych i filtrowanych przed-stawiono na rysunkach 7−16.

Rys. 7. Kumulanty liczby cząstek niemodyfikowanego uwodnionego krzemianu sodu SR występujących w roztworze niefiltrowanym i roztworach filtrowanych

0102030405060708090

100

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

średnica cząstek, nm

kum

ulan

ta li

czby

czą

stek

, %

SR-nf

SR-f3,0

SR-f1,2

SR-f0,65

23


Rys. 8. Kumulanty liczby cząstek modyfikowanego chemicznie uwodnionego krzemianu sodu C1-0,1 występujących w roztworze niefiltrowanym i roztworach filtrowanych



0102030405060708090

100

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000średnica cząstek, nm

kum

ulan

ta li

czby

czą

stek

, % C1-0,1-nf

C1-0,1-f3,0

C1-0,1-f1,2

C1-0,1-f0,65

0102030405060708090

100


kum

ulan

ta li

czby

czą

stek

, %

C1-0,5-nf

C1-0,5-f3,0

C1-0,5-f1,2

C1-0,5-f0,65

0102030405060708090

100

0 50000 100000 150000 200000 250000średnica cząstek, nm

kum

ulan

ta li

czby

czą

stek

, % C1-1,0-nf

C1-1,0-f3,0

C1-1,0-f1,2

C1-1,0-f0,65

24





0102030405060708090

100


kum

ulan

ta li

czby

czą

stek

, %C3-0,1-nf

C3-0,1-f3,0

C3-0,1-f1,2

C3-0,1-f0,65

0102030405060708090

100

0 5000 10000 15000 20000 25000średnica cząstek, nm

kum

ulan

ta li

czby

czą

stek

, %

C3-0,5-nf

C3-0,5-f3,0

C3-0,5-f1,2

C3-0,5-f0,65

0102030405060708090

100


udzi

ał li

czby

czą

stek

, %

C3-1,0-nf

C3-1,0-f3,0

C3-1,0-f1,2

C3-1,0-f0,65

25





0102030405060708090

100

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000średnica cząstek, nm

udzi

ał li

czby

czą

stek

, %

C6-0,1-nf

C6-0,1-f3,0

C6-0,1-f1,2

C6-0,1-f0,65

0102030405060708090

100

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000


udzi

ał li

czby

czą

stek

, %

C6-0,5-nf

C6-0,5-f3,0

C6-0,5-f1,2

C6-0,5-f0,65

0102030405060708090

100


udzi

ał li

czby

czą

stek

, %

C6-1,0-nf

C6-1,0-f3,0

C6-1,0-f1,2

C6-1,0-f0,65

26


Porównując wykresy kumulant liczby czą-stek modyfikowanych spoiw, można zauważyć, że w przypadku roztworów niefiltrowanych, naj-większe cząstki pojawiają się w przypadku krze-mianu C6-0,1, natomiast w przypadku roztworów filtrowanych najbardziej zaskakująco zachowuje się roztwór uwodnionego krzemianu sodu C1-1,0, w którym po filtracji przez najdrobniejszy filtr (0,650 μm) pojawiają się cząstki o wymiarach większych od cząstek w roztworze niefiltrowa-nym.

W celu łatwiejszego scharakteryzowania za-leżności wynikających z kumulant, przyjęto war-tości średniej średnicy (mediany) cząstek frakcji głównej dG, jej półzakresu dsG oraz średniej średnicy dR i zakresu dsR cząstek frakcji rozpro-szonej, zgodnie ze schematem – rysunek 17.

Rys.17. Schemat obliczania wartości dG, dsG oraz dR i dsR jako charakterystycznych parametrów rozkładu

cząstek występujących w koloidach [12]

Tak wyznaczone charakterystyczne para-metry struktury dla niefiltrowanych i filtrowanych roztworów badanych uwodnionych krzemianów sodu zamieszczono w tabeli 4 i przedstawiono na wykresach zbiorczych (rys. 18−21).

Tabela 4 Parametry rozkładu cząstek frakcji głównej (dG, dsG) i frakcji rozproszonej (dR, dsR) w modyfikowanych chemicznie i w niemodyfikowanym uwodnionym krze-

mianie sodu

Rodzaj uwodnionego

krzemianu sodu

Charakterystyczne parametry struktury uwodnionego krzemianu sodu

dG,nm

dsG,nm

dR,nm

dsR,nm

SR-nf 23070,5 5733,9 0 0SR-f3,0 58,2 28,5 90,9 8,4SR-f1,2 16596,9 8313,8 26214,7 2608,0

SR-f0,65 2,7 0 4,1 2,8C1-0,1-nf 16332,4 7060,4 25069,6 3353,4

C1-0,1-f3,0 914,4 435,0 4202,1 5705,4C1-0,1-f1,2 2333,5 1692,7 0 0

C1-0,1-f0,65 9796,2 3410,8 17866,0 9318,1C1-0,5-nf 8534,4 1999,1 16343,4 11619,6

C1-0,5-f3,0 14346,0 7989,6 25482,0 6272,8C1-0,5-f1,2 3519,4 2025,9 0 0

C1-0,5-f0,65 127,7 73,2 374,8 347,8C1-1,0-nf 12986,7 5109,7 20264,9 4337,0

C1-1,0-f3,0 9288,9 5627,5 19614,7 9396,7C1-1,0-f1,2 411,5 168,8 1490,5 1820,5

C1-1,0-f0,65 46156,4 22034,1 146196,3 156011,6C3-0,1-nf 23708,9 4743,3 0 0

C3-0,1-f3,0 472,4 200,4 2365,5 3385,3C3-0,1-f1,2 3,0 0 4,7 3,4

C3-0,1-f0,65 0,8 0 1,2 1,0C3-0,5-nf 9171,1 10302,1 19871,6 796,9

C3-0,5-f3,0 72,8 41,4 241,4 255,0C3-0,5-f1,2 325,8 231,5 559,0 3,4

C3-0,5-f0,65 592,7 484,8 1390,2 625,5C3-1,0-nf 12986,7 5109,7 20264,9 4337,0

C3-1,0-f3,0 9288,9 5627,5 19614,7 9396,7C3-1,0-f1,2 0,4 0,2 0,8 0,5

C3-1,0-f0,65 138,3 70,5 349,9 268,2C6-0,1-nf 20613 5526,3 26393,6 508,7

C6-0,1-f3,0 2215,8 1006,5 43,9 3244,2C6-0,1-f1,2 7926,1 4493,6 1384,0 13111,7

C6-0,1-f0,65 8763,6 4192,7 13426,3 940,1C6-0,5-nf 11510,6 4971,6 20680,2 8396,1

C6-0,5-f3,0 586,1 236,0 822,1 47,1C6-0,5-f1,2 3102,8 1003,5 6049,1 3885,7

C6-0,5-f0,65 6480,1 4452,8 12239,9 2614,1C6-1,0-nf 17347,5 11889,4 30995,9 3518,0

C6-1,0-f3,0 4624,2 2704,1 8782,9 2909,3C6-1,0-f1,2 3136,5 2753,0 13050,3 14321,7

C6-1,0-f0,65 0,4 0,2 0,5 0,9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 200 400 600 800 1000 1200


kum

ulan

ta li

czby

czą

stek

, %

dG

dsG dsR

dR

27


Rys. 18. Średnie średnice cząstek frakcji głównej dG niemodyfikowanego i modyfikowanych krzemianów

sodu

Rys. 19. Półzakres średnic cząstek frakcji głównej dsG niemodyfikowanego i modyfikowanych

krzemianów sodu

Rys. 20. Średnie średnice cząstek frakcji rozproszo-nej dR niemodyfikowanego i modyfikowanych

krzemianów sodu

Rys. 21. Zakres średnic cząstek frakcji rozproszonej dsR niemodyfikowanego i modyfikowanych

uwodnionych krzemianów sodu

Dodatkowo, na rysunkach 22 do 25 przedsta-wione zostały parametry rozkładu cząstek frakcji głównej i frakcji rozproszonej, oddzielnie dla każ-dego rodzaju badanych spoiw krzemianowych.

Rys. 22. Parametry rozkładu cząstek frakcji głównej i frakcji rozproszonej niemodyfikowanego krzemianu

sodu SR

dG, n

mds

G, n

mdR

, nm

dsR

, nm

0

5000

10000

15000

20000

25000

SR-nf SR-f3,0 SR-f1,2 SR-f0,65

rodzaj uwodnionego krzemianu sodu

dG, d

sG, n

m

dG

dsG

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

SR-nf SR-f3,0 SR-f1,2 SR-f0,65


dR, d

sR, n

m

dR

dsR

28


Rys. 23. Parametry rozkładu cząstek frakcji głównej i frakcji rozproszonej modyfikowanego chemicznie krzemianu sodu serii C1



05000

100001500020000250003000035000400004500050000

C1-0

,1-n

f

C1-0

,1-f3

,0

C1-0

,1-f1

,2

C1-0

,1-f0

,65

C1-0

,5-n

f

C1-0

,5-f3

,0

C1-0

,5-f1

,2

C1-0

,5-f0

,65

C1-1

,0-n

f

C1-1

,0-f3

,0

C1-1

,0-f1

,2

C1-1

,0-f0

,65


dG, d

sG, n

m

dG

dsG

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

C1-0

,1-n

f

C1-0

,1-f3

,0

C1-0

,1-f1

,2

C1-0

,1-f0

,65

C1-0

,5-n

f

C1-0

,5-f3

,0

C1-0

,5-f1

,2

C1-0

,5-f0

,65

C1-1

,0-n

f

C1-1

,0-f3

,0

C1-1

,0-f1

,2

C1-1

,0-f0

,65


dR, d

sR, n

m

dR

dsR

0250050007500

10000125001500017500200002250025000

C3-0

,1-n

f

C3-0

,1-f3

,0

C3-0

,1-f1

,2

C3-0

,1-f0

,65

C3-0

,5-n

f

C3-0

,5-f3

,0

C3-0

,5-f1

,2

C3-0

,5-f0

,65

C3-1

,0-n

f

C3-1

,0-f3

,0

C3-1

,0-f1

,2

C3-1

,0-f0

,65


dG, d

sG, n

m

dG

dsG

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

17500

20000

22500C3

-0,1

-nf

C3-0

,1-f3

,0

C3-0

,1-f1

,2

C3-0

,1-f0

,65

C3-0

,5-n

f

C3-0

,5-f3

,0

C3-0

,5-f1

,2

C3-0

,5-f0

,65

C3-1

,0-n

f

C3-1

,0-f3

,0

C3-1

,0-f1

,2

C3-1

,0-f0

,65


dR, d

sR, n

m

dR

dsR

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

17500

20000

22500

C6-0

,1-n

f

C6-0

,1-f3

,0

C6-0

,1-f1

,2

C6-0

,1-f0

,65

C6-0

,5-n

f

C6-0

,5-f3

,0

C6-0

,5-f1

,2

C6-0

,5-f0

,65

C6-1

,0-n

f

C6-1

,0-f3

,0

C6-1

,0-f1

,2

C6-1

,0-f0

,65


dG, d

sR, n

m

dG

dsG

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

C6-0

,1-n

f

C6-0

,1-f3

,0

C6-0

,1-f1

,2

C6-0

,1-f0

,65

C6-0

,5-n

f

C6-0

,5-f3

,0

C6-0

,5-f1

,2

C6-0

,5-f0

,65

C6-1

,0-n

f

C6-1

,0-f3

,0

C6-1

,0-f1

,2

C6-1

,0-f0

,65


dR, d

sR, n

m

dR

dsR

29


Uzyskane wyniki badań przedstawione w tabeli i na wykresach powyżej wykazały, że w roztworach filtrowanych, poza roztworami krze-mianu C6-1,0, znajdują się cząstki o rozmiarach często znacznie większych od wielkości porów stosowanych filtrów. Może to świadczyć o prze-mieszczaniu się przez pory filtra jądra miceli wraz z warstwą adsorpcyjną i ponowną jej hydratację w przesączonym roztworze wodnym. Najcieka-wiej pod tym względem przedstawia się mody-fikowany krzemian sodu C1-1,0. W przypadku tego krzemianu po przejściu przez filtr o naj-drobniejszych porach otrzymujemy cząstki frakcji głównej o największej spośród wszystkich bada-nych spoiw filtrowanych i niefiltrowanych średnicy i największej połówkowej szerokości jej rozkładu. Podobnie jest w przypadku frakcji rozproszonej. Najbardziej równomierny rozkład wielkości czą-stek frakcji głównej występuje w przypadku krze-mianu C6-1,0. Dla przeprowadzenia dodatkowej analizy i kla-syfikacji modyfikowanych spoiw pod kątem ich jednorodności, obliczone zostały odpowiednie wskaźniki struktury [12]:

wskaźnik struktury WB,• wskaźnik stopnia niejednorodności struktury • DWB.

(1)

Wskaźnik WB, stanowiący sumę wskaźników WBi, został przyjęty jako wskaźnik niejednorod-ności uwodnionego krzemianu sodu:

(2)

Drugi wskaźnik struktury badanych próbek uwod-nionego krzemianu sodu, wskaźnik DWB, wyraża maksymalną różnicę wartości wskaźników cząst-kowych WBi. Może on określać stopień niejedno-rodności w układzie scharakteryzowanym przez wskaźnik WB:

(3) Wartości wskaźników WB i DWB dla badanych próbek spoiw przedstawiono w tabeli 5.

Tabela 5Wskaźniki struktury badanych rodzajów uwodnionego krzemianu sodu

Opisanie charakterystycznych parametrów struk-tury, umożliwia tzw. „cząstkowy wskaźnik struktu-ry” WBi obliczany dla roztworów niefiltrowanych nf oraz dla roztworów uzyskanych po filtracji (fA; fB; fC), przy czym średnice porów filtrów A>B>C:

(1)

(2)

(3)

Rodzaj uwodnionego

krzemianu soduWBnf WBf3,0 WBf1,2 WBf0,65 WB DWB

4,024 1,577 1,520 0,964 8,085 3,060C1-0,1 1,568 0,149 1,379 0,770 3,866 1,419C1-0,5 0,627 1,006 1,737 0,303 3,673 1,434C1-1,0 1,375 0,618 0,207 0,259 2,459 1,168C3-0,1 4,998 0,132 0,882 0,800 6,812 4,866C3-0,5 0,826 0,246 1,387 0,534 2,993 1,141C3-1,0 1,375 0,618 0,571 0,408 2,972 0,967C6-0,1 3,416 0,521 0,450 1,707 6,094 2,966C6-0,5 0,861 2,070 0,635 0,917 4,483 1,435C6-1,0 1,126 0,824 0,184 0,364 2,498 0,942

ii

ii dsRdsG

dGWB

+=

∑==

=

fCi

nfiiWBWB

minWBmaxWBDWB ii −= . .

30


W oparciu o przedstawione wyniki można stwierdzić, że najbardziej niejednorodną struktu-rą, wyrażoną wskaźnikiem DWB, charakteryzuje się modyfikowany chemicznie uwodniony krze-mian sodu C3-0,1, a spoiwo oznaczone symbo-lem C6-0,1 jest pod względem niejednorodności struktury zbliżone do spoiwa niemodyfikowanego. Najkorzystniejszą, najbardziej jednorodną struk-turą charakteryzuje się spoiwo C6-1,0 i C3-1,0. Zbliżoną choć nieco wyższą wartość wskaźnika niejednorodności reprezentują uwodnione krze-miany sodu C1-1,0 i C3-0,5. Korzystna charakte-rystyka struktury powinna mieć korzystny wpływ na właściwości wytrzymałościowe masy formier-skiej z ich udziałem.

Uwodnione krzemiany sodu C6-1,0 i C1-1,0 mają również najniższe wartości wskaźników niejednorodności struktury WB. Wskaźnik ten jest najwyższy dla niemodyfikowanego krzemia-nu sodu SR, a z próbek modyfikowanych krze-mianów sodu odpowiednio C3-0,1 i C6-0,1 (rys. 26 i 27).

Rys. 26. Wskaźniki cząstkowe struktury niemodyfiko-wanego i modyfikowanych uwodnionych krzemianów

sodu

Rys. 27. Wskaźniki struktury WB i DWB niemodyfiko-wanego i modyfikowanych uwodnionych krzemianów

sodu

Analiza wpływu modyfikacji chemicznej na parametry nanostruktury uwodnione-go krzemianu sodu

Celem przedstawionych w artykule badań było wyjaśnienie wpływu morfoaktywnych, orga-nofunkcyjnych modyfikatorów, wprowadzanych na etapie autoklawizacji uwodnionego krzemianu sodu, na zmiany charakterystycznych parame-trów jego koloidalnej struktury.

Uzyskane wyniki badań wskazują, że najbar-dziej niejednorodną strukturą, wyrażoną wskaź-nikiem DWB, charakteryzuje się modyfikowa-ny uwodniony krzemian sodu C3-0,1, a spoiwo oznaczone symbolem C6-0,1 jest pod względem niejednorodności struktury zbliżone do spoiwa niemodyfikowanego.

Najbardziej jednorodną strukturą charakte-ryzuje się spoiwo C6-1,0 i C3-1,0. Zbliżoną choć nieco wyższą wartość wskaźnika niejednorod-ności reprezentują uwodnione krzemiany sodu C1-1,0 oraz C3-0,5, co powinno mieć korzystny wpływ na właściwości wytrzymałościowe masy formierskiej wykonanej z ich udziałem.

Uwodnione krzemiany sodu C6-1,0 i C1-1,0 mają najniższe wartości wskaźników niejedno-rodności struktury WB, przy najdłuższych wiąza-niach.

Zaznaczyć należy, że najbardziej równo-mierny rozkład wielkości cząstek frakcji głów-nej występuje w przypadku krzemianu C6-1,0, a najmniej – w przypadku spoiwa C1-1,0 (w przy-padku tego krzemianu po przejściu przez filtr o najdrobniejszych porach otrzymujemy cząstki frakcji głównej o największej spośród wszystkich badanych spoiw filtrowanych i niefiltrowanych średnicy i największej połówkowej szerokości jej rozkładu). Może to mieć wpływ na właściwo-ści wytrzymałościowe mas z udziałem spoiwa C1-1,0, gdyż osiągane w warunkach rzeczywi-stych wartości wytrzymałości są znacznie niższe w porównaniu ze spoiwem C6-1,0 (rys.28).

A

0

1

2

34

5

6

78

9

SR

C1-

0,1

C1-

0,5

C1-

1,0

C3-

0,1

C3-

0,5

C3-

1,0

C6-

0,1

C6-

0,5

C6-

1,0


WBnf

WBf3,0

WBf1,2

WBf0,65

WB

0123456789

SR

C1-

0,1

C1-

0,5

C1-

1,0

C3-

0,1

C3-

0,5

C3-

1,0

C6-

0,1

C6-

0,5

C6-

1,0


WB

DWB

31


Rys. 28. Wpływ rodzaju i ilości zastosowanego modyfikatora chemicznego na stopień niejednorod-ności struktury uwodnionego krzemianu sodu (DWB) oraz na właściwości wytrzymałościowe masy formier-

skiej z jego udziałem

LiteraturaCs. Patent c. 81931, z.12 prosince 19471. Pączek Z., Baliński A.: Kierunki rozwoju techno-2. logii wykonywania form i rdzeni, Międzynarodowa Konferencja PAN-STOP-Instytut Odlewnictwa, Kozubnik, 1993Technologia mas wiązanych chemicznie ze spo-3. iwami nieorganicznymi, Praca zbiorowa: Odlew-nictwo XXI wieku. Stan aktualny i kierunki rozwo-ju technologii odlewania, Instytut Odlewnictwa, Kraków 2003, s. 14–26, ISBN 83-88770-07-1, Lewandowski J.L., Solarski W., Zawada J.: Jakość 4. mas formierskich a ich szkodliwość dla otoczenia, Krzepnięcie metali i stopów, 2000, R. 2, Nr 43, PAN-Katowice, s. 311–316, ISSN 0208-9386 Baliński A.: Modyfikacja chemiczna szkła wod-5. nego umożliwiająca zmniejszenie wytrzymałości resztkowej mas formierskich, Praca nauk.-bad. IOd, Kraków, 2002, zlec.1013/00Vaskova E., Bobok L, Sevcova M.: Suvislosti 6. mezi fizikalnymi charakteristikami vodneho skla a technologickimi charakteristikami formovacich a jadrovych zmesi na baze vodneho skla. Materials Enginering, 2003, R.X, z.3, s. 249Jelinek P. i in.: Modifikovane alkalicke silikaty, 7. anorganicka pojiva nove generace, Slevarenstvi 2002, nr. 1, s.16 Kuckui D.: Nowe kierunki rozwoju mas ze szkłem 8. wodnym oraz elektro-fizycznych metod ich mokrej regeneracji. Przegląd Odlewnictwa 1990, Vol. 40, nr 6, s. 195–200

Burian A.: Prakticke využiti zjednodušeneho mo-9. delu koloidniho roztoku křemičitanu sodneho, In-ternational Conference „Ecological production of casting in the waterglass mixtures, Zlin, Czechy, 1998, s. 108-118Antos P., Burian A.: Vodni sklo-vyroba, struktu-10. ra,vlasnosti a pouziti Silchem, Usti nad Labem, 2002, ISBN 80-238-9515-XBurian A., Křistek J.: Koloidni vlastnosti vodnych 11. skel. Slévarenstvi 1977, 25, nr 3/4, s. 125–128Baliński A.: Wybrane zagadnienia technologii mas 12. formierskich ze spoiwami nieorganicznymi. Struk-tura uwodnionego krzemianu sodu i jej wpływ na wiązanie mas formierskich. Rozprawa habilitacyj-na, Instytut Odlewnictwa, Kraków, 2000Wilkosz B.: Mechanizm utwardzania mas Floster 13. S, Przegląd Odlewnictwa, 1986, 36, nr 1, 15-18Baliński A., Izdebska-Szanda I.: The influen-14. ce of the chemical modification of the hydratem sodium silicate on his physical properties, Sbor-nik mezinarodni conference “Vyzkum a vyvoj ve slevarenstvi”, VSB-TU Ostrawa, wrzesień 2005, s. 169-174, ISBN 80-248-0899-4Jelinek P., Skuta R.: Vyvoj pojiv pro termickou ko-15. nverzi sol-gel na bazi alkalickych silikatu, Sbor-nik mezinarodni conference “Vyzkum a vyvoj ve slevarenstvi”, wrzesień 2005, VSB-TU Ostrawa, s. 169–174, s. 175–183, ISBN 80-248-0899-4Baliński A.: Wytrzymałość resztkowa mas z uwod-16. nionym krzemianem sodu utwardzanym dioc-tanem glikolu etylenowego, w świetle przemian fazowych i temperaturowych powstałego żelu krzemionkowego, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji PAN, 2002, nr 2, s.11Kukui D.M., Mylnikova N.D. i in.: Modificirovanje 17. żidkogo stekla fosfosor-soderżaščimi neorgani-českimi polimerami. Litejnoe Proizv. 1998, nr 1, s. 17–18Stechman M., Różycka D., Legutko M.: Modyfi-18. kacja roztworów wodnych krzemianu sodu czyn-nikami morfoaktywnymi i jej wpływ na strukturę i właściwości technologiczne mas formierskich wytwarzanych z ich udziałem. Spraw. IChN nr 4249, 2002, (praca nie publikowana)Stechman M., Różycka D., Baliński A.: Modifi-19. cation of aqueous sodium silicate solutions with morphoactive agents. IV Kongres Technologii Chemicznej, Polish Journal of Chemical Techno-logy, 2003, 5, 3, s. 47–50

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

55,5

SR C1-0,1 C1-0,5 C1-1,0 C3-0,1 C3-0,5 C3-1,0 C6-0,1 C6-0,5 C6-1,0


DWB;

R c

24, R

m24

, Rg24

MPa

DWB Rc24 Rm24 Rg24

32


Roggendorf H., Grond W., Hurbanic M.: Structu-20. ral characterization of concentrated alkaline sili-cate solutions by 29SiNMR spectroscopy, FTIR spectroscopy, light scattering, and electron micro-scopy – molecules, colloids, and dissolution ar-tefacts. Glastech. Ber. Glass Sci. Technol. 1996, vol. 69, nr 7, pp. 216–231Rawle A.: PCS In 30 minutes, 1996, wyd. Malvern 21. Instruments, Anglia, nr 28Rawle A.: PCS , 1995, wyd. Malvern Instruments, 22. AngliaBaliński A., Izdebska-Szanda I., Pezarski F.: 23. „Günstige Struktur des hydratisierten Natrium-

silikats ermöglicht leichtere. Regenerierung des formsandes mit diesem bindemittel”, V Między-narodowa Konferencja „Anorganicke pigmenty a pojiva” („Inorganic Pigments and binders”), Usti nad Labem, listopad 2001, s. 60–63Baliński A., Wilkosz B.: Badania struktury szkła 24. wodnego metodą fotonowej korelacji spektrosko-powej. Przegląd Odlewnictwa, 1998, vol. 48, nr 2Baliński A., Wilkosz B.: Examination of the struc-25. ture of sodium silicate and silica sols by the tech-nique of photon correlation spectroscopy, Acta Metallurgica Slovaca, 1998, nr 2, pp. 113–117

33


INFORMACJE O NORMACH

G N

OR

MA

LIZ

AC

JA W

OD

LEW

NIC

TW

IE H

Opracowała: Agnieszka Fiutowska

Normy opublikowanePN-EN ISO 204:2009 Metale -- Próba pełzania przy jednoosiowym rozciąganiu -- Metoda badania; (oryg.)Data publikacji: 2009-07-23Zastępuje: PN-EN 10291:2003

PN-EN 10025-6+A1:2009 Wyroby walcowane na gorąco ze stali konstrukcyjnych -- Część 6: Warunki techniczne dostawy wyrobów płaskich o podwyższo-nej granicy plastyczności w stanie ulepszonym ciepl-nie; (oryg.)Data publikacji: 2009-07-23Zastępuje: PN-EN 10025-6:2007

PN-EN 723:2009 Miedź i stopy miedzi -- Oznaczanie zawartości węgla na powierzchni wewnętrznej rur lub łączników miedzianych metodą spalania; (oryg.)Data publikacji: 2009-07-23Zastępuje: PN-EN 723:1999

PN-EN 14121:2009 Aluminium i stopy aluminium -- Blachy, taśmy i płyty do zastosowań elektrotechnicz-nych; (oryg.);Data publikacji: 2009-07-23Zastępuje: PN-EN 14121:2005

Normy wycofane

PN-EN 723:1999 Miedź i stopy miedzi -- Oznaczanie węgla na wewnętrznej powierzchni rur lub łączników miedzianych metodą spalaniaData wycofania: 2009-07-23Zastąpiona przez: PN-EN 723:2009

PN-EN 10028-1:2008 Wyroby płaskie ze stali na urzą-dzenia ciśnieniowe -- Część 1: Wymagania ogólne (oryg.)Data wycofania: 2009-07-23Zastąpiona przez: PN-EN 10028-1+A1:2009

PN-EN 10291:2003 Metale -- Próba pełzania przy jed-noosiowym rozciąganiu -- Metoda badaniaData wycofania: 2009-07-23Zastąpiona przez: PN-EN ISO 204:2009

PN-EN ISO 14044:2006 Zarządzanie środowiskowe -- Ocena cyklu życia -- Wymagania i wytyczne (oryg.)Data wycofania: 2009-07-09Zastąpiona przez: PN-EN ISO 14044:2009

PN-ISO 14050:2004 Zarządzanie środowiskowe -- TerminologiaData wycofania: 2009-07-29

34


WYBÓR INFORMACJI Z CZASOPISM NAUKOWO-TECHNICZNYCH

G IN

FOR

MA

CJA

NA

UKO

WO

-TE

CH

NIC

ZN

A H

01. ZAGADNIENIA OGÓLNEZ Norma ISO 9001:2000 - szansa na efektywne zarządzanie organizacją na poziomie proce-su. Prz. Odl. 2008, T.57, nr 1-2, s. 36-39.

W wielu firmach wdrażanie systemu zarzą-dzania jakością (SZJ) sprowadza się do opisania bieżącej sytuacji i wdrożenia brakujących ele-mentów, a obszar doskonalenia i optymalizacji procesów odsuwa się w czasie. Prawie wszyscy menedżerowie w auditowanych przez Autorkę fir-mach byli zgodni, że powinno się przeprowadzać usprawnienia procesów i że przynosi to wymier-ne korzyści; zapewniali, że się tym zajmą, lecz najpierw muszą ratować budżet, plan sprzedaży, obniżyć koszty produkcji itp. Podstawową cechą zarządzania procesowego jest to, że nie daje ono efektów natychmiastowych.

Przyszłościowe perspektywy koksu odlewni-czego w Unii Europejskiej Fonderie Fond. d'Aujourd. 2008, nr 274, s. 20-30.

Podano informacje o aktualnej sytuacji na rynku koksu odlewniczego w Unii Europejskiej. Analizowano zjawiska, które zaistniały w ostat-nich latach, przedstawiono dane aktualne oraz perspektywy na przyszłość. Omawiano zmiany w tym sektorze w aspekcie zużycia, zmian w pro-dukcji, otwarcia na inne regiony po powiększeniu Unii Europejskiej, a także zaostrzające się przepi-sy w zakresie ochrony środowiska. Analizowano import koksu odlewniczego z Chin i jego oddziały-wanie na rynek europejski, rozmiary "dumpingu" i środki anty - dumpingowe uruchomione przez Unię Europejska i USA. Podano także obiektyw-ną refleksję na temat równowagi między podażą a popytem na koks odlewniczy na rynku europej-skim. Przedstawione informacje pozwolą lepiej zrozumieć sytuację i przyjąć strategiczną pozycję wobec rynku koksu odlewniczego.

W kierunku trwałego rozwoju. Francuski spo-sób uwrażliwiania przedsiębiorstwa na taką koncepcję.Fonderie Fond. d'Aujourd. 2008, nr 277, s. 27-35.

Pojęcie trwałego rozwoju i jego odbicie w przedsiębiorstwach oraz odpowiedzialność tych przedsiębiorstw wobec społeczeństwa jest stopniowo rozpropagowywana jako stawka stra-tegiczna przez przedsiębiorstwa francuskie, w zależności od jego wielkości i gałęzi przemy-słu, do których dana firma należy. Wzrastająca w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat świadomość, że istnieją granice wzrostu ekonomicznego i de-mograficznego związane z wyczerpywaniem się zasobów naturalnych doprowadziły organizacje o zasięgu światowym do podjęcia nowych dróg wzrostu, aby zapewnić przyszłość naszej plane-ty. Hasła te łączą się z czasową solidarnością pomiędzy pokoleniami obecnymi i przyszłymi, przestrzenią miedzy północą a południem oraz systemowo pomiędzy stworzeniami ludzkimi i innymi żyjącymi istotami. Definicja pojęcia, usta-lona na Szczycie w Rio de Janeiro w 1992 roku, obejmuje dwa zagadnienia: 1. Koncepcja "po-trzeb", a bardziej szczegółowo dziedziny, które są najbardziej zagrożone i którym należy nadać priorytetowe znaczenie, 2. Idea ograniczeń, któ-re narzuca stan techniki i organizacje społeczne w połączeniu z wpływem na środowisko, tak aby zapewnić egzystencję obecnym i przyszłym po-koleniom. Wielkie międzynarodowe korporacje zostały wezwane przez ONZ do zaangażowania się w realizację Paktu Globalnego utworzonego na dziewięciu zasadach obejmujących prawa człowieka, prawo do pracy i ochrony środowi-ska. Wprowadzono pojęcie Społecznej Odpowie-dzialności Przedsiębiorstwa odzwierciedlające zasady trwałego rozwoju w skali przedsiębior-stwa. Francja w 2003 roku adaptowała u siebie Narodowa Strategię Trwałego Rozwoju i ustaliła priorytetowe zadania, które aktualizowano 13 li-stopada 2006 roku i które zgodne są z przyjętą europejska strategią. Określono tą strategię nor-mą AFNOR SD 21000.

35


Wytyczne "REACH" dla odlewników. Pole sto-sowanie i różnorodne zobowiązania.Fonderie Fond. d'Aujourd. 2008, nr 277, s. 43-50.

Scharakteryzowano nowe przepisy Unii Eu-ropejskiej dotyczącej rejestracji oceny autoryzo-wania chemikaliów w skrócie REACH. Obowią-zują one od 1 czerwca 2007 roku ze stopniowym rozłożeniem zobowiązań od 1 czerwca 2008 roku do 2018. Instytut CTIF ustalił wytyczne dla odlew-ników omawiające jakie należy poczynić przygo-towania aby uwzględnić te przepisy. Omówiono w artykule: nową procedurę jaką jest rejestracja, nowe narzędzie do zarządzania ryzykiem jakim jest autoryzacja, nowy podział odpowiedzialno-ści, stworzenie europejskiej agencji wyrobów chemicznych, kalendarz ogólny różnych poczy-nań. W drugiej części omawiano substancje, któ-re będą objęte nowymi przepisami oraz zawarte w aneksie do regulaminu REACH metale i stopy. Przedstawiono klasyfikację "REACH" głównych produktów stosowanych w odlewnictwie i po-dzielono je na cztery grupy. Następnie omówiono zobowiązania jakie pociąga za sobą realizacja przepisów dla odlewników jako producentów nie tylko odlewów, ale i odpadów lub półwyrobów. Podano wytyczne co należy czynić w pierwszym i drugim etapie realizacji zadań.

Rynki surowców. Ceny surowców na rynkach międzynarodowych w roku 2008 utrzymywały się na wysokim poziomie. Giesserei-Prax. 2008, Jg. 59, nr 1/2, s. 26-36.

Artykuł jest analizą rynku surowców na świecie. Analiza cen surowców na rynkach świa-towych dotyczy roku 2008. Ceny surowców do roku 2008 były bardzo zróżnicowane. Ceny ropy były bardzo wygórowane, a ceny gazu utrzymy-wały się na umiarkowanym poziomie. Wyjątek stanowiły ceny miedzi. Ceny stali niestopowych utrzymywały się na stałym poziomie, a ceny stali stopowych spadały. Jeśli chodzi o ceny surow-ców to ich ceny zależą od sytuacji „otoczenia” to jest branż z nich korzystających. Omówiono sytu-ację na rynkach surowcowych USA, Azji oraz Eu-

ropy ze szczególnym uwzględnieniem Niemiec. Omówiono sytuacje cen ropy i gazu ziemnego oraz zapotrzebowania na te surowce w aspekcie niestabilności politycznej. Jeśli chodzi o metale to omówiono sytuację cenową i tendencje alumi-nium, miedzi i niklu, a także kwestie zapotrzebo-wania na te metale. Omówiono kwestie dotyczące zapotrzebowania na złom i stal. Artykuł zawiera szereg wykresów których przebieg zinterpreto-wano w tym artykule. Omówiono strategie postę-powania dla średnich przedsiębiorstw.

Znaczne obniżenie energii w odlewniach po-przez nowy system optymalizacji równoległej Padicon. Giesserei-Prax. 2007, nr 1-2, s. 36-38.

Artykuł dotyczy optymalizacji zużycia energii elektrycznej w odlewniach. Dotychczas stoso-wane metody w postaci czasowego wyłączania poszczególnych urządzeń w momencie osiągnię-cia "piku" obciążenia wg określonego priorytetu okazały się niewystarczające. Opracowano więc równoległo-różnicowy system regulacji zużycia energii o nazwie Padicon. W przypadku wy-stąpienia pików obciążenia system nie wyłącza pieców jeden po drugim, ale redukuje obciąże-nie w sposób przejściowy za pomocą inteligent-nego układu sterującego. System ten połączony jest przez odpowiednie oprogramowanie z każ-dym odbiornikiem. Przebieg obciążenia każdego urządzenia rejestrowany jest na monitorze. Sys-tem Padicon jest systemem kontroli obciążenia odbiorników mocy i za jego pomocą można okre-ślić tendencje obciążeń poszczególnych odbior-ników, a w przypadku osiągnięcia "piku" sygnał podawany jest do urządzenia i może czasowo obniżyć jego obciążenie. W ten sposób np. piec do topienia, w którym topienie jest zaawansowa-ne i można w nim zmniejszyć pobór mocy, staje się piecem podgrzewczym. W razie konieczności każde urządzenie można odłączyć od systemu Padicon.

36


Wykorzystać szansę przy zakupie energii. Pa-leta ofert dostawców energii obejmuje wyro-by dla każdego poziomu ryzyka. Giesserei-Prax. 2007, nr 1-2, s. 42-43.

Omówiono funkcjonowanie przemysłu od-lewniczego na wolnym rynku energetycznym w warunkach, gdzie istnieją możliwości wybo-ru dostawcy energii. Problem jest istotny, gdyż przemysł odlewniczy jest branżą bardzo ener-gochłonną, a ponadto istnieje duża konkurencja na rynku odlewów. Zaopatrywanie się w ener-gię elektryczną (czyli jej koszty) musi być do-brze skalkulowane i odpowiednio zaplanowane w produkcji odlewów. Energia traktowana jest jako "wyrób wysokoprzetworzony" - różna struk-tura dostawy w zależności od potrzeb w różnych okresach.

Wykorzystanie wiedzy bazowej. Ciągłe popra-wianie przebiegu procesu (KVP) w odlewni precyzyjnej Blank. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 3, s. 4-7.

Artykuł dotyczy poprawy relacji między pra-cownikami odlewni precyzyjnej Feinguss Blank, czyli stosowania tzw. systemu ciągłej poprawy przebiegu procesów - KVP. Poprzez dyskusję między pracownikami i swobodną wymianę po-mysłów oraz wspólne rozwiązywanie problemów "rodzą się" nowe pomysły, idee, które następnie są realizowane. Dyskusje i rozmowy między pra-cownikami poprawiają motywację, pozwalają na lepszą organizację pracy i precyzyjne ustalanie priorytetów. W artykule opisano system KVP, który obejmuje: zbieranie i ocenę tematów, prze-prowadzanie posiedzeń KVP, ocenę metody roz-wiązywania problemu, rozwiązanie problemów. System bazuje na wykorzystaniu wiedzy bazowej (podstawowej).

Wykorzystać możliwości. Zarządzanie obcią-żeniem energetycznym przez zastosowanie liczników optymalizujących. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 3, s. 24-27.

Artykuł dotyczy wykorzystania możliwo-ści oszczędności energii elektrycznej i gazu w odlewni. Przedstawiono problem opracowania koncepcji oszczędności energii i eliminacji mak-symalnych (skrajnych) obciążeń urządzeń od-lewniczych przez zastosowanie odpowiednich rejestratorów (optymalizatorów energetycznych). Poruszono problem największego zużycia ener-gii, które występuje podczas rozruchów (np. pie-ców do topienia) oraz przedstawiono problem optymalnego obciążenia energetycznego.

Kolos rosnący w bólach. Giesserei. 2007, Jg.94, H.1, s. 48-53.

W formie reportażu przedstawiono szczegó-łową analizę przemysłu odlewniczego w Chinach. Reportaż napisany w oparciu o spostrzeżenia de-legacji odlewników szwedzkich z Joenkoeping. W reportażu ujęto także uwagi na temat sytu-acji gospodarki Chin, omawiając między innymi: koszty energii, koszty materiałowe, wynagrodze-nie. Pokrótce przedstawiono charakterystykę kilku ważniejszych odlewni omawiając ich profil produkcji i poziom zaawansowania techniczne-go.

Dobre wyposażenie na wszelki wypadek. Moż-liwości rekonstrukcji po pożarze. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 1+2, s. 20-27.

Omówiono zagadnienie zabezpieczenia za-kładów przemysłowych (odlewni) przed pożarem i sposób postępowania w razie jego wystąpie-nia. W Niemczech istnieje obowiązek opraco-wywania wewnętrznych (zakładowych) planów zabezpieczenia przed pożarem. Plany te muszą być dostępne w każdej chwili dla każdego z pra-cowników i dla osób trzecich, których zagrożenie mogłoby dotyczyć. Mimo, że liczba wypadków

37


w postaci pożarów maleje, to jednak nakłady na ich usuwanie stale rosną. Wynika to ze znacz-nego skomplikowania stosowanych urządzeń i technologii. W artykule wymieniono i omówiono istotne punkty jakie powinien zawierać obowiąz-kowy plan na wypadek pożaru. Omówiono meto-dy i sposób natychmiastowego postępowania na wypadek pożaru, które mają na celu ogranicze-nie szkód. Opisano usuwanie szkód w odlewni po pożarze.

Symulacja przestrzenna (3D) procesu zagęsz-czania masy formierskiej kwarcowo-glinia-stej.Homm.e.Fond. 2008, nr 385, s. 9-12.

Artykuł omawia główne problemy prezento-wane na Forum Technicznym MKO w czerwcu 2007r. Zdolność do zagęszczania i gęstość formy wpływa na jakość odlewu. Istnieje konieczność dostosowania średnich parametrów zagęszcza-nia do kształtu modelu, w każdym przypadku są one inne, aby osiągnąć optymalne zagęszczenie. Zły dobór tych parametrów prowadzi do hetero-genicznego i niedostosowanego zagęszczenia, którego wynikiem są niedokładności wymiarowe i pęknięcia formy. Opisano program komputero-wej symulacji procesu zagęszczania formy przy stosowaniu pojedynczego tłoka oraz przy głowi-cy składającej się z wielu tłoków, działających w różnych kierunkach opracowany w Niemieckim Instytucie Odlewnictwa (IFG). Wyniki symulacji były sprawdzane poprzez rejestrację krzywych obciążenie - przemieszczenie w różnych punk-tach rzeczywistej formy w czasie operacji za-gęszczania. Rozkład gęstości po zagęszczaniu był także określany za pomocą analizy tomogra-ficznej. Stwierdzono dobrą korelację miedzy wy-nikami rzeczywistymi, a wynikami symulacji.

02. ZASTOSOWANIE KOMPUTERÓW W ODLEWNICTWIEZ

Dla branży w branży. Oprogramowanie SAP dla odlewni. Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, nr 3, s. 20-23.

Opisano zastosowanie i scharakteryzowano nowe oprogramowanie SAP do administrowania pracą odlewni i sterowania procesami technolo-gicznymi przebiegającymi w odlewni. To nowe oprogramowanie może funkcjonować we współ-pracy z dostępnymi na rynku typami oprogramo-wania służącymi do administrowania odlewnią. Oprogramowanie to można dopasować do indy-widualnych potrzeb odlewni (np. określania zga-ru metalu w procesie topienia).

Nowe kierunki rozwoju. Obliczanie krzepnię-cia i porowatości w odlewach. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 3, s. 34-37.

Przedstawiono zastosowanie i charakte-rystykę modułowego programu symulacyjnego ProCAST. Skrótowo możliwości tego programu prezentują się następująco: za jego pomocą moż-na symulować procesy wypełniania formy, krzep-nięcia, naprężenia własne w odlewach i pacze-nie się ich. W procesie symulacji uwzględniane są wszystkie termofizyczne i termomechaniczne zjawiska towarzyszące produkcji. Za pomocą ter-modynamicznych danych stopów określane są właściwości stopów odlewanych. Stopy podsta-wowe to: żelazo, aluminium, magnez, tytan, nikiel oraz miedź. Program ten nadaje się do symulacji wszystkich powszechnie stosowanych metod od-lewania. Za pomocą tego programu można stwo-rzyć siatkę stosowaną w metodzie elementów skończonych. Prowadzona za pomocą programu analiza krzepnięcia uwzględnia także promienio-wanie ciepła. Możliwe jest symulowanie struktury podczas krzepnięcia, jak również obliczenie fron-tów płynięcia. Program posiada moduły do prze-widywania porowatości.

38


Z branży dla branży. Programy ERP/PPS spe-cjalnie dla odlewni.Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, H.4, s. 36-39.

Opisano zastosowanie programu kompute-rowego Time-Line-Guss należącego do pakietu programów ERP/PPS, służącego do administro-wania odlewnią i planowania produkcji. W punk-tach wymieniono funkcje tego programu. Opisa-no kalkulację produkcji odlewów realizowaną za pomocą tego oprogramowania i możliwości ad-ministrowania oprzyrządowaniem odlewniczym.

Zaawansowane rozwiązania techniczne w „chropowatym" otoczeniu. Przemysło-we PC-ty stosowane w odlewni ciśnieniowej +GF+. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 1+2, s. 8-12.

Omówiono zastosowanie nowoczesnych komputerów, wyposażonych w zaawansowa-ne oprogramowanie, służących do sterowania i kontroli produkcji w odlewni ciśnieniowej alumi-nium firmy +GF+. Problem omówiono pod kątem trudnych warunków miejsca ich pracy. Konieczne jest zatem, aby komputery te były odporne na ta-kie czynniki zewnętrzne, jak: zapylenie, wibracja, przypadkowe działanie ciekłego metalu itp. Kom-putery takie muszą mieć trwałą obudowę. W ich konstrukcji np. zrezygnowano z zewnętrznego chłodzenia.

Szybkie, ekonomiczne i dokładne wykonywa-nie przez frezowanie elementów w postaci 3D za pomocą pakietów 3-D-CAD i 3-D-CAM. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 1+2, s. 20-27, s.32-34.

Omówiono działalność Centrum Obróbcze-go Dreiling GmbH świadczącego pełne usługi zarówno w zakresie obróbki tworzyw, jak i kon-strukcji maszyn i urządzeń. Działalność tego Centrum omówiono pod kątem stosowanego nowoczesnego oprogramowania funkcjonujące-go na bazie pakietów CAD i CAM, a mianowicie

SolidWorks i SolidCAM. Oprogramowanie to sto-suje się miedzy innymi do frezowania form czy szlifowania kanałów w głowicach cylindrów. Do portfolio usług w/w firmy należy także wstępne przygotowanie tworzywa, jak: cięcie, spawanie, zginanie. Opisano zastosowanie poszczególnych modułów oprogramowania i podano ich charak-terystykę.

Symulacja - dlaczego, jak i kiedy? Projektowa-nie kształtu i symulacja procesu odlewania. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 1+2, s. 20-27, s. 42-44, 47.

W procesie odlewania dąży się do wykony-wania możliwie lekkich konstrukcji, o możliwie cienkich ściankach. Są to coraz częściej odlewy o dużym stopniu skomplikowania. Dzięki zasto-sowaniu symulacji znacznie skraca się czas kon-struowania i obniża się koszty przez eliminowanie wykonywania prototypów. W celu przeprowadze-nia różnego rodzaju symulacji konieczne jest naj-pierw zdefiniowanie możliwie dużej liczby czyn-ników wpływających na proces technologiczny. Jest to tzw. "preprocessing". Symulując (badając) np. proces wypełniania formy można zdefiniować właściwości tworzywa: lepkość, ciepło topienia itp. Powszechne jest przeprowadzanie procesu odlewania w sposób wirtualny, co pozwala mię-dzy innymi zaprojektować układ wlewowy, kanały odpowietrzające czy dobrać parametry technolo-giczne. Symulacja procesu pozwala przewidzieć powstanie ewentualnych wad i zapobiec im. Po-zwala też na optymalizację kształtu.

Redukcja emisji odorów w odlewni dzięki za-stosowaniu nowej generacji spoiw organicz-nych.Homm. e. Fond. 2008, nr 383, s. 11-24.

W przyszłości stosowane będą tylko te spo-iwa na rdzenie, które dają małą emisję odorów, dymów i cząstek zanieczyszczających środo-wisko. Opracowano trzecią generację rdzeni

03. OCHRONA ŚRODOWISKA I BHPO

39


Cold Box w celu zmniejszenia ilości fenolu po zalewaniu i stosowania mas regenerowanych w odlewniach żeliwa. Badania prowadzone były w odlewni niemieckiej. Opisane metodę redukcji emisji odorów w procesie Cold Box typu ureta-nowego. Poszukiwano rozpuszczalnika o cha-rakterze nieorganicznym zbliżonym do procesu krzemiany-CO2. Rozpuszczalniki te znajdują się w grupie estrowo-krzemianowej, stosowanej od szeregu lat w odlewniach. Wiadomo, że grupa al-kinowych węglowodorów jest odpowiedzialna za emisje odorów. Z drugiej strony krzemian etylu pod wpływem ciepła przemienia się w amorficzny SiO2 - składnik bez zapachu i o szeregu zaletach technicznych. Dodatki stosowane w odlewni dla kompensacji odorów to mączka drzewna impre-gnowana żywicą. Dodaje się jej zwykle o 10% więcej niż spoiwa. Efekt działania dodatków or-ganicznych przedstawiono poprzez zilustrowanie wpływu dodatku 2,5% „Ferranexu". Stosując ży-wicę o niskiej emisji odorów dla impregnacji do-datków uzyskuje się znaczący efekt. Najskutecz-niejszym okazał się nowy dodatek nieorganiczny. Jego działanie tłumaczy się absorpcyjnym cha-rakterem pewnych jego składników. Przedstawio-no wyniki badań przy jego stosowaniu w odlewni stopów żelaza i metali nieżelaznych.

Trwały rozwój i środowisko widziane przez odlewnie FAVI.Homm. e. Fond. 2008, nr 384, s. 16-23.

Scharakteryzowano odlewnię stopów miedzi noszącą nazwę FAVI, która jest liderem w zakre-sie ochrony środowiska, recyklingu i oszczęd-ności energii. Odlewnia zatrudnia około 500 pracowników, ma ośrodek badawczo rozwojowy zatrudniający 31 osób. Produkuje ponad 5000 ton odlewów ze stopów miedzi rocznie i ekspor-tuje je na cały świat. Produkuje części dla skrzy-nek rozrządu do pojazdów samochodowych. Otrzymała jako pierwsza we Francji certyfikaty jakości produkcji i ochrony środowiska. Opisano stosowaną technikę obróbki wód odpadowych i zużytego oleju. Analiza odpadów wykazała mię-dzy innymi, że 50% stanowiły zużyte papierowe

ręczniki. Zastąpiono je ręcznikami materiałowy-mi, które są prane w pralni przy odlewni. Odpa-dy przemysłowe takie jak złom, wióra z obrób-ki, różne ciecze odpadowe są selekcjonowane i odzyskiwane. Ostatnio powstał nowy oddział tzw. FAVI 2 zbudowany specjalnie z zadaniem zintegrowania zasad ochrony środowiska i trwa-łego rozwoju, począwszy od fazy koncepcji. Za-stosowano tam wzorcowe rozwiązania. Opisano jak przebiega proces obróbki wody do chłodzenia form, odzyskiwanie wód deszczowych, która sta-nowi 90% wody zużywanej w zakładzie, opisano proces oczyszczania dymów z odlewni. Sche-maty procesów przedstawiono na ilustracjach. W ramach trwałego rozwoju odlewnia przystąpiła w 2004 roku do światowego Paktu ONZ. Stworzy-ła sieć pomiędzy swoimi klientami, dostawcami i instytucjami, aby wszędzie tam wprowadzić nową kulturę socjalną. Uproszczona definicja trwałego rozwoju brzmi: jest to rozwój, który odpowiada potrzebom dzisiejszym pokoleń bez narażania na zubożenie przyszłych pokoleń i uwzględnia ich potrzeby. Pojęcie "potrzeby" jest pojmowane w szerokim sensie i pokrywa wszystkie aspekty środowiskowe lub ekologiczne, a także aspekty ekonomiczne i wszystkie aspekty socjalne.

Firma Renault i koncepcja recyklingu.Homm. e. Fond. 2008, nr 384, s. 51-55.

Druga dyrektywa Unii Europejskiej 2005/64/CE narzuciła konstruktorom homologację swo-ich pojazdów w aspekcie kryteriów recyklin-gu dla wszystkich nowych pojazdów do końca 2008 roku oraz całych typoszeregów do 2010 roku. Omówiono cztery fazy procesu recyklingu i wszystkie problemy z nim związane oraz z poję-ciem "Design for recycling". Ustalono, że w 2015 roku wszystkie stare samochody po eksploatacji powinny być odzyskiwane w 85% i waloryzowane w 95%. Inaczej mówiąc w 2015 roku 85% masy pojazdu powinno rozpocząć „nowe życie", 10% może być waloryzowano na płaszczyźnie ener-getycznej, a 5% pozostałych resztek może być unieszkodliwiane w specjalnych ośrodkach tech-nicznych.

40


144 godzinny tydzień pracy. Ekonomiczne przetwarzanie ścieków w odlewni. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 3, s. 8-11.

Opisano konstrukcję oraz sposób eksplo-atacji nowoczesnego, w pełni zautomatyzowane-go urządzenia do oczyszczania ścieków. Urzą-dzenie to, firmy LK Metallwaren, zainstalowano w odlewni ciśnieniowej koncernu Honsel. W celu doboru odpowiedniej membrany, która stanowi istotną część konstrukcyjną, przeprowadzono te-sty laboratoryjne, także na skalę przemysłową. Wydajność oczyszczania trójstopniowego urzą-dzenia wynosi 9 m3/h. Za pomocą wspomnianej membrany oddzielane są oleje i tłuszcze. Wydaj-ność filtra wynosi 6 m3/h ścieków. W ciągu 3 lat eksploatacji za pomocą tego urządzenia prze-filtrowano 80.000 m sześciennych ścieków (wy-chwycono 600 t substancji szkodliwych). Wspo-mniana firma, która zaoferowała urządzenie do oczyszczania ścieków odlewni ciśnieniowej gwa-rantuje także jego nadzór podczas eksploatacji i optymalizuje jego pracę na bieżąco.

04. WYTYCZNE PROJEKTOWANIA TECHNOLOGII

ODLEWNICZYCH

W

Modelowanie procesu przepływu stopu w deszczowych układach wlewowych.Lit. Rossii 2008, nr 1, s. 16-18.

Scharakteryzowano zalety i wady desz-czowych układów wlewowych stosowanych przeważnie do odlewów żeliwnych. Jednym z czynników ograniczających ich stosowanie jest powstawanie w odlewach zalewanych deszczo-wo pęcherzy gazowych spowodowanych wystę-pującym przy tym systemie zalewania uderze-niem hydrodynamicznych w ścianki, dno formy i o powierzchnię zbiornika metalu. Uderzenie cie-kłego metalu sprzyja przechwytywaniu powietrza, a przez to powstawaniu pęcherzy i porowatości. W artykule opisano metodę badań nad ustale-niem krytycznej wartości siły udaru hydrodyna-

micznego. Pozwala to obliczyć podstawowe pa-rametry procesu zalewania i otrzymać odlewy z minimalną ilością wad z tym związanych. Zbu-dowano specjalne stanowisko badawcze pozwa-lające na zmianę wysokości ciśnienia od 50 do 200 mm, średnicy otworu czaszy od 1 do 8 mm i wysokości spadania strumienia od 250 mm do 1 metra. Proces przebiegu strugi rejestrowano ka-merą. Omówiono otrzymane wyniki badań.

Określenie objętości nadlewów dla odlewów żeliwnych, produkowanych w formach z mas piaskowo - gliniastych na wilgotno.Lit. Rossii 2008, nr 4, s. 23-24.

Z elementarnych praw fizyki wynika, że za-leżność objętości nadlewu od masy zasilanego węzła powinna być prostoliniowa. Eksperymen-ty wykazują, że jest to jednak zależność krzy-woliniowa. Ze wzrostem masy odlewów wzrost objętości nadlewów ulega spowolnieniu. Przed-stawiono to na wykresie. Wpływ na charakter tej zależności mają dwa czynniki. W ekspery-mentach stosowano odlewy ze stopów alumi-nium AK9MZ. Ustalono, że istotną rolę odgrywa proces zasilania odlewu poprzez wlew główny. Stwierdzono, że zasilanie poprzez układ wlewo-wy jest podstawową przyczyną krzywoliniowego charakteru omawianej zależności. Określono ją analizą regresji. Wyniki analizy sprawdzono tak-że na realnych odlewach z żeliwa sferoidyzowa-nego zaprawą FSMg5. Obliczano także równania regresji dla odlewów o masie od 3,8 do 60 kg i o sprowadzonej (zredukowanej) grubości ścian-ki. W odlewach z eutektycznego żeliwa sferoidal-nego odległość zasilania jest duża tak, że można tu uzależnić obecność jam skurczowych tylko od zasilania przez układ wlewowy. Ponieważ zwy-kle wykonuje się odlewy krzepnące w zakresie temperatur likwidus-solidus określono trzy strefy powstawania porowatości w odlewach. Dla po-równania sprawdzono reguły zasilania dla żeliwa szarego SCz25. Podano wzory na zależność ob-jętości skurczowej dla odlewów żeliwnych wyko-nywanych w formach na wilgotno. Jest on zależ-ny od sprowadzonej grubości ścianki w miejscu

41


doprowadzenia metalu, masy odlewu lub zasila-nego węzła, od objętościowego skurczu żeliwa w stanie ciekłym i w czasie krzepnięcia.

Opracowanie metodyki obliczania wymiarów układów wlewowo-zasilających dla odlewów typu „sieć" ze stopów aluminium.Lit Rossii 2008, nr 1, s. 34-36.

Przy wytwarzaniu odlewów artystycznych typu „sieci" w formach piaskowych powstają trudności związane głównie ze skomplikowanym geometrycznym kształtem odlewu. Występują tu cienkie ścianki, duża powierzchnia, wydłużone elementy często powiązane z węzłami termicz-nymi. W czasie zalewania takich form następuje znaczne wychłodzenie metalu i powstają wady typu spoina czy niedolew. Środkiem zaradczym jest zmiana konstrukcji układu wlewowego tak, aby skrócić drogę ciekłego stopu przy wypełnia-niu wnęki formy oraz zapewnić dobre odpowie-trzanie wnęki. Jako przykład podano konstrukcję układu wlewowego odlewu kraty formowanej w trzech skrzynkach z tym, że sama wnęka odtwarzana jest w środkowej skrzynce. Metal przepływa zarówno w kanałach wlewowych, jak i poprzez płaszczyznę podziału formy. Opisano wyniki modelowania hydraulicznego przepływu metalu w układzie wlewowym. Stosowano wodę podgrzaną do temperatury 40°C, ponieważ od-wzorowuje ona wtedy właściwości stopu alumi-nium. Przedstawiono metodę obliczania wymia-rów geometrycznych układu wlewowego.

Technologiczność konstrukcji odlewu i jej wpływ na jakość.Slevarenstvi. 2007, Roc.45, cis.2-3, s. 92-97.

Podkreślono, że przy współpracy projektan-ta odlewu z technologiem-odlewnikiem czasami nawet małe zmiany ukształtowania odlewu za-pewniają otrzymanie wymaganej jego jakości. Optymalnym rozwiązaniem jest rozpoczęcie konsultacji z odlewnią przy rozpoczęciu projek-towania surowego odlewu, kiedy podejmuje się

decyzje jaki ten surowy odlew powinien być, aby otrzymać projektowany detal. Analiza prawi-dłowej konstrukcji dotyczy w tym artykule odle-wów dla dużych wagonów kolejowych. Podano przykład rysunku surowego odlewu dla korpusu łożyska o masie 121 kg, rozwiązanie układu wle-wowego dla tego odlewu oraz analizę budowy odlewu korpusu turbiny parowej o masie 3240 kg i koła łańcuchowego o masie 6,5 tony.

Koszty ukryte w deficytowym procesie pro-dukcji odlewów ciśnieniowych ze stopów cynku. Die Cast.Eng. 2007, Vol.50, nr 2, s. 48-51.

Przy projektowaniu form ciśnieniowych dla odlewów ze stopów cynku nie można lekceważyć reguł prawidłowego zasilania odlewów. Oszczęd-ności w tym zakresie przynoszą więcej szkody niż pożytku. Potwierdzają to pracownicy odlew-ni Teck Cominco Metals Ltd. Dlatego w artykule przedstawiono podstawowe zasady projektowa-nia układów wlewowych i zasilających jako wy-nik 30-letniego doświadczenia pracowników tej odlewni. Zasadą jest zapewnienie optymalnych warunków wypełniania formy. Układ i przekroje poszczególnych jego elementów przedstawiono na schemacie. Podano zalecane wartości ciśnie-nia we wlewie. Na przykład dla odlewów dekora-cyjnych wynosi ono 14 do 25 MPa. Podano także zalecane czasy wypełniania i prędkość metalu we wlewie. Dla odlewów cienkościennych istotny jest czas wypełniania wnęki formy. Podano tak-że inne parametry niezbędne dla projektowania form ciśnieniowych na odlewy ze stopów cynku. Dążenie do oszczędności kosztem niedotrzyma-nia właściwych proporcji układu wlewowego po-woduje straty z powodu wadliwych odlewów.

42


.

Formowanie poprzez zamrażanie wodnych suspensji wiążących .Lit.Proiz. 2007, nr 5, s. 21-23.

Proces wytwarzania ceramicznych form i rdzeni przez zamrażanie wiążących suspensji wodnych jest znany od 1887 roku. Polega on na zjawisku koagulacji hydrozoli SiO2 po ich ochło-dzeniu poniżej temperatury zamrażania. Obecnie stosuje się go na skalę przemysłową i nosi on nazwę „niskotemperaturowej technologii formo-wania”. Badaniami objęto wszystkie ważne para-metry tej technologii, zarówno dla jednostkowej, jak i seryjnej produkcji. Do procesu chłodzenia oprzyrządowania formierskiego zbudowano spe-cjalną automatyczną maszynę chłodzącą. Za-projektowano zmechanizowane wyposażenie do wykonywania form i rdzeni. Metodą tą otrzymu-je się odlewy o masie od 30 do 50 kilogramów, o wysokiej dokładności i gładkości powierzchni. Rdzenie ceramiczne otrzymane tą metodą moż-na z powodzeniem stosować do form wykony-wanych innymi procesami technologicznymi, np. w formach precyzyjnych lub próżniowych. Istnieje tu możliwość stosowania różnych materiałów ce-ramicznych, na przykład cyrkonu zamiast kwar-cu. Pozwala to w pewnych granicach kontrolować krystalizację odlewu. Istnieją potencjalne możli-wości do stosowania tego procesu do produkcji typowych ceramicznych układów wlewowych, otulin do nadlewów, filtrów itp. Zalety ekologiczne tego procesu nie wymagają komentarza.

Odlewy lżejsze i sztywniejsze. Optymalizacja kształtu odlewów.Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 3, s. 12-15.

Omówiono zagadnienie optymalizacji kształ-tu części maszyn za pomocą nowego oprogra-mowania do opracowywania konstrukcji - Tosca, bazującego na programach Nastren, Abaqus, Anzys, J-Deas i innych. Optymalizacja konstruk-cji realizowana jest pod kątem zmniejszenia zu-życia materiału, przy zachowaniu żądanej sztyw-ności. Proces optymalizacji należy rozpoczynać na wczesnym etapie projektowania. W artykule

problem omówiono na przykładzie dwóch odle-wów: prowadnicy frezarki szybkobieżnej i pokry-wy łożyska.

Mechaniczna regeneracja masy formierskiej bentonitowej i dobór bentonitu w celu uzy-skania optymalnych parametrów masy for-mierskiej w Odlewni „B" Huty Małapanew w Ozimku. Prz.Odl. 2008, T.57, nr 1-2, s. 16-18.

W artykule przedstawiono sposób regene-racji masy formierskiej bentonitowej na automa-tycznej linii formierskiej Kuenkel Wagner Huty Małapanew Ozimek, a także sposób dobierania najbardziej odpowiedniego bentonitu w istnieją-cych warunkach odlewni w celu uzyskania za-mierzonych efektów procesu regeneracji. Nie bez znaczenia są efekty uzyskane przy stosowaniu mieszanki bentonitu sodowego Volclay produk-cji CETCO Poland, który ze względu na wyższą odporność termiczną potęguje efekt regenera-cji, jak i wpływa na poprawę parametrów masy formierskiej. Zawarte w artykule wyniki badań produkcyjnych masy formierskiej oraz uzyskane efekty w okresie stosowania bentonitu mogą być wskazówką dla służb technologicznych odlewni do poszukiwania oszczędności, a także poprawy parametrów stosowanych mas formierskich przy-czyniając się w efekcie końcowym do zmniejsze-nia ilości występujących braków.

Konsystencja pokryć wodnych w procesie nanoszenia. Prz.Odl. 2008, T.58, nr 3, s. 116-117.

Autor artykułu omawia pewien obszar za-gadnień, związany z zastosowaniem pokryć w technologii produkcji odlewów. Przy stoso-waniu pokryć kluczem do optymalizacji procesu i uzyskania dobrej, wolnej od wad powierzchni

05. TECHNOLOGIA ODLEWANIA DO FORM PIASKOWYCH T

43


odlewów jest stała kontrola jego parametrów. Ze względu na koszty zastosowania pokryć i wymagania związane ze środowiskiem pra-cy, w praktyce odlewniczej występuje tendencja zastępowania pokryć alkoholowych pokryciami rozcieńczanymi wodą. Stosowanie pokryć wod-nych wymaga dodatkowo, oprócz standardowej kontroli sposobu aplikacji i grubości warstwy po-krycia, monitorowania temperatury, kompenso-wania zmian lepkości pokrycia oraz wyjątkowej dbałości o czystość. Dzięki temu udaje się za-hamować wzrost bakterii i zachować właściwości reologiczne pokrycia. Odlewnie, w których stosu-je się pokrycie wodne, powinny szczególnie dbać o czystość. Zaleca się częste mycie i sterylizację wanien zanurzeniowych, rur doprowadzających i narzędzi. Ponadto warto przeprowadzać prze-glądy wanien i rur z uwzględnieniem możliwości gromadzenia się w określonych miejscach zuży-tego pokrycia oraz kontrolować jego próbki, co pozwoli na wczesne wykrycie potencjalnego źró-dła problemu.

Proces aglomeracji CORDIS. Homm. e. Fond. 2008, nr 383, s. 31-33.

W najnowszej generacji systemu CORDIS wprowadzona jest woda jako rozpuszczalnik. W zależności od rodzaju spoiwa utworzone jest ono z kombinacji fosfatów, krzemianów lub bo-ratów. Właściwości mechaniczne, płynność i wy-trzymałość na wilgotno rdzeni zależy m.in. od ilości tych związków i ich wzajemnych proporcji w spoiwie. Zaleca się przygotować masę w od-powiedniej mieszarce. Rdzenie mogą być przy-gotowane w tradycyjnych maszynach. Opisano proces wykonania rdzeni. Są one nadmuchiwane do rdzennic o temperaturze rzędu 120°C Stosuje się piaski powlekane. Pierwszy etap polega na suszeniu rdzenia przez ekstrakcję wody. Jest to proces czysto fizyczny. W drugim etapie rozpo-czyna się reakcja chemiczna. Właściwości me-chaniczne rdzenia są proporcjonalne do stopnia dehydratyzacji. Właściwości mechaniczne rdze-ni w temperaturze otoczenia zawarte są między 350 a 550 N/cm2.

Badanie penetracji form z masy formierskiej wiązanej chemicznie w przypadku odlewów dużych. Część 2. Badania przeprowadzone na odlewach dużych. Fonderie Fond.d'Aujourd. 2008, nr 276, s. 8-25.

Odlewnie, które produkują duże odlewy, mu-szą się liczyć z wystąpieniem problemu penetra-cji ciekłym metalem wnęki formy. W tej publikacji chodzi głównie o rozplanowanie badań w zakresie odlewania dużych próbek, których zbadanie po-zwala opisać wpływ poszczególnych parametrów na penetrację form i rdzeni podczas produkcji du-żych odlewów. Najbardziej istotne parametry, to parametry opisujące właściwości masy formier-skiej oraz odpowiednie pokrycie, jego grubość, a także położenie rdzenia w odlewie, a z tym się wiąże obciążenie cieplne. Istotna jest zależność między pokryciem a rodzajem masy formierskiej. Równolegle do tego opracowano stanowisko do opisania zależności między masą a pokryciem. Obserwowano oddziaływanie wzajemne masy i pokrycia. Wyniki tych różnych badań pozwoli-ły na przedstawienie mechanizmu penetracji. W oparciu o przeprowadzone badania można było także określić przyczepność pokrycia i jego elastyczność. Stwierdzono dużą zgodność wy-ników pomiarowych uzyskaną na stanowiskach badawczych a wynikami pomiarów na próbkach. Pokrycie a szczególnie morfologia jego żarood-pornej osnowy zależy od zastosowanego piasku (kwarcowego lub chromitowego).

Zastosowanie spoiw nieorganicznych INO-TEC w seryjnej produkcji odlewów z metali lekkich.Giessere-Prax. 2007, nr 5, s. 192-194.

Przedstawiono zastosowanie spoiwa nie-organicznego INOTEC z grupy spoiw ECOCURE. Spoiwo to jest połączeniem płynnego składnika w postaci zmodyfikowanego roztworu krzemu i wysokomineralizowanych dodatków tzw. „pro-motorów”. Utwardzanie masy następuje przez oddziaływanie ciepła. Czas utwardzania i stabil-ność rdzeni podczas składowania można opty-

44


malizować przez usunięcie wilgoci w strumieniu ciepłego powietrza. W przypadku tego spoiwa istnieje możliwość indywidualnego jego dopa-sowania do potrzeb klienta przez zmianę wyżej wymienionych „promotorów”. Stosowanie nie-organicznych spoiw jest ekologiczne a ponadto zastosowanie rdzeni z tymi spoiwami poprawia jakość odlewów, a rdzenie są łatwiejsze do wy-bijania.

Nowe żywice i utwardzacze No-Bake o małej emisyjności.Giesserei 2007, Jg.94, H.4, s. 42-46, 48, 50-52.

Opisano badania w ramach projektu badaw-czego nad nowymi żywicami i utwardzaczami. Wyprodukowano nowe materiały typu No-Bake. Są to materiały nowej generacji i nie były dotych-czas oferowane na rynki. Posiadają następujące korzystne właściwości technologiczne: wykony-wane z nich formy i rdzenie mają dużą wytrzyma-łość, materiały te cechuje wysoka stabilność ter-miczna podczas stosowania ich w odlewnictwie żeliwa i staliwa. Cechuje je także łatwość roz-padania się w przypadku stosowania na rdzenie w odlewach ze stopów aluminium. Wykładnicza charakterystyka utwardzania sprawia, że mate-riały posiadają długi okres zdolności do przerób-ki. Materiały te nie zawierają azotu, stosowane są jako dodatki do mas przymodelowych, nie zawierają także fenolu i formaldehydu. Podczas utwardzania następuje redukcja siarki o 50%. Podczas odlewania wydziela się nieznaczna ilość przykrych zapachów. Stosowanie nowych materiałów No-Bake gwarantuje uzyskanie odle-wów wysokiej jakości.

Charakterystyka materiałów formierskich przez symulację procesu zagęszczania.Giesserei 2007, Jg.94, H.4, s. 54-59.

Po przedstawieniu problemów, z którymi musi się zetknąć technolog podczas wykony-wania form dla nowego asortymentu odlewów w celu znalezienia optymalnych warunkow wy-

twarzania, jasne jest, że sposobu rozwiązania należy szukać z jednej strony w ciągłej kontro-li masy obiegowej, a z drugiej w teoretycznych podstawach przewidywania procesu zagęszcza-nia. W celu przedstawienia przebiegu procesu zagęszczania określono werbalny i matematycz-ny sposób opisu zagęszczania w oparciu, o który opracowano programy komputerowe. Okazało się jednak, że stosowane dotychczas metody badań w celu określenia odpowiednich współczynników do równań matematycznych okazały się nieod-powiednie. Skonstruowano nowe urządzenia do badań. Określono takie decydujące wielkości jak: kohezja, wewnętrzny i zewnętrzny kąt tarcia z obciążeniem i bez, gęstość i właściwości prze-róbcze. Wartości te wstawiono do równań mate-matycznych. Zastosowano je także w symulacji przy zmianie geometrii modelu i zewnętrznych warunkow brzegowych. Wartości wyznaczone eksperymentalnie zgadzają się z wynikami sy-mulacji.

Nowy dodatek do masy formierskiej zapewnia lepszą jakość powierzchni odlewu.Giesserei 2007, Jg.94, H.4, s. 72-79.

Odlewnia Hugo Lahme GmbH zastąpiła sto-sowaną dotychczas masę naturalną masą syn-tetyczną bentonitową. Do masy syntetycznej do-dano nowy dodatek "Arginotec", który składa się głównie z: gliny mineralnej illitu, kaolinitu, kalcytu, kwarcu i skalenia. Dodatek ten został opracowa-ny specjalnie na potrzeby odlewnictwa. Przedsta-wiono jego charakterystykę, a opisane w artykule badania miały na celu określenie niezbędnej ilości tego dodatku w celu uzyskania poprawy jakości powierzchni. Prowadzono badania przemysłowe i laboratoryjne. Porównywano stabilność termicz-ną masy z dodatkiem i bez dodatku.

45


Badanie paczenia się na gorąco rdzeni Cold-Box fenolowo-poliuretanowych.Giesserei-Prax. 2007, nr 1-2, s.12-22.

Omówiono wyniki badań doświadczalnych i symulacji numerycznej zjawiska paczenia się na gorąco rdzeni poliuretanowych Cold-Box. Za pomocą specjalnego dylatometru zbadano wy-dłużenie i kurczenie się próbek cylindrycznych z masy poliuretanowo-fenolowej w zakresie tem-peratur 25–28ºC. Próby rozciągania w wysokiej temperaturze pokazały, że wytrzymałość próbek z piasku kwarcowego związanych żywicą feno-lowo-poliuretanową w sposób istotny zależy od czasu przeróbki, temperatury i zawartości spo-iwa. Podczas badań paczenia się na gorąco pró-bek cylindrycznych, przeprowadzanych w piecu, można było wykazać, że zastosowane niektóre pokrycia aluminiowe podnoszą temperaturę po-czątku paczenia się ale nie są w stanie mu za-pobiec. Próby przeprowadzone na odlewach aluminiowych pokazały, że w przypadku wszyst-kich zastosowanych rdzeni, niezależnie od sto-sowanego pokrycia i dodatku, zarejestrowano znaczne paczenie się gdy gęstość rdzenia była mniejsza niż gęstość ciekłego metalu. Symulacja numeryczna strumienia metalu wokół rdzenia, jak i analiza sił dynamicznych działających na rdzeń podczas wypełniania formy pokazały, że odpo-wiedzialną za przegięcie rdzenia jest siła nacisku ciekłego metalu. Wniosek z tego jest taki: aby zapobiec paczeniu się na gorąco konieczne jest podniesienie masy rdzenia aby działające, wyni-kające z przepływu ciekłego metalu siły i siła cią-żenia rdzenia równoważyły się. Odlewy próbne z rdzeniami z masy cyrkonowej (które w przybli-żeniu mają tę samą gęstość jak ciekłe aluminium) dowodzą tezy, że poprzez spełnienie tego warun-ku można zapobiec paczeniu się rdzeni.

Czy formowanie za pomocą frezarki jest lep-szym wariantem formowania ręcznego? Fre-zarki pięcioosiowe są urządzeniami za pomo-cą, których można wytwarzać formy piaskowe bardziej ekonomicznie.Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, H.4, s. 4-6.

Przedstawiono zagadnienie wytwarzania form piaskowych bez oprzyrządowania modelo-wego z wykorzystaniem pięcioosiowej frezarki sterowanej numerycznie. Omówiono wady for-mowania konwencjonalnego z zastosowaniem oprzyrządowania modelowego, przedstawio-no zalety stosowania frezarek numerycznych w porównaniu z formowaniem konwencjonalnym. W ramach artykułu omówiono również wyma-gania techniczne jakie musi spełniać frezarka stosowana do wytwarzania form. Przedstawio-no krótko perspektywy rozwoju formowania bez oprzyrządowania modelowego.

Kontrola jakości pokryć.Giesserei 2007, Jg.94, H.1, s. 38-44, 46-47.

Przeanalizowano badania i opisano czynni-ki wpływające na jakość i zachowanie się pokryć podczas ich stosowania. Opisano wpływ szere-gu parametrów pokryć na metody badań w celu określenia ich cech jakościowych. Badania po-kryć można podzielić na dwie grupy: badania pod kątem produktu w celu określenia istotnych cech jakościowych oraz badania pod kątem zastoso-wania w celu określenia wartości użytkowych i wymagań klienta. W artykule przedstawiono ba-dania tylko pod kątem wyrobu natomiast badania pod kątem możliwości zastosowania przedsta-wiono w skrócie.

46


Utwardzone na gorąco żywice stosowane w technologii Warm-Box i Hot-Box - wymaga-nia rynku i aktualne badania w firmie Furten-bach GmbH. Giesserei Rund. 2007, Jg.54, nr 1/2, s. 2-11.

Omówiono zastosowanie żywic utwardzanych na gorąco, stosowanych do produkcji rdzeni metodą ciepłej i gorącej rdzennicy z uwzględnieniem ak-tualnych wymagań rynku. Opisano także prace badawcze w firmie Furtenbach w tym zakresie. Omawiane zagadnienia to: ogólne informacje na temat zastosowania technologii Warm-Box i Hot-Box, a w tym uwagi dotyczące stosowania tych technologii przy produkcji odlewów z żeli-wa szarego i sferoidalnego oraz staliwa. Omó-wiono także udział poszczególnych technolo-gii na rynku w produkcji rdzeni. Przedstawiono w punktach zalety i wady technologii produkcji rdzeni. Omówiono wymagania rynku w zakresie żywic utwardzanych na gorąco. Ponadto artykuł zawiera omówienie przebiegu reakcji podczas produkcji rdzeni oraz charakterystykę czynników i ich wpływ na przebieg reakcji, np. temperatu-rę czy jakość żywic. Artykuł zawiera omówienie znaczenia stosowanych utwardzaczy i dodatków, a także obszerne omówienie badań żywic nowe-go typu o nazwie Thermophen i prowadzonych przez firmę Furtenbach. Szeroko zaprezentowa-no ich właściwości. Omówiono problemy ochrony środowiska. Artykuł zawiera szereg wykresów i tablic.

Technologia Carbophen Resol-CO2. Giesserei Rund. 2007, Jg.54, nr 1/2, s. 16-18.

Omówiono podstawy technologii Resol-CO2-Carbophen wykonywania rdzeni. Opisano proces od strony przebiegu reakcji chemicznych. Poda-no charakterystykę technologiczną materiałów podstawowych. Wskazano na możliwość stoso-wania regeneratów w procesie; regeneratów po-chodzących z różnych metod wytwarzania rdzeni i uzyskiwanych na drodze regeneracji mecha-nicznej. Omówiono przeróbkę masy rdzeniowej, stosowane urządzenia. Opisano zastosowanie

masy w przemyśle, a w tym problemy emisji sub-stancji szkodliwych przy produkcji rdzeni i proce-sie odlewania oraz występowanie wad odlewów w przypadku stosowania rdzeni wykonanych me-todą.

Badanie możliwości otrzymywania jakościo-wych powłok z mas bentonitowych na pła-skich powierzchniach kokili. Lit. Rossii 2008, nr 4, s. 28-30.

Stwierdzono, że przy wytwarzaniu odlewów w formach piaskowych istotny wpływ na jakość powierzchni i właściwości odlewu odgrywa war-stwa masy wokół wnęki odlewu o grubości około 20 mm. Warstwa ta zapobiega zniszczeniu wnęki formy w czasie zalewania i krystalizacji odlewu. Dlatego szukano możliwości stworzenia kombi-nowanych form. Idea naniesienia warstwy masy na kokilę pochodzi z 1945 roku. Później powstało pojęcie licowanej kokili (kokile z warstwą masy formierskiej). Jako pierwsze wykonano odlewy tulei cylindrów w kokilach licowanych. W artykule opisano badania kokil posiadających zagłębienia na powierzchniach, które ułatwiają utrzymanie warstwy masy formierskiej naniesionej na po-wierzchnie kokili. Oceniono wpływ zagęszczania przez prasowanie naniesionej masy licowanej kokili. Ustalono doświadczalnie, że dobre wyniki daje wykonanie zagłębień w postaci komórek o średnicy 15 mm w odległościach około 2 do 2,5 ich średnic. Ważnym problemem jest dobre wy-pełnienie zagłębień masą formierską. Dlatego wstępnie zapełniano komórki masą na głębokość 5 do 8 mm.

Metalurgiczna jakość stopu aluminium przy odlewaniu kół samochodowych.Slevarenstvi 2008, Roc.46, cis.7-8, s. 349-353.

W produkcji kół samochodowych stosuje się dzisiaj najczęściej technologię odlewania pod

06. TECHNOLOGIA ODLEWANIA KOKILOWEGO I NISKOCIŚNIENIOWEGOT

47


niskim ciśnieniem. Obecność obcych wtrąceń w mikrostrukturze obniża właściwości mecha-niczne odlewów tych kół. W artykule opisano technologię odlewania pod niskim ciśnieniem oraz przedstawiono wyniki badań różnych wtrą-ceń występujących w odlewach kół prowadzone pod kątem niwelowania ich szkodliwego wpły-wu. Przedstawiono mikrostrukturę pięciu róż-nych wtrąceń obserwowanych pod mikroskopem optycznym i skaningowym oraz ich skład che-miczny. We wtrąceniach tych stwierdzono obec-ność różnych tlenków metali, takich jak: Al, Ca i Si oraz soli F, K, Na i Ti jako resztek topnika i modyfikatora.

Rozwój obserwowany w zakresie pokryć dla odlewania stopów magnezu.Mod.Casting. 2007, Vol.97, nr 2, s. 47-50.

Fakt, że właściwości mechaniczne stopów magnezu i aluminium są podobne powinien pro-wadzić do zwiększenia zapotrzebowania na odpo-wiedzialne odlewy ze stopów magnezu. Dotyczy to zwłaszcza odlewów kokilowych. Przeszkodą w rozwoju technologii kokilowego odlewania sto-pów magnezu był dotychczas brak odpowiednich pokryć na formy. Prowadzone ostatnio prace w kanadyjskich instytutach naukowych pozwoliły na wprowadzenie takiego pokrycia. Stwierdzono, że azotek borowy, stosowany w przypadku sto-pów aluminium, może być optymalizowany dla odlewania stopów magnezu. Opisano badania prowadzone w celu ustalenia optymalnych para-metrów stosowania azotku borowego na pokrycia kokil. Podano parametry technologiczne procesu nanoszenia powłok uzyskane w wyniku tych ba-dań. Podkreślono, że aktualnie opracowana jest wersja handlowa tego pokrycia dostępna na ryn-ku.

Elektromagnetyczne odlewanie niskociśnie-niowe stopów aluminium.Giesserei 2007, Jg.94, H.2, s. 64-65.

Omówiono proces elektromagnetycznego odlewania niskociśnieniowego stopów alumi-

nium. Proces ten to ulepszona metoda odlewania niskociśnieniowego pod ciśnieniem elektroma-gnetycznym. W procesie tym wypełnianie formy i utwardzanie odlewu odbywa się pod niskim ci-śnieniem uzyskanym za pomocą pompy elektro-magnetycznej. Zaletą tego procesu jest między innymi to, że nie stosuje się żadnego gazu ro-boczego, a więc nie jest konieczna hermetyczna izolacja układu grzewczego i systemu połączeń. Na konstrukcję można stosować niemetalowe tworzywa żaroodporne ponieważ drobne pory i pęknięcia nie są już problemem. Inną zaletą tego procesu jest uzyskiwanie większych dokładności odlewów oraz możliwość kontroli ciekłego metalu tuż przed wlewem do formy. W artykule opisano urządzenie i przebieg procesu odlewania elektro-magnetycznego pod niskim ciśnieniem, a także jego odmianę RASLIT.

Przewidywanie wadliwego funkcjonowania form w odlewni ciśnieniowej.Homm. e. Fond. 2008, nr 381, s. 18-20.

Opisano badania finansowane przez nie-miecki rząd, które miały na celu optymalizację organizacji pracy, projekt części form i plano-wanie komputerowe produkcji odlewania ciśnie-niowego poprzez zbieranie danych, rejestrację i analizę istotnych parametrów dla formy w czasie jej pracy. Artykuł jest przedrukiem referatu wygło-szonego na Forum Technicznym MKO w Dues-seldorfie w czerwcu 2007 roku. Podkreślono, że zbieranie i analizę aktywnych parametrów wyko-nuje się rzadko. Na ogół precyzowanie technolo-gicznych parametrów procesu produkcji dokonu-je się empirycznie. Opisano poszczególne etapy tych procesów. Niezbędna okazała się operacja interdyscyplinarna dla ustalenia danych dla tych etapów. Jako partnerów wybrano dwa zakłady - producenta form i czujników we współpracy z Uniwersytetem Technicznym Akademii Górni-czej we Freibergu. Analizowano czy można sto-sować pomierzone dane dla zbadania parame-

T 07. TECHNOLOGIA ODLEWANIA

CIŚNIENIOWEGO

48


trów procesu i tendencję do powstawania awarii mechanicznych formy i jej aktywnych części. Ba-dano sześć faz próbnych w różnych warunkach. Otrzymano zadawalające wyniki. Stwierdzono możliwość identyfikacji stref w formie i jej aktyw-nych częściach zagrożonych zaistnieniem awarii oraz możliwość odtworzenia procesu zalewania, stwierdzono, że można wykryć wtryski bez cie-kłego metalu, przeprowadzić zmiany parametrów procesu zalewania, opanować zużycie rdzeni oraz diagnozować wzrost naprężeń w czasie wtrysku.

Symulacja przepływu i początku krzepnięcia w krótkiej tulei w procesie odlewania ciśnie-niowego.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2008, nr 275, s. 13-22.

Za pomocą symulacji cyfrowej procesu odle-wania ciśnieniowego Al, stosując system "Quick cast" udało się prześledzić zjawiska cieplne pod-czas przepływu metalu i wypełnienia metalem (AlSi9Cu3) tulei (komory odlewniczej-średnica 80mm), a także zarejestrować wtrącenia nieme-taliczne przy różnych prędkościach tłoka. Stwier-dzono spadek temperatury metalu o około 80°C oraz udział wstępnie zakrzepłego metalu w ilości 5-10% objętości, a także znaczne zwiększenie temperatury powierzchni tulei w obszarze wlewu (powyżej 590°C) i wyraźną niejednorodność ob-ciążenia cieplnego tulei.

Podwyższenie efektywności odlewania ciśnieniowego.Lit. Rossii 2008, nr 1, s. 25-30, bibliogr.14 poz.

Sprawdzono w praktyce następujące or-ganizacyjno-techniczne środki, zapewniające podwyższenie efektywności procesu odlewania ciśnieniowego: 1) zastosowanie pakietu progra-mów BALPRF i nomogramu pozwala opracowy-wać optymalną konstrukcję formy ciśnieniowej, tzn. zwiększyć jej możliwości eksploatacyjne; 2) zastosowanie oszczędnego staliwa stopowego

chromowego w miejsce stali do kucia oraz odle-wanych kształtowych wstawek pozwala obniżyć o 30–40% koszt formy ciśnieniowej i dwu do dwu i pół-krotnie wydłużyć czasokres ich eksploatacji w porównaniu z wymaganiami GOST 19446 – 74; 3) okresowe oczyszczanie układu chłodzenia formy ciśnieniowej specjalną cieczą czyszczącą zapewnia stabilność procesu technologicznego i jakość otrzymywanych odlewów; 4) stosowanie aluminowanych lub bimetalicznych tłoków prasu-jących zmniejsza półtorakrotnie ich zużycie i za-pewnia bardziej rytmiczną pracę maszyn.

Symulacja procesu wypełniania formy dla procesu odlewania w stanie pół-stałym (rheocast) .Die Cast.Eng. 2007, Vol.50, nr 1, s. 50-54, bi-bliogr.1 poz.

Oprogramowania stosowane do symulacji odlewania ciśnieniowego musi być adaptowane w przypadku odlewania tiksotropowego. Wyma-ga to stworzenia nowego modelu reologicznego. Do opracowania takiego oprogramowania stoso-wanie reguł opartych na prawach Newtona nie jest wystarczające. Przedstawiono dwa modele równań oparte na zmianie lepkości i omówiono znaczenie zawartych w nich czynników. Wybrano model „zmiennej lepkości wewnętrznej”. W wyni-ku zastosowania modelu symulacji tiksotropowe-go procesu wypełniania formy zastąpiono zwykły układ wlewu przez wlew „gorący” Znacznie po-prawiło to możliwości wypełniania wnęki formy, co przedstawiono na przykładzie wnęki formy stosowanej do badania lejności stopu. Drugim omawianym w artykule problemem była ilość po-wietrza zatrzymywanego w formie w czasie tik-sotropowego odlewania. Z powodu zmniejszone-go skurczu odlewów tiksotropowych pęcherzyki powietrza są dużo mniejsze (< 200 mikronów) w porównaniu do pęcherzyków powietrza wystę-pujących w zwykłych odlewach ciśnieniowych (900 mikronów). Dlatego odlewy tiksotropowe mają wyższą wytrzymałość zmęczeniową.

49


Woda czy olej? Wyrównywanie temperatury form ciśnieniowych.Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 3, s. 38-41.

Omówiono problem chłodzenia/wyrównywa-nia temperatury form ciśnieniowych przy zasto-sowaniu medium chłodzącego wody lub oleju. Producent urządzeń grzewczych/chłodzących Thermobiehl Apparatebau GmbH przeprowadził szereg badań w różnych firmach mających na celu porównanie efektów chłodzenia za pomocą wody i oleju. W wyniku efektów tych porównań szereg odlewni ciśnieniowych zdecydowało się na przestawienie się z chłodzenia olejowego na wodne. Kryterium porównawczym były: jakość uzyskiwanych odlewów, czas cyklu, procent bra-ków. Firma nie dysponuje wprawdzie obliczeniami w tym zakresie ale oddźwięk wśród klientów był pozytywny. Zalety chłodzenia wodnego to mniej-sze koszty, proces jest bardziej ekologiczny, cykl jest krótszy. W dalszej części artykułu omówio-no szczegółowo: problemy obciążenia cieplnego formy ciśnieniowej, zastosowanie wody jako me-dium chłodzącego - występowanie przecieków, zastosowanie kombinacji wody i oleju jako me-dium chłodzącego.

Przekonywujące zalety. Odlewanie ciśnienio-we stopów cynku.Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, H.4, s. 44-53.

Omówiono zalety stopów cynku i łatwość ich odlewania metodą ciśnieniową w sposób nie-szkodliwy dla otoczenia. Cynk i jego stopy łatwo można odzyskiwać i poddawać ponownej prze-róbce. Cynk ma dużą płynność (łatwa lejność) co ułatwia uzyskiwanie odpowiedniej struktury powierzchni i odpowiednio cienką ściankę. Ze stopów cynku odlewanych ciśnieniowo wykonuje się obudowy, elementy dla elektroniki, elementy ekranizujące. Scharakteryzowano właściwości wytrzymałościowe stopów cynku. Stop cynku jako tworzywo, np. na odlewy drobne, jest bardzo wydajny. Odlewanie ciśnieniowe stopów cynku jest energetycznie opłacalne. /A.W./

Zbliżać się do granicy. Cienkościenne odlewy ciśnieniowe ze stopów cynku.Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 1+2, s.14-19.

Powszechne zastosowanie elektroniki, elek-troniczna rejestracja danych i elektroniczne ich przesyłanie spowodowało konieczność zasto-sowania w urządzeniach elektronicznych obu-dów (odlewów ciśnieniowych) o odpowiednich właściwościach, chroniących urządzenia przed interferencją elektromagnetyczną. Obudowy ta-kie zaczęto wykonywać ze stopów cynku. Odle-wy te musi cechować duża precyzja wykonania (grubość ścianki 0,3 mm). Najmniejsze grubości ścianek uzyskuje się odlewając nadstopy. Aby wykonać taki cienkościenny odlew konieczna jest duża stabilność przebiegu procesu wypełniania formy. Opisano wykonywanie cienkościennych odlewów ze stopów cynku na potrzeby elektroni-ki, z zastosowaniem specjalnych maszyn ciśnie-niowych.

Zawartość wodoru w odlewach z żeliwa sza-rego wykonanych technologią modeli zgazo-wywanych.Pr.IOd. 2008, T.48, nr 2, s. 42-47.

Jednym z podstawowych parametrów, de-cydujących o prawidłowym przebiegu procesu cieplnego zgazowywania modeli, jest rodzaj oraz objętość gazów wydzielających się z modelu styropianowego w czasie trwania tego procesu. Proces zgazowywania modelu zachodzi w za-łożonym przedziale temperatury. Objętość wy-dzielonych gazów jest zależna od temperatury, objętości modelu oraz masy modelu. Jednym z gazowych produktów cieplnego rozpadu mo-delu polistyrenowego jest wodór. Zawartość jego w całkowitej objętości gazów jest zależna od temperatury zgazowania modelu. Maksymalna

08. TECHNOLOGIA ODLEWANIAPRECYZYJNEGO. PRASOWANIE

W STANIE CIEKŁYM. ODLEWANIE W FORMACH SKORUPOWYCH

T

50


zawartość wodoru w całkowitej objętości gazów może wynosić nawet około 10%. W badaniach określono wpływ produktów cieplnego rozpadu modelu styropianowego na właściwości meta-lu, zwłaszcza na zawartość wodoru w metalu. Jego zawartość określano w próbkach z żeliwa szarego wykonywanych metodą modeli cieplnie zgazowywanych. Zaobserwowano wzrost zawar-tości wodoru w odlewach z żeliwa szarego wyko-nywanych powyższą metodą.

Regeneracja pozostałości zawiesin stosowa-nych do produkcji form skorupowych metodą elektroforezy.Lit. Rossii 2008, nr 4, s. 41-42.

Przy otrzymywaniu form skorupowych me-todą elektroforezy zawiesina znajdująca się w elektrolizerze traci swoje własności z upływem czasu, a także w miarę zwiększania sumarycznej masy osadu powstającego w danej zawiesinie przy ich powtórnym użytkowaniu. W badaniach porównywano elektroforetyczne właściwości zre-generowanych suspensji z właściwościami su-spensji wykonanych na nowo. Osady nanoszono na rdzenie metalowe przy napięciu 60V w ciągu 2 minut. Sprawdzano masę i wilgotność otrzy-manych powłoczek oraz przebieg tego procesu. Podano skład regenerowanej zawiesiny. Ognio-trwałym wypełniaczem był proszek kwarcowy o odpowiedniej ziarnistości. Stosowano dwie me-tody regeneracji elektroforetycznych suspensji. Pierwsza metoda nadaje się do okresowo pro-wadzonych cykli a druga do procesów ciągłych. Stwierdzono, że regeneracja zawiesin pozwala na znaczne obniżenie zużycia wysokojakościo-wych materiałów ogniotrwałych i eliminuje ko-nieczność ich późniejszego usuwania.

09. INNE TECHNOLOGIE ODLEWANIA

Anizotropowe właściwości odlewanej w spo-sób ciągły miedzi zawierającej tlen.Lit. Rossii 2008, nr 3, s. 25-27.

W przemyśle produkcji kabli przy zastoso-waniu metody przeciągania szyn miedzianych elektrotechnicznych bezpośrednio z odlewanych półwyrobów powstaje szereg problemów spowo-dowanych teksturą odlewów i dendrytyczną budo-wą kryształów. Podobne problemy powstają przy odlewaniu rur miedzianych oraz przy odlewaniu kul, które potem są przerabiane plastycznie. Zo-stało to opisane w patencie USA No. 4284436. Udowodniono, że występowanie anizotropii w strukturze nie zabezpiecza zadawalających wyników kucia blach. Prowadzi to do koniecz-ności wprowadzania mikrododatków stopowych z równoczesnym zagrożeniem obniżania prze-wodności elektrycznej i cieplnej miedzi. Podane przykłady wskazują na ważność problemu bada-nia tekstury odlewanych półwyrobów z miedzi.

Metody wykonywania walców odlewanych dla walcowni gorących. Giesserei 2007, Jg.94, H.2, s. 60-63, bibliogr.21 poz.

Omówiono zagadnienie odlewania walców dla walcowni gorących. Przedstawiono krótko systematykę walców, wymagania stawiane wal-com roboczym. Opisano technologie odlewania walców: metodę statyczną i odśrodkową.

Pierwsze odlewy ze stopów magnezu wyko-nane metodą formowania próżniowego. Giesserei-Prax. 2007, nr 4, s. 127-132.

Pierwszym odlewem ze stopu Mg (AZ91E) odlanym z zastosowaniem formowania próżnio-wego była płyta do samochodu ciężarowego. Ba-dania wykazały, że odlewy wykonane ze stopu magnezu tą metodą sprawdzają się w praktyce.

I

51


Podczas badań struktury nie stwierdzono istot-nych różnic w porównaniu z odlewami wykonany-mi w formach piaskowych. Twardość i porowatość odlewów piaskowych ze stopu AZ91E i odlewów wykonanych metodą próżniową z tego stopu nie różnią się od siebie. Odlew w formie próżniowej krzepł szybciej niż w formie piaskowej. Prędkość krzepnięcia w formie próżniowej wynosiła 1,4 stopnia na sekundę a dla porównania prędkość krzepnięcia w formie piaskowej 1,2 stopnia na sekundę. Prędkość chłodzenia odlewów krzepną-cych w formie próżniowej w której panuje jeszcze próżnia wynosiła 0,12 stopnia na sekundę. Jeżeli odłączy się próżnię szybkość chłodzenia spada i przyjmuje prawie tę samą wartość jak w formie piaskowej (0,054 stopnia na sekundę). Próżnia wprowadza więc dodatkowy efekt chłodzenia.

Rozdrabnianie ziarna w stopach miedzi.Fonderie Fond. d'Aujourd. 2008, nr 274, s.12-19, res., sum., Zsfg.

Przetapianie stopów aluminium stosowane jest w praktyce bardzo powszechnie. W przypad-ku stopów miedzi ich obróbka w odlewni nie jest tak powszechna z wyjątkiem niektórych typów mosiądzów. Z wyników badań prezentowanych w literaturze można wywnioskować, jakie różni-ce następują pomiędzy działaniem poszczegól-nych modyfikatorów rozdrabniających i jak od-działywają one na poszczególne rodzaje stopów. Przedstawione w tym artykule wyniki pokazują, że rafinacja brązu CuSn5Zn5Pb5 z dodatkiem cyrkonu nie jest łatwa i nie przynosi pożądanych rezultatów. Natomiast rozdrabnianie mosiądzu CuZn40Pb2 z zastosowaniem boru przebiega ła-two i prowadzi do pozytywnych rezultatów, jeśli chodzi o właściwości stopu.

10. TOPIENIE

Przyszłość procesu topienia w żeliwiaku.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2008, nr 275, s. 23-30.

Żeliwiak to dzisiaj duży piec silnie zautoma-tyzowany, który spełnia w pełni wymagania ochro-ny środowiska. Można w nim topić złom, surów-kę lub brykiety z węgla i tlenku żelaza. Ponieważ do topienia i nawęglania metalu stosowany jest koks, w procesie spalania powstaje dużo diok-syn. W przyszłości w żeliwiakach potrzeba więc będzie ograniczać stosowanie węgla do nawę-glania, a wprowadzić węgiel drzewny lub energię elektryczną odnawialną do ogrzewania i topienia metalu. Propozycje takie są znane. Odwołano się do przykładu Brazylii gdzie stosuje się tego typu żeliwiaki. Powinno się wykorzystywać gazy odlo-towe do nagrzewania wsadu. W artykule stara-no się odpowiedzieć na pytanie: jaki jest poziom metalurgii dzisiaj i jakie są możliwości rozwoju. W rozważaniach o procesie metalurgicznym stwierdzono, że aktualnie trudno jest przewidzieć kierunki rozwoju tego procesu. Dalej omawiano problem otrzymywania najbardziej ekonomiczne-go składu wsadu. Poszukiwano alternatywnego paliwa dla koksu odlewniczego, optymalizacji wy-dajności energetycznej i recyklingu odpadów.

Żeliwiak wobec problemów rozwoju surow-ców do topienia oraz rynków światowych. Fonderie Fond. d'Aujourd. 2008, nr 276, s. 26-38.

Zalety i wady żeliwiaka wobec pieców induk-cyjnych są znane. Żeliwiak jest bardziej odpo-wiedni przy dużej wydajności, kiedy topiony jest jeden gatunek żeliwa i można stosować do wsa-du złom metalowy tańszy od nowych materiałów wsadowych. Tonaż powyżej, którego należy za-mienić piec indukcyjny na żeliwiak jest dla każdej odlewni sprawą indywidualną i zależy od rodza-ju produkcji, ale zwykle jest to przy wydajności ponad 10 t/h. W artykule przedstawiono wyniki ankiety przeprowadzonej we Francji przez Insty-tut CTIF w aspekcie ochrony środowiska. Dzisiaj większość żeliwiaków, nawet tych z zimnym dmu-chem jest dobrze odpylana jedynie problem diok-

T

52


Technologia próżniowego odlewania nadsto-pów i jej wpływ na powstawanie wad odlew-niczych. Slevarenstvi 2007, Roc.45, cis.2-3, s. 87-91.

Artykuł zawiera analizę termodynamiczną oraz wybrane wyniki eksperymentów otrzyma-nych z badania reakcji między kąpielą metalową i gazami w komorze indukcyjnego pieca próż-niowego w czasie topienia nadstopów. Z analizy wynika, że w warunkach zwykłego prowadzenia procesu szczególną pozycję zajmuje węgiel, który ma w procesie próżniowego topienia naj-większe powinowactwo do tlenu. Z przeprowa-dzonych badań uzyskano wnioski pozwalające zapewnić pożądaną jakość nadstopów topionych w piecach próżniowych: ciśnienie w komorze pieca próżniowego musi być niższe niż ciśnienie odpowiadające temperaturze stanu równowa-gi, zbieżne z temperaturą solidusu stopu. Tylko w taki sposób można zapobiec powstawaniu warstewek tlenków na powierzchni kąpieli i ich wprowadzeniu do wnętrza odlewu.

Waloryzacja wiórów ze stopów żelaza i pyłów w piecu indukcyjnym. Fonderie Fond.d'Aujourd. 2007, nr 263, s. 27-32.

W niewielu odlewniach wióra z obróbki me-chanicznej przetapia się bezpośrednio we wła-snych piecach, ponieważ ich wprowadzanie do ciekłego metalu jest trudne. Zwykle są one od-

sprzedawane na złom, co powoduje stratę kosz-tów proporcjonalnie do różnicy cen wsadu metalo-wego i ceny złomu. Zaproponowano odlewnikom trzy metody waloryzacji wiórów: brykietowanie przed wprowadzeniem do pieca, zwiększenie in-tensywności mieszania wiórów w kąpieli ciekłego metalu uzyskane poprzez wyposażenie dodat-kowe pieca w system zasilania elektrycznego o zmiennej częstotliwości lub system wielocew-kowy oraz ulepszenie procesu mieszania, które można uzyskać przez wdmuchiwanie azotu lub argonu za pomocą lancy lub porowatej zatyczki. Artykuł opracowano na podstawie doświadczeń Instytutu CTIF. Podano także szereg źródeł lite-ratury. Cytowano rozwiązania techniczne stoso-wane w praktyce.

Odzysk i stabilizacja substancji resztkowych w strumieniu ciekłego metalu. Fonderie Fond.d'Aujourd. 2007, nr 262, s. 12-19, res., sum., Zsfg.

W celu ponownego odzysku substancji resztkowych (metalu) konieczne jest wytworze-nie niewielkiej ilości ciekłego metalu w celu uła-twienia procesu odzysku substancji resztkowych w sposób bezpośredni. Ogólnie można powie-dzieć, że w konstrukcji pieców do topienia panuje tendencja redukcji powierzchni do objętości użyt-kowej, przez co eliminuje się straty energetycz-ne. W piecach obecnie konstruowanych, pod-czas obróbki ciekłego metalu i drobnoziarnistych odpadów, w których metal występuje w postaci metalicznej (wióry, drobne pyły), jak i w postaci tlenków (pyły z filtrów, zgorzelina, szlam meta-lowy) ze względu na małą powierzchnię styku między odpadem a ciekłym metalem występują pewne trudności z odzyskiem metalu (substan-cji resztkowych). Opracowano nową konstrukcję pieca, w którym ciekły metal (strumień metalu)znajduje się w ciągłym ruchu, co umożliwia re-dukcje energii niezbędnej do topienia i/lub wpro-wadzenie tlenków, które mogą zasilić strumień odzyskanym metalem. Przeprowadzone badania z wykorzystaniem wiórów i pyłów pochodzących z filtrów pokazały, że opracowana nowa metoda odzysku jest technicznie wykonalna i ekonomicz-

syn jest zagrożeniem dla środowiska. Omawiano stosowanie żeliwiaka wobec międzynarodowej konkurencji, stale rosnących cen surowców, zło-mu i koksu oraz wobec tendencji do zmniejszania masy pojazdów i konkurencji stopów aluminium i stali. W artykule badano konsekwencje roz-woju dla trzech głównych sposobów topienia w odlewni: żeliwiaka z zimnym dmuchem, pieca indukcyjnego i żeliwiaka z grzanym dmuchem. W podsumowaniu zestawiono problemy, któ-re należy rozważyć przy wyborze jednej z tych trzech opcji.

53


nie opłacalna. Uzyskuje się jednocześnie stabili-zacje frakcji resztkowych. Nowoopracowany piec jest chroniony patentem.

Osiągnięcia w technologii topienia i związa-nych z topieniem technologiiFoundry Tr.J. + Foundryman 2007, Vol.180, nr 3642, s. 50-52.

Podsumowano osiągnięcia w dziedzinie technologii topienia stopów odlewniczych, któ-re były omawiane w czasie 26. MKO w Harro-gate w Anglii. Omawiano potencjalne możliwo-ści oszczędności energii w procesach topienia w piecu indukcyjnym otrzymane na przykład po-przez poprawę konstrukcji pieca oraz stosowa-nie optymalnych reżimów pracy i kontroli pieca. Omawiano wiele aspektów oszczędzania energii przy topieniu żeliwa, w tym także metody kontro-li. Wymieniono nowe urządzenia stosowane do pomiaru temperatury i monitoringu przy stosowa-niu czujników z włókien i czujników optycznych pozwalających na niezależny i bezpośredni po-miar pola temperatury w bezpośrednim sąsiedz-twie cewki indukcyjnej. Podsumowano korzyści płynące ze stosowania urządzeń do optycznej kontroli cewki, które stosowane są już w 300 od-lewniach. Omówiono prace związane z zastępo-waniem koksu biomasą z drewna, która jest alter-natywnym materiałem.

Określenie optymalnych parametrów wdmu-chiwania pyłu węglowego w procesie żeliwia-kowym. Lit. Rossii 2007, nr 8, s. 15-18.

Dla przygotowania paliwa żeliwiakowego w postaci pyłu węglowego należy przygotować węgiel o niskiej zawartości popiołu (16% w przeli-czeniu na suchą masę). Paliwo powinno być roz-drobnione do wymiarów cząstek 0,03 do 0,075 mm, a odstęp między dyszami powinien wynosić 350–400 mm. Paliwo należy wprowadzać przez dolny rząd dysz. Ilość wprowadzanego węgla po-winna być jednakowa dla wszystkich dysz dolne-

Żeliwiak jako agregat do wykorzystania pyłów odlewniczych. Giesserei-Prax. 2007, nr 3, s. 67-72.

Przedstawiono możliwości i metody wyko-rzystania pyłów żeliwnych i pyłów powstających poza topialnią, w procesie żeliwiakowym. Do-kładnie zbadano jedną z ważniejszych metod wykorzystania pyłów, a mianowicie brykietowa-nie pyłów i stosowanie brykietów jako dodatku do wsadu metalowego. Badania przeprowadzono w odlewni produkującej odlewy motoryzacyjne. Badania pokazały, że z punktu widzenia tech-nicznego nie ma efektów ubocznych stosowania w żeliwiaku brykietów jako dodatku do wsadu.

Energooszczędne przetapianie stopów miedzi w nowoczesnych piecach indukcyjnych. Giesserei-Prax. 2007, nr 1-2, s. 39-41.

Omówiono zagadnienie energooszczędne-go przetapiania stopów miedzi w nowoczesnych piecach indukcyjnych. Czynniki wpływające na zużycie energii to: typ pieca, jego konstrukcja, sposób eksploatacji, organizacja produkcji. Ist-nieją następujące możliwości wpływania na zuży-cie energii: podjęcie działań o charakterze tech-niczno-konstrukcyjnym na etapie konstruowania urządzenia, odpowiednia konfiguracja urządzeń podczas organizacji produkcji i odpowiednia eks-ploatacja. Omówiono zastosowanie pieca tyglo-wego i pieca kanałowego w aspekcie oszczęd-

go rzędu i równomiernie doprowadzana w czasie dmuchu, a proces topienia powinien być w tym czasie stabilny. Dla podniesienia temperatury że-liwa o 20–30ºC należy równocześnie z węglem wdmuchiwać 2–3% tlenu od ogólnej ilości dmu-chu. Dodatkowe ciepło wydzielające się w wyni-ku spalania pyłu węglowego w strumieniu tlenu zużywane jest na dogrzewanie wsadu i przegrze-wanie ciekłego żeliwa. W artykule opisano teorię zjawisk i procesów zachodzących w procesie że-liwiakowym w czasie wdmuchiwania pyłu węglo-wego i tlenu.

54


ności energii. Omówiono przykłady konstrukcji pieca indukcyjnego i wpływ cech konstrukcji na zużycie energii. Przedstawiono wpływ eksploata-cji na zużycie energii.

Wysokowydajne topienie aluminium przez za-stosowanie technologii STRIKOMELTER.Giesserei-Prax. 2007, nr 1-2, s. 44-45.

Artykuł dotyczy efektywnego topienia stopów aluminium z uwzględnieniem aspektów ochrony środowiska, bhp oraz niskich kosztów eksplo-atacji. Firma STRIKOMELTER opracowała urzą-dzenie, w którym w sposób "stopniowy" wykorzy-stano energię cieplną pochodzącą od palników. Podstawą nowego rozwiązania jest specyficzna konstrukcja pieca, w której przestrzeń robocza podzielona jest na trzy niezależne strefy: strefę podgrzewania, topienia i wytrzymania. Gorące powietrze odlotowe pochodzące z palnika prze-chodzi przez obszar strefy topienia a następnie przez strefę podgrzewczą. Cykl wykorzystania powietrza odlotowego powtarzany jest wielo-krotnie. Również spaliny pochodzące z palnika omywają wsad metalowy susząc go i podgrzewa-jąc zanim osiągnie on strefę topienia. Ta zasada w porównaniu z tradycyjną konstrukcją pieca gwarantuje oszczędności paliwa, jak i ogranicza straty metalu. Zapotrzebowanie energii do topie-nia jest mniejsze niż 600 kWh/t. W procesie tym uzyskuje się ochronę metalu ograniczając jego kontakt z wilgocią i powietrzem. W artykule opi-sano eksploatację tego urządzenia. Omówiono dane pomiarowe, przedstawiono schemat.

Ustalić dietę dla żarłoka energii. Efektywne wykorzystanie energii w topialniach metali nieżelaznych. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 1+2, s. 20-27, s.36-41.

Rosnące koszty energii zmusiły użytkowni-ków pieców do topienia metalu do optymaliza-cji i oszczędnej ich eksploatacji. Ze względu na znaczne różnice w konstrukcji i zużycie energii

przy opracowaniu wytycznych konieczne było zróżnicowanie na piece opalane paliwem i pie-ce elektryczne indukcyjne. W artykule poruszono zagadnienia dotyczące ekonomicznej eksploata-cji pieców poprzez stosowanie odpowiedniej re-gulacji przy pomocy której, między, innymi można zapobiec przegrzaniu się metalu i utrzymać rów-nomierną temperaturę, np. w piecu do wytrzymy-wania. Istotną rolę odgrywa odpowiednie wymia-rowanie pieca (konstrukcja) i dobór palników. Do optymalnego zużycia energii przyczynia się tak-że odpowiednie jego załadowanie. Korzystne jest wstępne podgrzanie wsadu. Duże znaczenie ma także dobór wyłożenia. W celu uzyskania znacz-nej oszczędności energii stosuje się odzysk cie-pła. W celu poprawnej oceny zużycia energii na-leży stosować porównywalne wskaźniki, np. ilość energii przypadającą na jednostkę przetopione-go metalu. W artykule dokonano także ogólnej charakterystyki elektrycznych pieców do topienia i ich zastosowanie. Opisano piece tyglowe niskiej częstotliwości do przetapiania metalu.

Czyszczenie bloków i głowic silników spali-nowych.Slevarenstvi 2008, Roc.46, cis.5-6, s. 284-285.

Oczyszczanie strumieniowe wewnętrznych powierzchni oraz czyszczenie wnętrza wodnych i olejowych kanałów odlewów bloku i głowicy sil-ników spalinowych wymaga stosowania dwóch oddzielnych stanowisk do oczyszczania. Opi-sano w artykule połączone, jedno stanowisko do wspólnego przeprowadzenia takich operacji. Opracowano je w centrum technologicznym za-kładów Wheelabratoe Group dla odlewni moto-ryzacyjnej wykonującej bloki do silników V6/V8. Opisano pracę tego stanowiska oraz scharakte-ryzowano firmę Wheelabrator Group.

11. OCZYSZCZANIE I WYKAŃCZANIE ODLEWÓWo

55


Obróbka powierzchniowa odlewów na targach PROFINTECH 2008. Slevarenstvi 2008, Roc.46, cis.5-6, s. 261-263.

Opisano techniki obróbki powierzchni odle-wów prezentowane na drugich międzynarodo-wych Targach Profintech 2008 w Brnie. Przed-stawiano innowacyjne rozwiązania w dziedzinie technologii nanoszenia powłok przez rozpylanie, lakierowanie, emaliowanie oraz nanoszenie po-włok z tworzyw sztucznych. Równocześnie przed-stawiano urządzenia służące do nanoszenia tych powłok, w tym na przykład rozpylanie wysokoci-śnieniowe lub termiczne. Targom towarzyszyło seminarium na temat nowoczesnych trendów w dziedzinie technologii nanoszenia pokryć.

Naprawa odlewów poprzez cementację i uszczelnianie.Slevarenstvi 2007, Roc.45, cis.1, s. 27-31.

Cementacja i uszczelnianie odlewów i innych detali technicznych ulegają w ostatnim czasie stopniowemu rozwojowi. Procesy te są dołącza-ne jako uzupełnienie procesu produkcji i do pro-gramów innowacyjnych. W części wstępnej po-dano przegląd sposobu naprawy odlewów przez spawanie. Następnie opisano procesy naprawy odlewów przez cementację i uszczelnianie. Ma to szczególne znaczenie dla przemysłu motory-zacyjnego, gdzie coraz bardziej wzrasta zastoso-wanie odlewów ciśnieniowych, z zastrzeżeniem ich ścisłej struktury. Artykuł ilustrowany jest licz-nymi przykładami naprawianych odlewów, w tym odlewów z żeliwa szarego i sferoidalnego.

Naprawa wad odlewów ze stopów aluminium drogą impregnacji. Slevarenstvi. 2007, Roc.45, cis.1, s. 32-35.

W artykule opisano jedną z metod zapew-nienia szczelności porowatym odlewom. Opi-sano metodę impregnacji porowatości odlewów z zastosowaniem impregnującej żywicy, co jest efektywną metodą uszczelniania odlewów po

ich obróbce. Dla zapewnienia dobrej jakości we-wnątrz odlewów ze stopów Al, Mg, Zn, Cu i in-nych. Technologia impregnacji stosowana jest na przykład dla odlewów skrzyni biegów, korpusu filtrów, części kompresorów, wanien olejowych oraz części przewodów pneumatycznych i hy-draulicznych, a także części armatury. Przedsta-wiono zasady procesu impregnacji odlewów i po-dano fotografie urządzeń firmy Maldanex GmbH w czeskiej odlewni Kovolit Modřico. Na wykresie przedstawiono jak, w miarę działania procesów jedno i dwuetapowego procesu impregnacji, wzrasta szczelność odlewów ciśnieniowych ze stopów AlSi.

Naprawa odlewów na zimno w procesie Metalock. Slevarenstvi 2007, Roc.45, cis.1, s. 35-37.

Proces „Metalock” należy do znanych pro-cesów naprawy na zimno odlewów z żeliwa i sta-liwa oraz ze stopów, których nie można spawać. Proces ten znalazł zastosowanie do naprawy odlewów z różnych dziedzin przemysłu, np. dla górnictwa czy energetyki. Naprawy dokonywane są najczęściej in-situ i w szeregu przypadków nie ma potrzeby demontażu uszkodzonej części z urządzenia, w której odlew pracuje.

Czyszczenie form za pomocą suchego lodu. Giessere-Prax. 2007, nr 4, s. 146-147.

Omówiono krótko zastosowanie suchego lodu do oczyszczania form odlewniczych. Ta metoda oczyszczania ma szereg zalet między innymi: nie powoduje zniszczenia formy, formę można czyścić nie czekając aż wystygnie a na-stępnie użyć w produkcji ponownie. Tę metodę oczyszczania można stosować do różnego ro-dzaju form i urządzeń. Podano przykłady: formy ciśnieniowe, kokile, skrzynki formierskie. Następ-nie omówiono krótko wytwarzanie suchego lodu i mechanizm oczyszczania. Firma ASCO KOH-LENSAUURE oferuje indywidualne rozwiązania, w pełni zautomatyzowane i zintegrowane z pro-cesem technologicznym.

56


Wydajność z zastosowaniem nowej techniki. Giesserei 2007, Jg.94, H.4, s. 70-71.

Artykuł dotyczy oczyszczania dużych od-lewów motoryzacyjnych takich, jak misy olejo-we, obudowy skrzyni biegów, ale także małych, jak elementy sprzęgła, zawory. We francuskiej odlewni ciśnieniowej Lorraine; zakupiono no-woczesne urządzenie do oczyszczania "Elba". W artykule opisano jego zastosowanie prak-tyczne. Urządzenie jest łatwe w obsłudze, po-siada specjalny układ dysz płaskich ułatwiający czyszczenie drobnych odlewów a także otworów w odlewach. Oczyszczanie odlewów odbywa się w dwóch etapach. Pierwszy etap to: oczyszcza-nie, ociekanie, odsysanie połączone z kondensa-cją pary wodnej, jak i suszenie poprzez odmuchi-wanie. Drugi etap obejmuje: płukanie odsoloną wodą, ociekanie i suszenie. Urządzenie jest eko-nomiczne.

Śrutowanie ciągłe. Ekonomiczne zastosowa-nie urządzeń o działaniu ciągłym. Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 3, s. 16-19.

Artykuł dotyczy ekonomicznego procesu oczyszczania (wykańczania) odlewów ze szcze-gólnym uwzględnieniem procesu śrutowania. W odlewniach, w których produkowane są odlewy w dużych seriach, korzystne jest stosowanie do obróbki wykańczającej urządzeń ciągłego dzia-łania. Jest to istotne np. w przypadku odlewów motoryzacyjnych, które produkowane są na ogół w dużych seriach. Obróbka wykańczająca obej-muje między innymi: usuwanie zalewek, zaokrą-glanie krawędzi, usuwanie przypalonej masy. Do każdego z tych typów obróbki stosuje się odpo-wiednie urządzenia, które działają w układzie. Wy-posażenie i sposób wykańczania zależą od tego, który z celów jest priorytetowy i jak dostarczane są odlewy do procesu (w sposób ciągły czy w pew-nych odstępach). Dla elementów chropowatych śrutowanie ma priorytet. Firma Walther Trowal dostarcza nowoczesne urządzenia do śrutowa-nia, dobrane do indywidualnych wymagań klienta w zależności od warunków i charakteru produkcji. Opisano zastosowanie i podano charakterystykę zainstalowanych urządzeń.

12. METALOZNAWSTWO I OBRÓBKA CIEPLNA

Ocena zdolności do pękania na gorąco sto-pów według ich właściwości sprężystych. Lit Rossii 2008, nr 1, s. 30-33.

Ocenę porównawczą odporności na pękanie na gorąco stopów należy prowadzić według cha-rakteru zmian właściwości sprężystych stopów o różnej osnowie i koncentracji pierwiastków sto-powych. Zastosowano dynamiczną metodę ba-dań. Pozwoliła ona równocześnie z oceną zmian kryteriów sprężystości określać, w zależności od efektu cieplnego, zmianę udziału fazy stałej w procesie krystalizacji stopu. Możliwość stoso-wania tej metodyki opisano na przykładzie koki-lowych odlewów ze stopu magnezu z aluminium, w których występowały okresowo pęknięcia na gorąco, zwykle przy wzroście udziału własne-go złomu we wsadzie. Założono, że przyczyną wad była zmiana właściwości reologicznych sto-pu, a właściwie różnice w zachowaniu się kryte-rium sprężystości stopu w interwale krystalizacji. Struktura stopu składa się ze stałego roztworu Al w Mg i eutektyki składającej się z fazy γ i związ-ku międzymetalicznego Mg4Al3. Opisano budowę mikrostruktury. Przedstawiona metoda badania własności stopu magnezu pozwoliła ujawnić przyczyny podwyższenia skłonności stopu do po-wstawania pęknięć na gorąco i określić sposoby zapobiegające pojawianiu się tego rodzaju wad w odlewach kokilowych.

O likwacji pierwotnego krzemu w odlewach z siluminów nadeutektycznych. Lit. Rossii 2008, nr 4, s. 33-35, bibliogr.8 poz.

Analizowano literaturę na temat likwacji krzemu w stopach aluminium. Istotnym jest pro-blem niejednorodności i badanie likwacji pier-wotnych kryształów krzemu. Jest to faza beta Si w odlewach z siluminu nadeutektycznego. Likwa-cja ta prowadzi do nierównomiernego rozłożenia kryształów beta Si wzdłuż wysokości odlewu i spowodowana jest ich wypływaniem. Masa tej fazy jest około 6% mniejsza od średniej masy

m

57


krystalizującego stopu. Stwarza to problemy przy produkcji tłoków. Ustalono parametry wpływające na wzrost likwacji. W opisanych w artykule ba-daniach sprawdzano słuszność przedstawianych w literaturze założeń. Badano likwację fazy β Si w stopach niemodyfikowanych i modyfikowa-nych. Stwierdzono, że likwacja Si jest uwarunko-wana nie tylko wymiarami kryształów ale również czasokresem krystalizacji. Badano także wpływ modyfikacji zaprawą Al-Cu-P oraz łączny wpływ modyfikowania i odgazowywania kąpieli przy od-lewaniu półwyrobów typu granaty ze stopu AK24. Badano też odlewy tłoków ze stopów AK18 do samochodów ciężarowych typu KAMAZ. Najbar-dziej optymalną była struktura po modyfikacji za-prawą Al-Cu-P w połączeniu z rafinacją sześcio-chlorkiem etylu i siarką.

Wpływ wyżarzania odprężającego i dodatków stopowych na rozdrobnioną strukturę stopów Al-Si (A413.1) znajdujących zastosowanie w motoryzacji. Fonderie Fond. d'Aujourd. 2008, nr 272, s. 14-22.

Przeprowadzono badanie stopu aluminium A413.1 o zawartości 11,7% Si w celu określe-nia wpływu takich dodatków stopowych jak Mg i Cu na właściwości rozdrobnionej struktury tego stopu. Stop ten poddano także modyfikacji Sr i wyżarzaniu odprężającemu. Dla celów porów-nawczych zbadano także niektóre stopy nie-modyfikowane. Stopy odlano do stalowej formy trwałej podgrzanej do 425ºC. W ten sposób uzy-skano rozdrobniona strukturę o odstępie den-drytów (DAS) około 22 μm. Odlewy poddano wyżarzaniu odprężającemu przez okres od 0 do 24 h w temperaturze 500ºC +/-2ºC i zanurzono w wodzie o temp. 60ºC. Badanie struktury odle-wów w stanie odlanym, jak i odlewów obrobionych cieplnie przeprowadzono za pomocą mikroskopu optycznego sprzężonego z urządzeniem do ana-lizy obrazu (fazy określone za pomocą elektro-nicznej sondy). Do stopu w stanie odlanym do-dano 0,42% Mg i porównano wielkości ziarna Si tego stopu z ziarnami w stopie bazowym A413.1

i stwierdzono ich zwiększenie. W przypadku pod-noszenia temperatury wyżarzania i zawartości Mg wielkość ziarna pozostała niezmieniona. Po ośmiogodzinnym wyżarzaniu stwierdzono, że fazy Mg2Si i Al2Cu uległy rozpuszczeniu podczas gdy fazy Al5Cu2 i Mg8Si6 były widoczne nawet po 24 h od wyżarzania.

Zmniejszanie kosztów lub jak ograniczać ko-nieczność stosowania obróbki cieplnej odle-wów poprzez celowe stosowanie pierwiast-ków stopowych.Fonderie Fond. d'Aujourd. 2008, nr 271, s. 25-29, bibliogr.14 poz.

Dzisiaj obróbka termiczna jest niezbędna przy produkcji odlewów motoryzacyjnych ze sto-pów aluminium. Jednak jest ona dodatkowym eta-pem procesu produkcji i stanowi około 15 do 20% jego kosztów. Koszty te można obniżyć poprzez optymalizację procesów obróbki cieplnej. Proce-sy obróbki cieplnej wywołują przemieszczanie się atomów w stanie stałym, co umożliwia istnienie pustek w sieci krystalicznej Przesycanie jest wy-nikiem dyfuzji prowadzącej do segregacji jednej czy dwóch faz ze stałego roztworu aluminium, które blokują płaszczyzny poślizgu. Hartowanie z temperatury 500°C pozwala na zamrożenie nadmiaru pustek w strukturze. Pustki te mają dużą ruchliwość w temperaturze otoczenia i uła-twiają wydzielanie się faz podczas starzenia sto-pu przy utwardzaniu strukturalnym. Dzięki temu można wywołać proces utwardzania w tempera-turze otoczenia w stopach, które zwykle utwar-dzane są na gorąco. Badania w tym zakresie prowadzono nad stopami AlCu (AlCu4Ti) i AlSi (AlSi5Cu3Mg).Te ostatnie są utwardzane zarów-no na zimno, jak i na gorąco. Przy utwardzaniu na zimno uzyskuje się niższą twardość, ale moż-na to zrekompensować poprzez dodatek cynku. Korzystny jest także dodatek magnezu. Interesu-jące jest także omówienie stosowania symulacji cyfrowej do optymalizacji obróbki cieplnej.

58


Badanie parametrów technologicznych i obli-czanie ilości fazy stałej przy krystalizacji od-lewniczych stopów aluminium. Lit. Rossii 2007, nr 8, s. 18-22.

Przestawiona metodyka obliczania fazy stałej na przykładzie stopu AK7 jest uniwersal-na i może być stosowana do badania procesu krystalizacji stopów i oceny efektu modyfikacji po wprowadzaniu różnych modyfikatorów i spo-sobów oddziaływania na stop. Badania rozsze-rzenia przedskurczowego, zawartości wodoru i porowatości gazowej w stopach Al potwierdza-ją fakt powiększenia zakresu stanu ciekło-stałe-go przy krystalizacji stopów modyfikowanych za pomocą opisanych procesów technologicznych. Dzisiaj wydaje się pewnym założenie, że przed-skurczowe rozszerzenie metali i stopów związa-ne jest z wydzielaniem się gazów do przestrzeni międzydendrytycznych, kiedy dendryty łączą się w szkielet w całej objętości odlewu, a w prze-strzeniach międzydendrytycznych pozostaje nie zakrzepnięta ciecz. Rozpuszczalność gazów w ciekłym stopie jest zawsze wyższa w stanie stałym. Przy krystalizacji odlewu gazy gromadzą się przed frontem krystalizacji. Gaz mając obję-tość 103 razy większą niż kryształy stale, nagro-madzony w przestrzeniach międzydendrytycz-nych, rozpiera kryształy dendrytów i pojawia się rozszerzenie przedskurczowe.

Przyczynek do problemu krystalizacji modyfi-kowanych stopów aluminium-krzem. Lit. Rossii 2007, nr 8, s. 25-27.

Badano wpływ modyfikowania dodatkami z odpadów produkcji żużla syntetycznego silu-minu na właściwości stopów AK7, AK9, AK12. Wyniki modyfikacji wykazały, że uzyskano ko-rzystny wpływ na mikrostrukturę siluminów, a także na poprawienie warunków ekologicznych i ekonomicznych tego procesu. Przedstawiono histogramy udziału fazy stałej przy temperaturze solidusu dla stopów modyfikowanych i niemody-fikowanych. Informacja ta posłużyła jako wstęp do rozważań teoretycznych wytłumaczenia zja-

wisk metalurgicznych i metaloznawczych w cza-sie modyfikacji. Opisano dyfuzję atomów Al i Si z uwzględnieniem ruchu atomów macierzystych stopu i atomów modyfikatora. Określono odległo-ści między dyfundującymi atomami uwzględnia-jąc prawa dyfuzji Fick’a. Omówiono pojawianie się krótkotrwałych związków międzymetalicznych zwanych tu „wirtualnymi”. Określono zmiany en-talpii w ciekłym stopie. Podano liczbę Nusselt’a dla procesu wymiany ciepła przy laminarnym przepływie oraz liczbę Prandtl’a. Dla procesów dyfuzji wprowadzono liczbę Schmidt’a. Związek między procesami dyfuzji i przenoszenia ciepła określono liczbą Louise’a.

Możliwość obniżenia kosztów. Ograniczenie obróbki cieplnej odlewów ze stopów alumi-nium przez precyzyjne zastosowanie dodat-ków stopowych Giesserei-Prax. 2007, nr 4, s. 121-126, bibliogr.14 poz. Zsfg.

.Przedstawiono informacje na temat badań

odnośnie optymalizacji obróbki cieplnej odlewów aluminiowych, w szczególności głowic cylindrów, jak i ograniczenia tego stosunkowo drogiego etapu produkcji. Drugim istotnym punktem były badania zastosowania symulacji numerycznej do prognozowania właściwości mechanicznych po obróbce cieplnej. Zastosowanie tego typu na-rzędzia symulacyjnego skróciłoby znacznie czas projektowania elementów a tym samym ograni-czyło koszty. Tolerancje w zakresie składu che-micznego prowadzą do dużego rozrzutu wyniku utwardzania dyspersyjnego. Odpowiednio do-brane parametry obróbki cieplnej prowadzą do minimalizacji tego rozrzutu jednak nie do pełnej jego likwidacji. Przez dodatek opłacalnych ce-nowo dodatków stopowych można przy różnych stopach, dotychczas utwardzanych tylko przez starzenie sztuczne, przeprowadzić utwardzanie dyspersyjne, którego wynik daje podobne war-tości jak obróbka T6. Aby zastosować symula-cję numeryczną wyznaczono zależności mate-matyczne między parametrami obróbki cieplnej a współczynnikiem Hall-Petch i współczynnikami

59


uwzględnionymi w oprogramowaniu. Dzięki temu możliwe jest, przynajmniej na początek przewi-dzenie właściwości mechanicznych po obróbce cieplnej dla stopu AlSi6Cu4. Pozostałe badania koncentrują się na obróbce cieplnej pod kątem skrócenia czasu jej przebiegu i obniżenia nie-zbędnych wartości temperatury. Po włączeniu parametrów obróbki cieplnej do symulacji nume-rycznej i sprawdzeniu wyników okazało się, że możliwe jest dalsze "przeniknięcie" procesu za pomocą symulacji.

Rozszerzanie działalności odlewni. Mod.Casting. 2007, Vol.97, nr 3, s. 35-37.

Omówiono przypadki dwóch odlewni, któ-rym stworzenie oddziałów obróbki cieplnej pomo-gło stać się bardziej konkurencyjnymi na rynku. Pierwszy zakład to odlewnia żeliwa sferoidalne-go, która zlecała obróbkę termiczną wyżarzania odprężającego i ausferrytyzacji na zewnątrz. Zle-canie na zewnątrz nie tylko podwyższało koszty, ale także wydłużało czas realizacji zamówień, zwłaszcza przy konieczności powtarzania zabie-gów. Odlewnia zainwestowała w oddział do wy-żarzania odlewów. Zakupiono odpowiednie pie-ce. Wyżarzanie na ausferryt zlecane jest jednak nadal na zewnątrz ze względu na zbyt małą ilość zleceń. Druga odlewnia specjalizuję się w odle-wach ze stopów aluminium. Scharakteryzowa-no wyposażenie wydziału obróbki cieplnej przy odlewni, który ma 28 pieców do obróbki cieplnej z opuszczanym dnem do zabiegu T4 oraz piece do sztucznego starzenia T-5. Omówiono czynniki wpływające na kalkulacje cen za obróbkę cieplną odlewów. Wyjaśniono, na czym polegają zabiegi obróbki stopów Al: T4, T6, T61, T7, T71, T5 oraz wyżarzanie. Podano również charakterystykę zabiegów obróbki cieplnej stosowanych dla odle-wów z żeliwa sferoidalnego.

Oszczędności poprzez innowację. PIUS-Check wskazuje drogę do produkcji z lepszym wykorzystaniem surowców.Giesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 1+2, s. 20-27, s.28-31.

Procesy w których zużywa się znaczne ilości zasobów, np. podczas obróbki metali, niosą w so-bie znaczny potencjał oszczędności. W tym przy-padku istotą działań innowacyjnych było zmniej-szenie odchyłek temperatury na powierzchni wyżarzanego odlewu z +4ºC do +2,5ºC. Punktem wyjścia była analiza przepływu surowców. Stwier-dzono, że istnieją możliwości oszczędności su-rowców na etapie obróbki cieplnej. Zastosowano piec do stabilizacji temperatury podczas obrób-ki cieplnej walców bezpośrednio po ich odlaniu. Stabilizowano temperaturę w procesie ulepsza-nia cieplnego - zakres temperatur od 400 do 1050ºC. W piecach płomiennych jest to możliwe dzięki nowoczesnej regulacji pieca i zastosowa-niu nowoczesnych palników o płaskim płomieniu. Produkowane walce miały lepszą jakość.

13. ŻELIWO I ODLEWY ŻELIWNE

Modelowanie komputerowe procesu krystali-zacji żeliwa.Homm.e.Fond. 2008, nr 385, s. 18-22.

Najnowsze osiągnięcia otrzymane dzięki pa-kietom programów odlewniczych ESJ Group po-zwalają znacznie ulepszyć możliwości przewidy-wania powstawania wad w odlewach żeliwnych. Wychodząc z opisu mikrostruktury żeliwa szarego i sferoidalnego stwierdzono, że dzięki połączeniu programów ProCAST (z grupy ESJ) z modelami mikrostruktury, obliczeniami termicznymi w skali makro oraz z obliczeniami z mechaniki płynów stało się możliwe przewidywanie powstającej mi-krostruktury żeliwa. W funkcji składu chemiczne-go moduł mikrostruktury ujawnia automatycznie fazy, które się pojawiają i typ mikrostruktury, któ-rej można się spodziewać (dendrytyczna, eutek-tyczna, globularna). Na przykład dla przewidywa-

z

.

−−

60


nia mikrostruktury żeliwa sferoidalnego zostaje automatycznie obliczona liczba sferoidów grafi-tu, promień ziaren austenitu i odpowiadająca mu, zawartość ferrytu i perlitu, a także właściwości mechaniczne. Przy krystalizacji mikrostruktury ciągliwej obliczana jest gęstość poszczególnych faz, w tym ekspansja grafitu. Następnie omawia-no połączenie modelowania mikrostruktury z mo-delem porowatości.

Studium porównawcze granicy wytrzymałości na zmęczenie dla 4 i 6 mm grubości ścianki odlewów z żeliwa sferoidalnego. Int. J. of Metalcast. 2008, Vol.2, nr 2, s. 7-17.

Od 1948 roku, rynek motoryzacyjny stał się głównym polem stosowania żeliwa sferoidalne-go. Jednak wymagania zmniejszenia ilości zu-żywanego paliwa stanowią stałe wyzwanie dla jego stosowania. Kiedy porówna się właściwo-ści i koszt żeliwa sferoidalnego i stopów metali nieżelaznych wynika jasno, że żeliwo sferoidal-ne przewyższa stopy lekkie. Dlatego głównym wyzwaniem dla odlewnika żeliwa sferoidalnego na dzisiaj i na jutro jest wyprodukowanie odle-wów bez węglików w stanie surowym po odlaniu. Wyzwanie to zostało podjęte przez francuskich odlewników producentów PSA Peugeot Citroën. Celem była redukcja grubości ścianek dla odle-wów ramion tylnego zawieszenia z 6 mm do 4 mm przy zachowaniu dobrych właściwości me-chanicznych. Opisano próby podjęte w odlewni PSA Charleville-Mézières wyprodukowania ta-kich odlewów. Części te były potem badane w Rio Tinto Research Laboratories w Kanadzie. Wyniki tych badań potwierdziły, że odlewy motoryzacyj-ne o grubości ścianki 4 mm spełniają stawiane im wymagania w stanie po odlaniu.

Badanie wpływu składu chemicznego na skurcz i lejność żeliwa sferoidalnego do pro-dukcji grubościennych odlewów tulei okręto-wych. Lit. Rossii. 2008, nr 3, s. 19-23.

Problem obniżenia ilości braków grubościennych odlewów tulei okrętowych, która to ilość docho-dzi do 20%, jest stale aktualny. Odlewy te mają grubość ścianek około 150 mm i masę 7500 kg. Wykonane są z żeliwa szarego z dodatkami P, Cr, B, V, Mn i Cu. Analiza wad z powodu obecno-ści rzadzizn wykazała, że najwięcej ich powstaje przy obniżeniu zawartości C i Si, a podwyższe-niu P i Mn. W artykule opisano badania wpływu składu chemicznego na powstawanie wad skur-czowych. Odlewano w tym celu w formach su-szonych próbki w kształcie kul o średnicach 100 mm. Oceniano lejność i skurcz przy zmianie skła-du chemicznego, przy utrzymywaniu wszystkich pozostałych parametrów w stałych warunkach. Stosowano matematyczne metody planowania eksperymentów. Otrzymane wyniki przedsta-wiono tabelarycznie i na wykresach. Obliczono współczynniki regresji oraz matematyczne zależ-ności wpływu C, Si, P, Cr, V, Mn i Cu na skurcz i lejność żeliwa.

Struktura, właściwości mechaniczne i odpor-ność na zużycie ścierne stopów Fe-C-V.Inz.Mat. 2008, R.29, nr 2, s. 78-85.

Badaniami objęto stopy zawierające 1,38−4,16% węgla i 5,25−15,50% wanadu. Ana-liza rentgenograficzna tych stopów wykazała obecność trzech faz, to jest ferrytu i cementytu stopowego oraz węglika wanadu VC 1-x. Okre-ślono współrzędne linii eutektycznej oraz współ-czynnik nasycenia eutektycznego Sc, pozwalają-cy klasyfikować strukturę stopów. Wykazano, że wanad w stopach okołoeutektycznych powiększa udział węglika VC 1-x, zaś zwiększenie wartości współczynnika Sc zmniejsza udział dendrytów austenitu przemienionego w ferryt. Poza eutek-tyką, zależnie od zawartości węgla i wanadu, w skład struktury wchodzi osnowa, którą two-

61


rzy: ferryt stopowy, perlit płytkowy, perlit ziarni-sty oraz mieszaniny ferrytu i perlitu. Do badań ścieralności stopów wykorzystano dwa rodzaje prób ścieralności, to jest typu (P1) „próbka-pa-pier ścierny" oraz (P2) „próbka-przeciwpróbka" ze staliwa Hadfielda. Stwierdzono, że właściwo-ści mechaniczne i odporność stopów na zużycie zależą głównie od rodzaju osnowy. Z punktu wi-dzenia rodzaju struktury oraz właściwości me-chanicznych, stopy można w zasadzie podzielić na 5 grup. W miarę przechodzenia od osnowy ferrytycznej poprzez osnowę perlitu ziarnistego do perlitu płytkowego, powiększa się: twardość HB, wytrzymałość na rozciąganie Rm, i umow-na granica plastyczności Rp0,2, maleje natomiast wydłużenie A5. Obecność eutektyki cementyto-wej zwiększa twardość i zmniejsza właściwości plastyczne stopów. W porównaniu do zwykłego żeliwa białego o dużej kruchości i nieobrabial-nego zwykłymi narzędziami skrawającymi, stopy F-C-V (białe żeliwo wanadowe) są obrabialne i wykazują właściwości plastyczne (np. o osno-wie ferrytycznej), które zależą od udziału węgli-ków wanadu (eutektycznych i pierwotnych) oraz rodzaju osnowy.

Proces filtracji żeliwa dla odlewów o dużej masie.Lit. Proiz. 2007, nr 5, s. 7-11.

Artykuł omawia praktyczne doświadcze-nia firmy FOSECO z zakresu teorii działania i sposobów stosowania filtrów piankowo-cera-micznych przy odlewaniu głównie żeliwa sfero-idalnego i wermikularnego. W pierwszej części podano szczegółowo podstawowe informacje o budowie filtrów i materiałach, zdolności filtra do przepuszczania metalu w połączeniu z działa-niem układów wlewowych oraz stosowania bez-pośredniego zalewania w układzie filtr-nadlew (o nazwie KALPUR) uznanej jako najbardziej efek-tywnej. W drugiej części artykułu omówiono je-denaście konkretnych rozwiązań wprowadzania filtrów przy odlewaniu ciężkich odlewow z żeliwa głównie sferoidalnego o masie od jednej do 25 ton. Podano obok masy odlewow rodzaj układów

wlewowych, ilość i wymiary wprowadzanych fil-trów, szybkość zalewania itp. Podstawowy przy-kład stanowią odlewy do elektrowni wiatrowych w skład, których wchodzi 40 ton różnych odle-wow z żeliwa sferoidalnego. Podkreślono, że na efektywność procesu filtracji wpływa, oprócz jego prawidłowego doboru i położenia, dobór układu wlewowego, który zapewni prawidłowe warunki jego pracy.

Chropowatość powierzchni. Badania doty-czące wpływu chropowatości na własności mechaniczne cienkościennych odlewów z że-liwa sferoidalnego.Giesserei-Prax. 2007, nr 3, s. 73-84.

Celem powyższych badań było określenie wpływu jakości powierzchni na właściwości me-chaniczne i opracowanie metody za pomocą, której można wykonać odlewy cienkościenne o gładkiej powierzchni. Przeprowadzono 4 wy-topy żeliwa sferoidalnego w piecu średniej czę-stotliwości o pojemności 90 kg. Skład wsadu był następujący: 20% złomu stalowego o ni-skiej zawartości manganu, 40% żelaza Sorela i 40% złomu obiegowego (żeliwo sferoidalne). Oczekiwany żądany skład to: 3,88% C, 2,8% Si i 0,04% Mg. Próbki wycięto z odlewu i były to płyty o grubości: 6; 2,5 i 3,5 mm. Chropowatość próbki zmieniano zmieniając ziarnistość stoso-wanej masy formierskiej chemicznie wiązanej, stosując pokrycie wodne z zawartością grafitu, a także stosując różny śrut do oczyszczania (B1 i B2). Geometria obrabianych próbek miała wpływ na ich właściwości. Próbki w których krawędzie były zaokrąglone miały o 4% większe wydłużenie i o 14 N/mm2 większą wytrzymałość na rozcią-ganie niż próbki o krawędziach ostrych. Przez różną kombinację rodzajów obróbki można było uzyskać chropowatość do 3 mikrometrów, co spowodowało wzrost wytrzymałości na rozciąga-nie średnio o 35 N/mm2 w porównaniu do próbek w stanie odlanym. Całkiem ogólnie można stwier-dzić, że zmniejszenie chropowatości poprawia wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie. Małe rozdrobnienie ziarna masy formierskiej i pokrycie

62


grafitowe formy podnoszą nieco prędkość chło-dzenia. Płyty odlane do form pokrytych mają nie-co większą wytrzymałość i mniejsze wydłużenie niż te odlane do form bez pokryć. Wynika to z perlitycznej struktury warstwy powierzchniowej. Porowatość znacznie się zmniejsza, gdy masa jest rozdrobniona i/lub forma jest pokryta. Jakość powierzchni można też poprawić przez śrutowa-nie, ale nie prowadzi to do zmniejszenia chropo-watości.

Redukowanie porowatości typu nakłucia.Mod.Casting. 2007, Vol.97, nr 5, s. 30-31.

W odlewni żeliwa Dotson Iron Castings w USA stwierdzono wzrost wadliwych odlewów z żeliwa sferoidalnego z powodu występujących nakłuć. Analiza wykazała związek miedzy zawar-tością aluminium w stosowanej zaprawie FeSiMg do obróbki żeliwa sferoidalnego a liczbą nakłuć. Obserwacja por pod mikroskopem w brakowych odlewach wykazała, że mają one formę kulistą, a wewnętrzna powierzchnia jest pokryta warstwą grafitu. W połączeniu z porami obserwowano strefę wolnego grafitu. Kształt i wygląd por jest typowy dla wad związanych z wydzielaniem ga-zów. Do sferoidyzacji stosowana była zaprawa 6% MgFeSi z określoną zawartością aluminium od 0,4 do 1%. W celu zmniejszenia ilości wystę-pujących nakłuć ograniczono zawartość alumi-nium w zaprawie do maksimum 0,5%. W wyniku tego końcowa zawartość aluminium w żeliwie spadła z 0,016 do 0,012%. Pozostałe parame-try procesu nie uległy zmianie. Obserwowano spadek ilości odlewów brakowych i związanych z nimi kosztów.

14. STALIWO I ODLEWY STALIWNE

Zastosowanie warstw diamentowych oraz powłok diamentopodobnych na narzędziach medycznych i implantach. Pr. IOd. 2008, T.48, nr 2, s. 5-18.

Artykuł poświęcony jest kompleksowym ba-daniom warstw diamentopodobnych, nanoszo-nych technologią zwaną PAPVD, polepszających

powierzchnię narzędzi medycznych oraz implan-tów, w aspekcie podwyższenia ich właściwości antykorozyjnych, przy jednoczesnym zwiększe-niu biozgodności. Dokonano oceny właściwości mikromechanicznych uzyskanych powłok oraz ich adhezji do podłoża metalowego, jak również struktury granic pomiędzy naniesionymi powłoka-mi a podłożem metalowym z wykorzystaniem mi-kroskopii skaningowej. Ponadto przeprowadzono badania odporności na korozję i biozgodności otrzymanych powłok. Poczyniono również próbę zwiększenia chwytności imadełek chirurgicznych stosowanych do szycia w chirurgii naczyniowej, poprzez nałożenie na część chwytną narzędzi odpowiedniej warstwy z kompozytu niklowo-diamentowego. Następnie wykonano badania wytrzymałościowe tychże narzędzi. W wyniku badań eksploatacyjnych imadełek, powierzchnię chwytną narzędzi oceniono jako dobrze utrzy-mującą igłę chirurgiczną, nie powodując zmiany położenia igły oraz zrywania nici chirurgicznych. Rezultaty badań imadełek zostały potwierdzone opiniami lekarzy chirurgów.

Zjawisko segregacji w grubościennych odle-wach ze staliwa Hadfielda. Prz. Odl. 2008, T.57, nr 1-2, s. 10-15.

Dobra plastyczność oraz duża odporność na zużycie podczas działania obciążeń dynamicz-nych to właściwości, które sprawiają, że odlewy ze staliwa wysokomanganowego są powszech-nie stosowane do budowy elementów kruszarek, młynów bądź maszyn budowlanych. Ponieważ zazwyczaj są to odlewy grubościenne podczas ich krzepnięcia występuje silna segregacja takich pierwiastków, jak: fosfor, węgiel, chrom i molibden. Połączenie segregacji pierwiastków węglikotwór-czych z segregacją fosforu może prowadzić do kruchego pękania odlewów, nie tylko podczas ich pracy ale również już podczas procesu produkcji. Zbadano efekty segregacji w odlewach po prze-sycaniu o grubości ścianek 90 mm. Stwierdzo-no, że po odtlenianiu stali za pomocą aluminium w kadzi oraz modyfikacji tytanem uzyskano zawar-tości tlenu na poziomie 50–60 ppm, a zawartość

s

63


azotu powyżej 270 ppm, w skrajnym przypadku nawet 500 ppm. W odlewach obserwowano dużo eutektyki fosforowej zarówno w środku, jak i na brzegu odlewów. Obserwowano duże, ale nielicz-ne wydzielenia azotków oraz skupiska owalnych oraz wydłużonych drobnych wydzieleń. Na grani-cach ziaren występują nieliczne nierozpuszczo-ne węgliki (Fe-Mn-Cr)3C, możliwe do identyfikacji tylko przy dużych powiększeniach.

Proces produkcji odlewów korpusów staliw-nych.Lit. Rossii 2007, nr 8, s. 36-40.

W artykule opisano, zaniechany z powodu braku zamówień, proces produkcji korpusów dla pocisków stalowych. Stwierdzono, że proces odlewania przynosi dziesięciokrotne obniżenie kosztów w stosunku do wyrobów walcowanych i kutych. Proces odlewania korpusów to proces wyciskania z krystalizacją pod ciśnieniem. Rdzeń na odlewy korpusów wykonuje się ze stopu Al. Grubość ścianki odlewu musi być tak obliczona, żeby po zakrzepnięciu odpowiedniej warstewki przylegającej do rdzenia rozpoczął się proces wy-tapiania rdzenia metalowego. Opisano pracę linii do odlewania korpusów. Podano zasadę opraco-wania matematycznego modelu obliczania pola temperatur i czasu krzepnącego odlewu oraz topiącego się rdzenia. Opisany proces można stosować do produkcji innych odpowiedzialnych odlewów staliwnych. Jest to proces materiało - oszczędny - uzysk dobrego metalu wynosi w tym przypadku 95%. Można stosować go również do form z wytapianych modeli. Właściwości odle-wów są porównywalne do właściwości wyrobów przerabianych plastycznie.

Odlewy w budowie mostów.Mod. Casting. 2007, Vol.97, nr 5, s. 24-29.

Omówiono warunki pracy linowych mostów wiszących i podano przykład odlewów zastoso-wanych w konkretnych rozwiązaniach przy ich budowie w USA. Są to odlewy napinające liny.

Przykładem może być most w Vancouver o na-zwie Lion’s Gate Bridge, zbudowany w obszarze zagrożonym trzęsieniami ziemi. W mostach wi-szących odlewy są stosowane na szczycie wieży gdzie zawieszane i napinane są liny oraz w miej-scu lokowania kotwic na końcach mostu. Odle-wane zaciski lin wykonane były ze staliwa klasy 115 - 95 wg ASTM A148. Każdy odlew stanowił połowę zacisku i mierzył 92 cale długości i ważył 1700 funtów. Odlewy były częściowo obrabiane mechanicznie i musiały być wykonane z dużą do-kładnością wymiarową.

Zużycie pod kontrolą. Zastosowanie techno-logii PVD-Arc w celu optymalizacji precyzyj-nych narzędzi o dużej wydajności.Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, H.4, s. 12-14.

Artykuł dotyczy podniesienia trwałości narzę-dzi skrawających do obróbki skrawaniem tworzyw trudnoskrawalnych przez stosowanie odpowied-nich powłok. Na zachowanie się nowoczesnych urządzeń do obróbki skrawaniem wpływ ma geo-metria narzędzia i rodzaj powierzchni. Dlatego też stosuje się odpowiednią obróbkę wstępną, nano-si się powłokę ochronną. Powszechnie stosuje się powłoki PVD (powlekanie przez wydzielenie z fazy gazowej). Odpowiednia powłoka poprawia odporność na zużycie typu: erozje, utleniania, reakcji chemicznej, zmęczenia. Zwiększona wy-trzymałość narzędzia wymagana jest m.in. przy obróbce stali utwardzonych czy stopów tytanu. W artykule wymieniono metodę nanoszenia powłok PVD metodą "Arc". Metoda ta ma tę zaletę, że można zmieniać parametry nanoszenia powłok a tym samym ich właściwości w zależności od po-trzeb. Firma Sulzer Metaplas opracowała powłoki typu Saturn, które cechuje dobra przyczepność i odporność na utlenianie. Omówiono właściwo-ści tych powłok i dostosowywanie ich do indywi-dualnych warunków zastosowania narzędzi skra-wających.

64


15. STOPY METALI NIEŻELAZNYCH I ODLEWY Z TYCH STOPÓW

Modyfikacja odlewniczych stopów Al-Si: waż-ne aspekty teoretyczne i praktyczne.Int. J. of Metalcast. 2008, Vol 2, nr 2, s. 19-41.

Podano przegląd literatury na temat metod modyfikacji stopów odlewniczych aluminium-krzem, w sumie 120 publikacji. Opisano mecha-nizmy tego procesu i ważne aspekty praktyczne. Podczas gdy pierwiastki z grupy IA i IIA oraz wiele lantanowców mają działanie modyfikujące eutek-tykę, to handlowe znaczenie znalazł tylko stront i sód. Modyfikatory stront i sód są zanieczysz-czone fosforem, antymonem i bizmutem. Dlatego poziom tych pierwiastków powinien być starannie monitorowany w stopach wtórnych. Stront i sód reagują z fosforem i usuwają fosforek aluminium mający silny wpływ na zarodkowanie krzemu i wytwarzają cienką włóknistą eutektykę. Powsta-jąca wtedy mikrostruktura ma podwyższoną cią-gliwość. W odlewach obrabianych cieplnie dzięki modyfikacji można zredukować czas ujednorod-niającego wyżarzania, przez co uzyskać znacz-ną oszczędność kosztów. Modyfikacja pozwala relatywnie zmniejszać powstawanie porowatości i skurczu w odlewach. Problem ten był przedmio-tem wielu kontrowersji w przeszłości. Ostatnie badania prowadzone w Australii wyjaśniły działa-jący mechanizm przy modyfikacji.

Ulepszone stopy aluminium na głowice cylin-drów dla silników Diesel'a. Homm. e. Fond. 2008, nr 382, s. 11-20.

Ponad połowa nowych modeli samocho-dów sprzedawanych w Europie jest wyposażona w silniki Diesel’a. Silniki te przenoszą dużą ilość naprężeń termomechanicznych. Najważniejsze z nich to zmęczenie termiczne w komorze spa-lania i zmęczenie mechaniczne w strefie prze-wodów hydraulicznych. Właściwości stopów aluminium w wysokich temperaturach powinny być podwyższone tym bardziej, że moce silni-ków stale wzrastają. W artykule opisano dwa nowe gatunki stopów aluminium z pierwszego

wytopu i ich właściwości mechaniczne. Odpor-ność na pełzanie w temperaturze otoczenia i w temperaturze 250 i 300ºC zostały porównane do właściwości konwencjonalnych stopów. Okre-ślono wrażliwość na szybkość chłodzenia i warunki hartowania. Pierwszy gatunek stopu jest pochod-ną AlSi7Mg0,3 z dodatkiem 0,5%Cu oraz Zr i Mn. Fazy dyspersyjne AlSiZr podwyższają odporność na pełzanie stopów w temperaturze 300ºC bez spadku wydłużenia. Drugi gatunek to stop AlSi-7Cu3-4Mn bez magnezu, wzmocniony przez kom-binację pierwiastków perytektycznych (Ti, Zr i V). Stwarza to interesującą kombinację właściwości mechanicznych oraz wydłużenia pomiędzy 250 a 300ºC i są one wyższe w tych temperaturach niż właściwości klasycznego stopu na głowice cylindrów Al-Si.

Odlewy piaskowe z odlewniczych stopów ma-gnezu AE44 i AZ91E w porównaniu do stopu AlSi7Mg03.Homm. e. Fond. 2008, nr 381, s. 9-17.

Opisano badania porównawcze właściwości odlewu głowicy cylindra (karteru) ze stopu Al-Si7Mg oraz wykonanego ze stopu magnezu. Od-lew ten osiąga temperaturę pracy od 52 do 124 ºC. Badano także stop AE44, który jest odporny na pełzanie i zwykle odlewany jest ciśnieniowo. Odlewy wykonano w formach wielownękowych. Zastosowano dwa rodzaje form: jedna z masy piaskowej wiązanej żywicą fenolowo-uretanową, druga z gipsu ceramicznego ognioodpornego wykonana bezpośrednio z programu CAD/CAM do szybkiego prototypowania według procesu Z-Cast. Badania metalurgiczne realizowano dla trzech odlewów. Obejmowały one rozłożenie mi-krojam skurczowych, wielkość ziarna, rozłożenie ramion dendrytów oraz analizę radiograficzną według normy ASTME-155. Badano stopy: Al-Si7Mg, AZ91E i AE44. W każdym odlewie bada-no mikrostrukturę w ośmiu strefach. Na wykre-sie przedstawiono czas trwania krystalizacji dla tych stref i obliczone drogą symulacji i czas ich krzepnięcia. Oceniono praktyczne różnice przy odlewaniu stopów AlSi7Mg03 i AZ91E w formach z gipsu ceramicznego w porównaniu do odlewa-nia tych stopów w formach piaskowych.

S

65


Badanie lejności stopu Al-Si metodą filmowa-nia kamerą video.Lit. Rossii. 2007, nr 8, s. 23-25.

Scharakteryzowano współczesną techni-kę cyfrową, która pozwala na zapis obrazów z częstością 25−50 obrazów na sekundę, z roz-różnieniem 1200 punktów. Obraz videokamery może być opracowany przy pomocy kompute-ra. Technika ta jest stosowana do opracowania i wyobrażania procesów odlewniczych. Zalecono stosowanie przy tym pakietów programów Corel Draw i Adobe Photo Shop oraz inne zabezpiecza-jące współpracę z obiektami w formacie (reżimie) graficznym. Przedstawiono i opisano jak przygo-tować obraz próbki do badania lejności stopu Al-10%Si. Odlewano po dwie formy do badania lej-ności i jedną z nich poddawano wibracji. Podano wzory na wysokość słupa metalu we wlewie przy wypełnianiu próbki lejności oraz wzór na średnią prędkość w kanale. Analizowano zmiany pręd-kości strumienia przy wypełnianiu kanału próby lejności. Obliczono parametry przepływów. W od-ległości 120−160 m strumień metalu ulegał wyha-mowaniu, a potem nabierał ponownie prędkości dzięki dopływowi gorącego metalu. Strumień me-talu nie ulegał w żadnym momencie zatrzymaniu. Stwierdzono występowanie okresowych zmian prędkości strumienia metalu w kanale próbki lej-ności, co związane jest z narastaniem stałych warstewek stopu, które potem ulegają roztopie-niu przy dopływie gorącego metalu. Na wykresie przedstawiono zmianę kinetyki przepływu metalu poddanego i nie poddanego wibracji.

Odlew warstwowy - mniejsza masa przy więk-szej opłacalności. Innowacyjne rozwiązania konstrukcji lekkich przez zastosowanie ele-mentów wielowarstwowych. Giesserei 2007, Jg.94, H.5, s. 76-77.

W artykule przedstawiono korzyści stosowa-nia i zasady tworzenia konstrukcji odlewanych warstwowych. Odlew warstwowy uzyskuje się przez połączenie różnych tworzyw, co pozwala spełnić szereg wymagań stawianych odlewom.

Szczególnie dotyczy to lekkości konstrukcji. Mowa jest tu o konstrukcji hybrydowej, która powstaje przez oblanie jednego stopu drugim. Przez stosowanie konstrukcji warstwowych elimi-nuje się szereg sposobów łączenia na zimno czy na gorąco. Podczas opracowywania konstrukcji konieczne jest więc uwzględnienie koncepcji od-lewu warstwowego. Przeprowadza się symulację procesu odlewania i ocenę wytrzymałości wią-zania warstwowego wykorzystując metodę ele-mentów skończonych. Umożliwia to precyzyjne ustalenie właściwości odlewu. Autor rozróżnia trzy sposoby połączeń warstwowych: złączenie „kształtu” (oblanie), złączenie „sił” (efekt skurczu krzepnięcia), złączenie „materiałowe” (reakcje chemiczne między tworzywami). Optymalną kon-strukcję warstwową uzyskuje się gdy ma miejsce wystąpienie co najmniej dwóch typów połącze-nia. Przedstawiono ocenę połączeń i omówiono możliwości zastosowanie połączeń warstwowych w odlewach motoryzacyjnych ze stopów alumi-nium i magnezu.

Ponownie do biegu. Oczyszczanie złomu do produkcji stopów miedziGiesserei-Erfahrungsaust. 2007, nr 3, s. 30-33.

Artykuł dotyczy przeróbki złomu miedzi i jego ponownego wykorzystania. W pierwszej części omówiono rodzaje badań jakim poddawany jest złom miedziany w celu odpowiedniego jego prze-tworzenia pod kątem zastosowania. Następnie scharakteryzowano sposób klasyfikacji złomu miedzianego i obowiązujące w tym zakresie nor-my. Uznano, że informacje podawane w normach są wystarczające stwierdzając jednocześnie, że dostępny w handlu złom bardzo często zawiera zbyt dużo Pb, Si i Zn. W przypadku złomu istotne jest także jego zawilgocenie. Pozostałe zagad-nienia poruszane w artykule to: wstępne oczysz-czanie złomu; problem jak dalece opłaca się sprowadzać złom zanieczyszczony powierzch-niowo (aspekt głównie ekologiczny); topienie zło-mu i zanieczyszczenie gazami podczas topienia.

66


Wpływ żelaza i manganu na porowatość od-lewniczych stopów AlSi. Giesserei 2007, Jg.94, H.2, s. 20-24, 26-29.

Przeprowadzone badania pokazały, że na porowatość stopów AlSi ma m.in. wpływ: wiel-kość ziaren eutektycznych AlSi, występowanie fazy międzymetalicznej zawierającej żelazo, jak i fazy stałej w przedziale krzepnięcia, podczas którego powstaje. W związku z tym znaczenie ma obecność lub brak Al2Cu. Można było wyka-zać, że dla różnych zawartości Si i Cu istnieją krytyczne zawartości Fe, przy których porowa-tość rośnie, spada lub pozostaje na stałym po-ziomie. Przy podkrytycznej zawartości żelaza ist-nieją izolowane pory wywołane skurczem. Przy nadkrytycznej zawartości żelaza dochodzi dodat-kowo do "porowatości gąbczastej". Zwiększona porowatość przy dużej zawartości Fe związana jest z wydzielaniem się iglastych faz podczas krzepnięcia i znacznemu powiększeniu się ziaren eutektycznych. Wpływ manganu na porowatość stopów zawierających żelazo zależy od zawarto-ści miedzi w stopie. Tylko w stopach, które miedzi nie zawierają - mangan redukuje porowatość. Wynika to z tego, że dodatek manganu powoduje rozdrobnienie ziarna eutektycznego.

Zastosowanie tomografii komputerowej 2D w odlewni aluminium. Giesserei 2007, Jg.94, H.2, s. 30-32, 35.

W celu dalszego powszechnego stosowa-nia tomografii komputerowej w przemyśle waż-ne jest, aby rozwijać nadal systemy i podzespoły stosowane w tomografii i to w kierunku ich peł-niejszego zautomatyzowania (np. kalibrowanie), a w związku z tym dalszego uproszczenia w obsłudze. Należy znacznie skrócić czasy ska-nowania bez pogarszania jakości danych uzyski-wanych z pomiarów. Z punktu widzenia oprogra-mowania należy zoptymalizować kontrast i dążyć do lepszego określania "progu" dla więcej niż jednego tworzywa, a także dążyć do uproszcze-nia i poprawy oprogramowania do oceny. Należy opracować znormalizowane próbki tak, aby moż-

na było zoptymalizować pomiary na urządze-niach do tomografii komputerowej i porównywać wyniki z różnych urządzeń i wyniki pochodzące z różnych metod badań. Aby uzyskać lepszą do-kładność pomiaru należy połączyć metody sty-kowe i bezstykowe. Stosując te metody poprawy można stworzyć podstawy do opracowywania sprawozdań z wyników pomiarów na próbkach wzorcowych. Obniżenie kosztów pomiarów daje możliwość szerszej dostępności tomografów komputerowych w przemyśle.

Cięcie odlewów ciśnieniowych ze stopów alu-minium i magnezu bez powodowania naprę-żeń. Giesserei 2007, Jg.94, H.1, s.16-20.

Wykorzystując wyniki symulacji i próby cię-cia różnymi metodami można ocenić przydat-ność cięcia odlewów ciśnieniowych ze stopów aluminium i magnezu. Przeanalizowano cięcie: nożycami, nożem i obcęgami. Cięcie nożycami jest nieodpowiednie. W przypadku małych (wą-skich) szczelin nie ma gwarancji rozdzielenia ciekłego tworzywa. Powierzchnia cięcia jest nie-regularna i powstaje niepożądany błysk. Poza tym symulacja wykazała powstawanie naprężeń w obszarze rozdziału. Nieodpowiednie jest tak-że cięcie nożem. Gorących elementów nie da się rozdzielić. W przypadku elementu aktywne-go z niesymetrycznym klinem tnącym dochodzi do zniszczenia narzędzia. Jakość powierzchni była skrajnie różna, a oddziaływująca szerokość klina wynosiła do 2,5 mm. Jak wykazała symu-lacja cięcie nożycami powodowało naprężenia dalej niż powierzchnia cięcia. Cięcie obcęgami jest korzystniejsze. Również i tu narzędzie uległo zniszczeniu przy niesymetrycznym kącie klina. W przypadku stosowania narzędzia symetrycz-nego można było osiągnąć powtarzalną i pra-widłową jakość powierzchni cięcia w badanym obszarze temperatury. Czynna szerokość klina, a w związku z tym wpływ poza płaszczyzną po-działu był nieznaczny. Za pomocą symulacji można było pokazać, że naprężenia występują lokalnie. Można było założyć wystąpienie naj-

67


mniejszego obciążenia. Cięcie obcęgami oka-zało się najbardziej korzystne i stosuje się je w praktyce.

Kompozyty in-situ na bazie aluminium. 68th World Foundry Congress Chennai, India, 7-10 February, 2008, s. 55-62.

Kompozyty in-situ to materiały wielofazowe, gdzie faza umacniająca ulega syntezie w obrę-bie osnowy podczas wytwarzania kompozytu. Kompozyty in-situ mają znaczną przewagę nad kompozytami ex-situ, ponieważ charakteryzują się bardziej jednorodnym rozkładem cząsteczek fazy umacniającej i zdecydowanie lepszym po-łączeniem osnowy z tą fazą. Zaprezentowany tu artykuł omawia kompozyty in-situ na bazie alumi-nium, w których fazę umacniającą stanowią czą-steczki TiB2 i TiC. Kompozyty te są wytwarzane w procesie reakcji ciekłego aluminium z solami K2TiF6 i KBF4 oraz grafitem. Jako materiał na osnowę kompozytów wybrano aluminium i stopy aluminium, takie jak Al-7Si i Al-4Cu. Artykuł oma-wia proces optymalizacji parametrów procesu syntezy kompozytów in-situ oraz warunki, jakie powinny być spełnione, aby zapobiec powstawa-niu kruchej fazy Al3Ti. Omówiono również wpływ cząsteczek TiB2 i TiC na kinetykę starzenia osno-wy Al-Cu. Wykazano, że kompozyty in-situ cha-rakteryzują się właściwościami mechanicznymi przewyższającymi właściwości mechaniczne tradycyjnych kompozytów Al-SiC wykonywanych metodą ex-situ.

Sterowanie strukturą w hipotetycznych gaza-rach gradientowych. Pr. IOd 2008, T.48, nr 1, s. 13-20.

Rozwój metod projektowania mikro- i projek-towanie makrostruktury materiałów określanych mianem funkcjonalnych gradientowo stanowi wyzwanie dla nowoczesnego przemysłu. Mode-lowanie matematyczne i symulacja numeryczna są technikami niezmiernie pomocnymi w zakre-

16. KOMPOZYTY

sie wyznaczania wytycznych technologicznych dla opracowania i przewidywania właściwości danej klasy materiałów. Celem danej pracy jest analiza możliwości wytwarzania nowego rodzaju materiałów - hipotetycznych gazarów - charak-teryzujących się gradientową strukturą porowa-tą. Opierając się na wynikach poprzednich prac autorów, zaproponowano model matematyczny, umożliwiający sterowanie strukturą mediów po-rowatych o ukierunkowanej strukturze por. Po-czynione założenia przedyskutowano na podsta-wie numerycznych eksperymentów dotyczących układu miedź-wodór. Stwierdzono, że podsta-wowymi parametrami technologicznymi procesu wytwarzania gazarów o strukturze gradientowej jest parcjalne ciśnienie gazu, wywierane na cie-kły metal przed i w trakcie krzepnięcia. Zmia-na ciśnienia prowadzi do zasadniczych zmian w ilości zarodków i por w odniesieniu do jednost-ki powierzchni. Uzyskiwana porowatość może się wahać w szerokim zakresie 0−40%, co pozwala na wytworzenie materiału o wysokim gradiencie właściwości.

Matryca metalowa wymaga opracowania. Mod. Casting. 2007, Vol.97, nr 1, s.40-43.

Mała gęstość i wysokie właściwości mecha-niczne powodują, że odlewy kompozytowe są coraz częściej stosowane jako alternatywne na części motoryzacyjne do samochodów lekkich typów. Mają one właściwości wytrzymałościowe i odporność na zużycie porównywalne do żeliwa. Właściwości te zawdzięczają obecności małych, równomiernie rozłożonych w osnowie włókien lub cząstek ceramicznych. Jednak obecność tych części ceramicznych ma swoją ujemną stronę, ponieważ utrudnia znacznie obróbkę mechanicz-ną i podraża jej koszty. Ponieważ wiele detali nie musi posiadać wysokich właściwości kompozytu w całej swojej objętości, a tylko w obszarach naj-bardziej obciążonych i przenoszących napręże-nia wprowadzono technikę tzw. „selektywnego wzmacniania” odlewów. Selektywne wzmocnie-nie umożliwia optymalizację procesu projekto-wania i produkcji wyrobu. Kompozyt wprowadza

k

68


się tylko w niezbędnych wysoko obciążonych obszarach odlewów w postaci tak zwanej „pre-formy”. W artykule przedstawiono wyniki badań przygotowanych kompozytów w postaci preform, w których pomiędzy włókna ceramiczne infiltro-wany był pod ciśnieniem ciekły stop AlSiCu18. Przedstawiono proces produkcji i koszty w zależ-ności od rodzaju i ilości wprowadzanych włókien. Podano uzyskiwane właściwości mechaniczne. Jest to nowa dziedzina wiedzy dla projektantów odlewów.

Najważniejsze wady odlewnicze w kulach do kruszarek. Homm. e. Fond. 2008, nr 386, s. 21-26.

W artykule opisano wady odlewnicze wystę-pujące w odlewach kul do kruszarek przygotowu-jących kruszywo dla produkcji cementu. Wady te należą do obserwowanych gołym okiem wad powierzchniowych. Kule odlewane są z żeliwa białego stopowego z dodatkiem chromu i molib-denu, wytapiane są w piecu indukcyjnym w tem-peraturze 1600°C i odlewane do form na wilgot-no o różnych średnicach. Odlewy kul poddawane są zużyciu abrazyjnemu przez kawałki skał prze-znaczone do zmielenia. Zużycie to charaktery-zuje się przez wyrywanie kawałków powierzchni kul przez mielony materiał. Na fotografiach za-rejestrowano jedenaście różnych uszkodzeń po-wierzchni kul. Przy każdej podano przyczynę po-wstania i środki zaradcze. Zasadniczą przyczyną powstawania tych wad jest nieprawidłowo wyko-nana forma odlewnicza lub wadliwie prowadzono obróbka termiczna.

17. SYSTEMY ZAPEWNIENIA JAKOŚCI,STATYSTYCZNA KONTROLA PROCESU

(SPC), CERTYFIKACJA, KONTROLA JAKOŚCI, BADANIA ODBIORCZE

Tomografia wspomagana komputerowo. Moż-liwości, nadzieje i granice praktycznego sto-sowania. Fonderie Fond. d'Aujourd. 2008, nr 274, s. 35-40.

Od ponad 30 lat tomografia wspomagana komputerowo (skrót TAO - francuski, CAT - an-gielski) jest metodą analizy stosowaną w me-dycynie. Warto przypomnieć, że za proces dia-gnostyki za pomocą analizy obrazów Godfrey Newbold Hounsfield i Alan Mc Leod Cormack otrzymali w 1979 roku nagrodę Nobla w dzie-dzinie fizjologii medycyny. Stopniowo metodę tą zaczęto stosować coraz powszechniej. Dla odlewnictwa została adaptowana przez odlewni-ków austriackich w Instytucie w Leoben. Dzięki możliwości obserwacji nieniszczącej odlewów otwarły się nowe perspektywy zarówno dla ana-lizy materiałów, jak również dla koncepcji odlewu i optymalizacji procesu. Dzięki tomografii kompu-terowej można badać zwykłe wady odlewnicze, takie jak porowatość, jamy skurczowe, wtrącenia i nieprawidłowości struktury. W stosunku do me-tody kontroli radiograficznej (radioskopii) kontrast jest tutaj silniejszy i w konsekwencji nawet małe wady są ujawniane. Można uzyskać informacje na temat kształtu odlewu i pokrycia. W czasie ba-dania przedmiot jest prześwietlany promieniami X i obracany o 360 stopni. Promienie przechodzą przez przedmiot, dochodzą do detektora, a zespół silnych komputerów odtwarza w oparciu o zebra-ne informacje model trójwymiarowy badanego przedmiotu. Obraz ten może być wizualizowany i analizowany według określonych instrukcji. Opi-sano inne metody automatycznego wykrywania porowatości, rozróżnianie pomiędzy porami ga-zowymi i porowatością skurczową, ujawnianie przerw ciągłości, symulację porównawczą i TAO. Dzięki tomografii wspomaganej komputerem jest możliwe przewidywanie symulacji cyfrowej na rzeczywistym odlewie. Przy symulacji klasycz-nego procesu odlewania strefy odpowiadające odlewowi w funkcji porowatości są ujawniane w wyniku obecności węzłów termicznych lub wa-dliwego zasilania. Wyjaśniono te problemy na przykładzie odlewu skrzyni przekładni.

s

69


Badanie szczelności odlewu. Slevarenstvi 2007, Roc.45, cis.1, s.21.

W związku z ciągłym ulepszaniem jakości odlewów wzrasta znaczenie kontroli ścisłości ich struktury. W artykule opisano proces wykonywa-nia prób szczelności w jednej z czeskich odlewni. Produkuje się tam 13 rodzajów odlewów w ilości 10 000 sztuk na miesiąc. Stanowisko przezna-czone jest do badania rur o różnych kierunkach przepływu medium. Próby wykonywane są pod ciśnieniem 2,5 atm w czasie 3 do 5 minut. Wyko-nuje się także naprawy odlewów przez impregna-cję. Stosuje się metodę naprawy WIG (Wolfram Inert Gas), w której stosowana jest elektroda wolframowa, a proces odbywa się w atmosferze argonu.

Automatyczna wizualizacja przy kontroli od-lewów w układzie 3D. Foundry Tr.J. + Foundryman 2007, Vol.180, nr 3641, s. 24-27.

Do tej pory do automatycznej kontroli jako-ści odlewów stosowano obrazy w układzie dwu-wymiarowym. W niektórych przypadkach jest konieczna przestrzenna kontrola kształtu odle-wu w układzie 3D. Stosowana technika pomia-rów oparta jest na zasadzie triangulacji, którą wytłumaczono w artykule. Opisano dwie różne metody pomiarów testowych. Pierwsza polega na kontroli pomiarów ze wszystkich stron. Poda-no przykład głowicy cylindra, który był oceniany przez elastycznego robota wyposażonego w sys-temy wizyjne. Druga metoda polega na zebraniu informacji o stanie zarysu powierzchni w celach identyfikacji sprawdzenia zarysu kształtu odlewu. Ocena kształtu w układzie 3D jest oparta na za-sadzie widzenia przez ludzkie oczy: dwie kamery obserwują tą samą rzecz pod różnymi kątami

Mniej braków przez poprawę parametrów pro-dukcji. Cztery przykłady praktyczne. Giesserei 2007, Jg.94, H.5, s. 78-82, 84, Zsfg.

Istnieje szereg powodów zawodności ele-mentów wykonanych z żeliwa. Jest na przykład możliwe, że podczas eksploatacji dochodzi do nadmiernego obciążenia. Ponadto możliwe jest, że dla konkretnego charakteru obciążenia - gru-py rodzajów obciążeń (np. korozja, obciążenie zmienne) dobrano błędne tworzywo. Ponadto od-lewy mogą ulec zniszczeniu podczas oddziaływa-nia czynników wywołanych warunkami produkcji. Opisując cztery przykłady zademonstrowano różne przypadki zawodności odlewów wywołanej warunkami produkcji. Chodzi o zniszczenie na skutek skurczu głowicy cylindra z EN-GJS-500-7, zniszczenia płyty tokarki z EN-GJS-600-3, znisz-czenia wzdłuż granic ziaren pierwotnych wirnika ze staliwa G24Mn5 i zniszczenia odlewu elemen-tu prasy z żeliwa GGG-70L. Pokazano, że przy-czyny konstrukcyjne także mogą być powodem zniszczenia.

Skupienie uwagi na potrzeby spoiwa do mas rdzeniowych. Mod.Casting. 2007, Vol.97, nr 3, s. 40-43.

Przy opracowywaniu optymalnego skła-du masy rdzeniowej należy uwzględnić szereg zmiennych, których znaczenie musi być dobrze zrozumiałe i ustalone, aby otrzymać właściwości wyrobu spełniające oczekiwania klienta. Celem artykułu była pomoc odlewnikom w identyfikacji właściwego wyboru spoiwa dla danego odlewu dzięki zastosowaniu metody „6 Sigma” poprzez maksymalną liczbę wartości danych i minimaliza-cję subiektywnej interpretacji danych. Przy roz-wiązywaniu tej koncepcji stosuje się karty QFD na czterech poziomach. Poziom 1 - jak skore-lować wymagania klienta z własnościami uzna-nymi jako krytyczne dla jakości; poziom 2 - kar-ta korelacji CTQ dla odlewnika z własnościami rdzeni i sposobem przygotowania rdzeni; poziom 3 - pokazanie zależności pomiędzy własnościa-mi rdzenia i masy rdzeniowej oraz własnościa-

70


mi materiałów zastosowanych do wykonywania rdzenia i formy; poziom 4 - rozważa interakcje pomiędzy procesami kontrolnymi wykonywania rdzeni z własnościami rdzenia i procesu jego wy-konania. Celem statystycznego procesu kontroli "6 Sigma" jest osiągnięcie takiego poziomu jako-ści produkcji aby na milion odlewów nie pojawiało się więcej niż 3, 4 wady spowodowane rdzeniem. W artykule omawiano tą metodę na przykładzie rdzeni Cold Box na spoiwie fenolowo-uretano-wym.

Innowacyjne i opatentowane rozwiązania w automatycznych liniach formierskich Lora-mendi.Prz.Odl. 2008, T.58, nr 3, s. 112-115.

W artykule zamieszczono ogólne informa-cje techniczne dotyczące bezskrzynkowych linii formierskich Loramendi. Skupiono się na naj-ważniejszych szczegółach odróżniających linie Loramendi od rozwiązań konkurencyjnych. Opi-sano również najważniejsze innowacje wprowa-dzone w konstrukcję linii w przeciągu ostatnich 4−5 lat, które mają wpływ na poprawę niezawod-ności i funkcjonalności urządzenia. W szczegól-ności skupiono się na nowym układzie hydrau-licznym i nowym układzie diagnostycznym oraz na znanych na całym świecie opatentowanych rozwiązaniach Loramendi, jak zmienna komora formowania, krzywka płyty uchylnej czy system wdmuchu masy formierskiej. Tym samym artykuł zawiera informacje jakie elementy i podzespoły li-nii formierskiej mają wpływ na wydajność i jakość wytwarzanych form, co jest ważne dla klientów rozważających w przyszłości inwestycje w tego typu instalacje.

18. MASZYNY I URZĄDZENIA

Wydajne wyrównywanie temperatury. Zasto-sowanie rur cieplnych w celu zwiększenia sprawności urządzeń odlewniczych.Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, H.4, s. 8-11.

Omówiono zastosowanie rur cieplnych firmy Speckenheuer GmbH do wyrównywania tem-peratury urządzeń odlewniczych form ciśnienio-wych, kokil w procesach odlewania aluminium, magnezu i cynku. Zastosowanie tego typu urzą-dzeń pozwala na zachowanie odpowiedniego reżimu cieplnego podczas procesu odlewania i pozwala na zapewnienie odpowiedniej jakości odlewu. Rury cieplne służą do wyrównywania temperatury i powinny znajdować się możliwie blisko konturu elementu formy aby gwarantować odpływ odpowiedniej ilości ciepła. Rury cieplne w/w firmy można stosować w zakresie 20−320ºC a w odniesieniu do powierzchni rury 50−500ºC. Średnica rur wynosi 3-16 mm; długość 50−250 mm. Elementy, które nie są chłodzone: rdzenie, części formy mają skłonność do przyklejania, co pogarsza jakość odlewów i zmniejsza trwałość urządzeń odlewniczych.

Szybko, dokładnie i w pełni automatycznie. Nowoczesny agregat szlifierski do szlifowa-nia żeliwnych głowic silników samochodów dostawczych.Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, H.4, s. 28-29.

Opisano szczegółowo eksploatację i kon-strukcję robota - agregatu szlifierskiego do szli-fowania żeliwnych głowic cylindrów do silników samochodów dostawczych. W agregacie można obrabiać jednocześnie dwie głowice.

Bardzo ciężka praca na zmiany. Zastosowa-nie wózków widłowych do transportu ciężkich wlewków.Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, H.4, s. 30-32.

Opisano eksploatację specjalistycznych wózków widłowych do transportu ciężkich wlew-ków do 39 ton o dużych gabarytach. Podano nie-

M

71


które dane techniczne tych wózków, podkreślono bezpieczeństwo podczas ich eksploatacji oraz rozwiązania techniczne w aspekcie ekologicz-nym (czystość spalin).

Dobrze chroniony i elastyczny w działaniu. Oczyszczanie odlewów strumieniem wody pod ciśnieniem wspomagane robotem.Giesserei-Erfrahrungsaust. 2007, H.4, s. 34-35.

Opisano eksploatację i konstrukcję specja-listycznego robota firmy ABB do oczyszczania odlewów różnej wielkości za pomocą wody pod ciśnieniem. Robot ten dostosowany jest do pracy w szczególnie agresywnym środowisku dlatego malowany jest lakierem żywicznym epoksydo-wym. Robota można programować stosowanie do oczyszczanych elementów. Silnik robota jest chroniony przed pyłem, wilgocią i brudem czy działaniem temperatury.

Dysze sukcesu.Giesserei 2007, Jg.94, H.2, s. 66-69.

W formie reportażu opisano działalność fir-my Velco specjalizującej się w produkcji urzą-dzeń transportujących, wtryskowych i silosów. Ponadto firma produkuje urządzenia dozujące i dysze do wdmuchiwania pyłów z filtrów lub dodatków: Fe, Si, węgla, dodatków żużlotwór-czych do różnych urządzeń do topienia: kadzi, konwertorów, pieców. Firma stosuje „know-how” w zakresie produkcji pneumatycznych urządzeń transportowych. Najnowszym wyrobem w dzie-dzinie nowoczesnych dysz jest dysza Gunmix do rozpraszania cieczy wiążących, przy czym roz-proszenie realizowane jest za pomocą sprężo-nego powietrza. Rozproszenie jest na tyle duże, że możliwe jest nawet wiązanie cząsteczek pyłu. Firma Velco produkuje także urządzenia wirniko-we, np. do nanoszenia wyłożenia ogniotrwałego przy remoncie żeliwiaków.

19. HISTORIA ODLEWNICTWA I ODLEWY ARTYSTYCZNE

Narodziny rzeźby.Homm. e. Fond. 2008, nr 383, s. 37-49.

Rzeźby wykonane z różnych materiałów, z wyjątkiem odlewów, są oryginałami. W przy-padku jednak odlewów, na przykład rzeźb z brą-zu, artysta wykonuje model, który przekazywany jest w ręce odlewników. Osiem pierwszych od-lewów wykonanych z tego modelu uznaje się we Francji za rzeźby oryginalne. Dodatkowo także cztery egzemplarze przekazywane arty-ście i oznaczone cyframi rzymskimi od I do IV. Odlewnik może użyć do swej pracy reprodukcji jako dzieła "wyjściowego". Te kolejne prace nie zmieniają pierwotnej rzeźby. Usprawiedliwia to poszukiwania przez amatorów dzieł sztuki rzeźb jak najbliższych oryginałowi. Istnieje zaintereso-wanie wykonaniem kopii rzeźby artysty żyjące-go, który może nadzorować i sprawdzić czy jego dzieło nie zostało zmienione. Cyzelowanie i paty-nowanie odlewów rzeźb jest szczególnie ważne, ponieważ może im nadać nową wartość. Dzisiaj nie ma metod, które pozwoliłyby datować odlewy z brązu, chociaż miałyby one nawet kilkadziesiąt lat. Można określić skład chemiczny brązu, ale nie jest to datowanie rzeźby. Trzeba przyjąć za pewnik, że nowocześni odlewnicy mogą dzisiaj reprodukować odlewy, które posiadają wszyst-kie atrybuty jakości dzieł antycznych. Nie można wątpić w zdolności i umiejętności współczesnych rzeźbiarzy i odlewników rzemiosła artystycznego. Przekazywane tradycje w połączeniu w wyszuka-nymi metodami mechanicznymi pozwalają osią-gnąć nowym wyrobom wysoki poziom podobień-stwa do kopiowanych dzieł sztuki. Trzeba dodać do tego stwierdzenia czynnik ekonomiczny, który różnicuje produkcję z początku i końca XX wie-ku. Dawniej prace takie wymagały wiele miesię-cy jeżeli nie lat pracy wykańczającej zwłaszcza patynowania i cyzelowania. Dzisiaj okres taki jest dużo krótszy.

h

72


Następnie opisano jak odlewnicy oznaczają swoje odlewy, bez informowania o tym artystów i klientów.

Obszerną część artykułu poświęcono francu-skim prawom autorskim. Cytowano odpowiednie wyjątki z kodeksów dotyczące praw samego au-tora jako takiego oraz czasokres, w którym prawo to obowiązuje. Spadkobiercy artysty zachowują te prawa jeszcze przez 70 lat po jego odejściu.

W podsumowaniu wypunktowano co stano-wi o wartości dzieła sztuki jakimi są odlewy arty-styczne, zwłaszcza z brązu.

Wybór: Joanna Dziaduś, Joanna Madej

Odlewanie armat wczoraj i dziś. Prz. Odl. 2008, T.58, nr 3, s. 104-111.

W publikacji zamieszczono różne aspekty wykonywania luf armatnich w dawnych wiekach i dzisiaj. Z upływem czasu ulegała ewolucji tech-nologia odlewania dział, co wynikało z dążenia do otrzymania produktu finalnego pozbawionego wad. Zmieniały się przede wszystkim stosowane masy formierskie, zmieniał się także charakter form. Wciąż miały miejsce dyskusje, czy lepiej jest odlewać do form z rdzeniem, czy bez, a jeśli już, to jak go stabilnie umocować. Pojawia się też pytanie, jak dziś wyglądałaby taka technologia.

73


Wybór: Joanna Dziaduś, Joanna Madej

G S

ZKO

LEN

IA -

KON

FER

ENC

JE -

SEM

INA

RIA

- SP

OT

KA

NIA

H

"MIĘDZYNARODOWE TARGI POZNAŃSKIE ITM 2009, INNOWACJE - TECHNOLOGIE - MASZYNY"

W dniach 14–19 czerwca Instytut uczestni-czył w Międzynarodowych Targach Poznańskich ITM 2009, Innowacje - Technologie - Maszyny, gdzie ramach w ramach Parku Odlewnictwa i Nauka dla Gospodarki przedstawiał swoją ofer-tę, prezentując m.in. technologie i odlewy opra-cowane przez pracowników jednostki.

Tegoroczne Targi zostały uwieńczone suk-cesem Instytutu Odlewnictwa. Odlewane lemie-sze do pługów obrotowych i zagonowych opra-cowane przez Instytut wspólnie z Przemysłowym Instytutem Maszyn Rolniczych z Poznania i Za-kładami Metalowo-Chemicznymi METCHEM w Pilźnie zostały nagrodzone Złotym Medalem Targów Poznańskich.

W dniu 17 czerwca, podczas Gali Nagród, medal w imieniu dyrektora Instytutu Odlewnictwa prof. dr hab. inż. Jerzego J. Sobczaka odebrała pani mgr Joanna Madej Kierownik Centrum Infor-macji i Promocji wraz z panem dr inż. Tadeuszem Pawłowskim dyrektorem Przemysłowego Instytu-tu Maszyn Rolniczych.

Znamienna również dla Parku Odlewnictwa była wizyta na naszym stoisku ministra gospo-darki pana Waldemara Pawlaka, który wyraził aprobatę dla promocji i rozwoju polskiego odlew-nictwa.

W

74


G Z

HIS

TO

RII

OD

LEW

NIC

TW

A H

ONE „BRONIŁY” KRAKOWA

Jacek Krokosz

WstępW historii wojskowości, pierwowzorem

sprzętu obronno-oblężniczego były różnego ro-dzaju machiny miotające wykorzystujące energię kinetyczną materiałów elastycznych, bądź też działające na zasadzie dźwigni dwustronnej za-opatrzonej w dwa, różnej długości ramiona [1]

Przykładem takich technicznych rozwiązań są urządzenia przedstawione na rysunku 1 i 2.

Rys. 1. Rzymski onager

Onager zwany niekiedy mangonela był to rodzaj machiny wojennej, zaliczanej do katapul-ty, używanej w starożytności i średniowieczu. Na czterokołowym drewnianym wózku umieszczono system dźwigni, wałów oraz pojemnik, w którym umieszczano najczęściej kamienie. Czasem oprócz pocisków kamiennych stosowano pociski ołowiane. Energię niezbędną do wyrzucenia po-cisku do strzału w kierunku przeciwnika pocho-dziła ze skręcenia sprężystych konopnych lin, pomiędzy którymi umieszczone było ramię mio-tające. Przed strzałem system wyrzutni naciąga-no, następnie w pojemniku umieszczano materiał miotający i po zwolnieniu wykonywano strzał [2]. Innym rozwiązaniem technicznym służącym do miotania pocisków był tzw. Trebusz (trebuszet, trebuczet, trabutium, frondibola, perier, bleide, tribock, petraria) (rys.2) wykorzystujący zasadę

Rys. 2. Trebusz

dźwigni, miotający pociski stromotorowo i cechu-jący się dużą celnością. Odmianą trebusza była tzw. biffa [3].

W miarę upływu wieków, na skutek „postępu technicznego” pojawia się nowy typ sztuki obron-no-oblężniczej, a mianowicie broń palna ręczna i artyleryjska wykorzystująca proch czarny - dym-ny (mieszanka 75% saletry potasowej, 15% siarki i 10% węgla drzewnego) w tzw. sztuce ognio-wej.

Aktualnie trudno jest jednoznacznie określić czas powstania tej broni. Stało się to możliwe dzięki wykorzystaniu tego prochu. Powszechnie uważa się, że to Chińczycy jeszcze przed naszą erą wynaleźli proch czarny, tak szeroko zastoso-wany w późniejszej artylerii.

Należy wyraźnie podkreślić, że pojawie-nie się tego typu prochu nie oznaczało, że był on od razu wykorzystany w wojskowości. Prak-

W

75


tycznie początkowo znalazł on zastosowanie jako materiał miotający, zwiększający prędkość i zasięg różnego rodzaju strzał. Innym zasto-sowaniem czarnego prochu w tym okresie było wykorzystanie go w celu tworzenia np. ogni sztucznych. Na skutek różnych czynników wy-korzystanie prochu czarnego w miarę upływu wieków rozprzestrzeniało się w świecie i tak w XIII w. materiał ten dotarł do Europy, gdzie za-częto go stosować do różnego rodzaju dział.

Typy artyleryjskiej broni palnej w średnio-wieczu

Do około XVII w. w artylerii w różnych państw istniała duża różnorodność dział. Kaliber, wago-miar (liczba pocisków kulistych, które można od-lać z 1 funta ołowiu), długość lufy oraz konstruk-cja to główne elementy decydujące o klasyfikacji tych środków bojowych. Z głównych typów istnie-jących w tym czasie wyliczyć należy:

bombardy - - służące zasadniczo do burzenia murów obronnych zamków, rezydencji itp., określane w zależności od kalibru jako: lek-kie (120–200 milimetrów), średnie (250 - 450 milimetrów), ciężkie (500–800 milimetrów) Przykładem tej ostatniej bombardy może być słynna "Dolle Griet" (Szalona Greta) z Gandawy, wykonana w połowie XV wieku. Długość jej lufy wynosiła 5 metrów, ważyła 16 400 kilogramów i wyrzucała pociski o wa-dze 340 kilogramów i średnicy 640 milime-trów;taraśnice - - służące głównie do obrony for-tyfikacji przed ostrzałem cięższych bombard i posiadały one kaliber 40–100 milimetrów. Ustawiane na specjalnych podstawach wy-posażano w drewniane specjalne „systemy celownicze" umożliwiające zmianę kąta pod-niesienia lufy. Interesującym w tym przypad-ku jest fakt, że w XV wieku próbowano za-stosować w celu zwiększenia pola rażenia taraśnice dwulufowe. Rozwiązanie to cha-rakteryzowało się tym, że na jednym łożu umieszczano dwie lufy działowe;hufnice - - działa polowe służące do wspiera-nia swym ogniem poczynań własnych wojsk w otwartym polu;

foglerze - - które zaopatrzone były w wymien-ną komorę prochową, co wydatnie podniosło szybkostrzelność ówczesnej artylerii [4].kolubryny - - charakteryzowały się grubo-ścienną lufą o długości 27–40 kalibrów. Wa-gomiar kolubryn wahał się do 1 do 40 funtów, co odpowiadało kalibrom 55–180 mm. Kolu-bryny o dłuższych lufach nazywano pospoli-tymi lub esktraordynalnymi, o krótszych – ba-stardami lub bękarkami;falkony - - ćwierćkolubryny (w Polsce zwane sokołami, sokolikami lub śmigownicą), strze-lające kulami o wagomiarze 5–9 funtów. Kali-ber w milimetrach wynosił około 95 mm. falkonety - - małe działka, rodzaj broni od-przodowej z XVI i XVII wieku, na lądzie zna-ne jako działka polowe piechoty. Był to rodzaj kolubryny (tzw. oktawa kolubryna), strzelają-cej kulami o wagomiarze 1–3 funtów (kaliber 55–70 mm) [5]; notszlangi - - tzw. kolubryny 3/4 (ok. 135 mm)[6];kartauny - , zwane także kartanami - to dzia-ła o średniej długości lufy - 14–27 kalibrów i mające lufę krótszą od kolubryny (miały mniejszy zasięg).

Dlatego stosowano je do walki na bliż-szą odległość, często przeciwko piechocie (do 300 m), i ładowane były tzw. kartaczami czyli pociskami artyleryjskimi składającymi się z lekkiej obudowy wypełnionej kulistymi lotkami o niewielkiej średnicy (kamienne, żelazne później ołowiane). Po strzale pocisk ulegał rozerwaniu i raził nacierającą piechotę [7].W zależności od kalibru kartauny dzieliły się na:- kartauny podwójne (kaliber ok. 230 mm),- kartauny pojedyncze (ok. 190 mm),- kartauny 3/4 (ok. 175 mm),- półkartauny (ok. 150 mm),- ćwierćkartauny (ok. 120 mm),- oktawy kartauny (do 100 mm).Ciężar lufy kartauny wynosił od 1000 kg (oktawa kartauna) do 6400 kg (kartauna po-dwójna) [8].szarfmece - - działa burzące z XVI wieku, podobne do kartauny, większe niż kartauna

T

76


pojedyncza, a mniejsze niż podwójna (choć rozmiarami bliższe podwójnej). Lufa ważyła od 80 do 120 cetnarów. Na ogół strzelano z niego pięćdziesięciofuntowymi kulami że-laznymi [9];karonady - - rodzaj dawnych dział okrętowych [10].Wspomniane powyżej typy artyleryjskiej

broni palnej nie wyczerpują oczywiście tematu. Zagadnienie jest o wiele bardziej skomplikowane i specjaliści zajmujący się tym tematem w dalszym ciągu opracowują materiał zawarty w dokumen-tach historycznych. Niemniej z innych typów bro-ni palnej z tego okresu wspomnieć należy także o szlangach, serpentynach, śrubnicach.

Aktualnie trudno jest jednoznacznie określić kto i kiedy po raz pierwszy zastosował broń pal-ną. Na ogół przyjmuje się, że broń palna znalazła praktyczne zastosowanie w Europie już w pierw-szej połowie XIV wieku. Przykładem może być informacja, że w 1326 r. - Rada Miejska Florencji nakazuje wyprodukowanie na potrzeby Republiki "pilas seu pallectas ferreas et canones de me-tallo" czyli po prostu kul żelaznych i metalowego działa.

Zapis ten jest uważany za pierwszy prak-tycznie niepodważalny dowód produkcji metalo-wych dział w Europie (niepotwierdzone wzmianki sięgają 1284 roku i oblężenia Forli, oraz 1324 - użycia serpentyn przy oblężeniu Metzu). Wyobra-żenia „pot-de-fer" („puszki z żelaza" lub „garnka z żelaza"), która strzela podobnymi do strzał pociskami znajdujemy w manuskrypcie Waltera de Milemete ofiarowanym Edwardowi III z okazji jego wstąpienia na tron Anglii [11].

Na terytorium Polski jej obecność odnoto-wał już Statut Wiślicki, wydany przez Kazimierza Wielkiego w 1347 roku. Pierwsza pewna infor-macja o użyciu artylerii ogniowej w działaniach oblężniczych na ziemiach polskich, pochodzi na-tomiast dopiero z 1383 roku, kiedy to - podczas oblężenia zamku w Pyzdrach, wojska Wincen-tego z Kępy oraz Bartosza z Odolanowa - użyły strzelającej kamiennymi kulami „puszki z brązu" [12-14].

Rozpatrując typ sztuki obronno-oblężniczej, a mianowicie ciężką broń palną z punktu widze-

nia historii ludwisarstwa należy stwierdzić, że lufy działowe są szczególnym typem odlewów, bardzo interesującym pod względem treści zdobniczych, jak i formy – kształtu luf armatnich. Umieszczane na drewnianych lawetach stanowiły przez wieki wyposażenie obronne wielu rezydencji ówcze-snych możnowładców, bądź też były w posia-daniu wojsk nacierających [15–18]. Przykładem tego mogą być lufy działowe znajdujące się na skwerze nieopodal Kaplicy Zygmuntowskiej na Wawelu (stan z ok. 1999 r.)

Rys. 3. Lufy działowe na skwerze nieopodal Kaplicy Zygmuntowskiej na Wawelu stan z około 1999 r.

Odlewy te pełniły zasadniczo dwie główne funkcje: ozdobną i praktyczną. Szczególnie lufy wykonane w epoce odrodzenia i baroku były bar-dzo bogato zdobione różnego rodzaju elemen-tami. Dotyczy to zarówno uchwytów dennych (rys. 4), uchwytów czopowych (rys. 5) oraz czę-ści wylotowej (rys. 6), jak i powierzchni całej lufy. Osobnym, bardzo ciekawym z punktu widzenia ornamentyki luf działowych są napisy i kartusze herbowe właścicieli dział (króla, fundatora, ludwi-sarza, oficera artylerii, państwo) co przykładowo przedstawiono na rysunku 7.

77


Rys. 4. Zdobienia uchwytów dennych (Zamek Królewski na Wawelu)

Rys. 5. Zdobienia uchwytów czopowych (Zamek Królewski na Wawelu)

Rys. 6. Zdobienia części wylotowej (Zamek Królewski na Wawelu)

Rys. 7. Zdobienia powierzchni luf działowych (Zamek Królewski na Wawelu)

78


Analizując problematykę zdobnictwa luf działowych można stwierdzić także, że niektórzy puszkarze na polecenie możnowładców odlewali lufy w tzw. seriach nanosząc na ich powierzchnię motyw biblijny. W historii ludwisarstwa luf takim przykładem mogą być lufy znajdujące się w Zbro-jowni Zamku Królewskiego na Wawelu, gdzie na ich powierzchni umieszczono płaskorzeźby świę-tych (rys. 8).

Rys. 8. Przykłady płaskorzeźb z plakietami świętych znajdujące się na lufach działowych (Zamek Królew-

ski na Wawelu)

Niezależnie od tego, niektóre lufy działowe zdobione były motywami zwierzęcymi bądź też roślinnymi, co przykładowo przedstawiono na rysunku 9. Ten sposób zdobienia nie był pozba-wiony uzasadnienia i odnosił się do nazw dział jak np. słowiki, wężownice itd.

Rys. 9. Zdobienia motywami zwierzęcymi (Zamek Królewski na Wawelu)

ArsenałyIstotnym elementem towarzyszącym woj-

skowości w dawnych wiekach były cekhauzy, tj. zbrojownie. W Polsce nazwa arsenał przyjęła się dopiero w XVIII wieku.

Z lat 1640–1648 pochodzą informacje o ist-niejących w tym czasie arsenałach w Warszawie, Pucku, Malborku, Krakowie, Lwowie, Kamieńcu Podolskim, Barze i Kudaku [19–21].

Obiekty pełniły kilka zadań bardzo istot-nych z punktu widzenia wojskowości. Były tam pomieszczenia magazynowe dla dział i sprzętu pomocniczego, składowania amunicji artyleryj-skiej, stanowiska konserwacji i naprawy sprzętu, wytwarzania i naprawy broni ręcznej itp.

Tam również znajdowały się pomieszczenia dla dowództwa i fachowego personelu artyleryj-skiego. Istotnym elementem arsenałów była lu-dwisarnia zajmująca się odlewaniem luf armat-nich.

A

79


Niektóre z tych miast posiadały po dwa ar-senały o czym świadczą zachowane dokumen-ty. I tak np. w Krakowie istniał Arsenał Miejski i Królewski. Budynek Arsenału Królewskiego za-chował się tu do dziś o czym świadczą dwie mar-murowe tablice, jedna umieszczona wewnątrz i druga na zewnątrz nad bramą główną.

Arsenał KrólewskiTu kiedyś u wylotu ul. Grodzkiej obok Kościo-

ła św. Idziego stała umieszczona w ciągu murów jedna z baszt, które broniły Krakowa przed nie-przyjacielem. Nieopodal, jeszcze za czasów kró-la Zygmunta Starego w latach 1528–1533 zbu-dowano tu Arsenał Artylerii Królewskiej (rys.10) w którym odlewano lufy armatnie.

Rys. 10. Budynek Arsenału (Cekhauzu) Królewskiego (stan obecny 2009 r).

Sama lokalizacja budynku była dobrze dobra-na, gdyż od zachodu był on osłonięty zamkiem, od południa wysokim budynkiem Bramy Grodz-kiej, a od wschodu murem miejskim wzmocnio-nym na przełomie XVI i XVII wieku tzw. Rondlem III stanowiącym rodzaj sześciobocznej basteji. Jak podają źródła historyczne arsenał na przeło-mie XVI i XVII w. był w bardzo złym stanie tech-nicznym. W ramach prac nad reformą armii król Władysław IV przekazał arsenał Rzeczypospolitej i to zadecydowało o jego gruntownej przebudo-wie. Informują o tym dwa napisy (zamieszczone poniżej w oryginale) umieszczone na istniejącym do dziś budynku, jeden w portalu na zewnątrz (rys. 11): SERENISSIMVS VLADISLAVS IV POLONIAE AC SVECIAE REX POTENTISSIMVS ARMA-

MENTARIVM HOC A FVNDAMENTIS ERIGI CVRAVIT NOWOQVE MACHINARVM BELLI-CARVM APPARATV ORNAVIT ET AVXIT A[N-NO] SALVTIS 1648

Rys. 11. Płyta w portalu na zewnątrz Arsenału (Cekhauzu) Królewskiego – stan obecny 2009 r.

drugi (rys. 12) na tablicy znajdującej się wewnątrz budynku:HOSPES MARTIS DOMVM, QVAM VISITAS HANC, ORDINANTE REPVBLICA EIVSDE-MQVAE IMPENSIS FIERI AC PERFICI CVRA-VIT PAVLUS GRODZICKI, ARTILLERIAE RE-GNI PRAEFECTVS

Rys. 12. Płyta wewnątrz Arsenału (Cekhauzu) Królewskiego – stan obecny 2009 r.

Obecną formę budynek otrzymał podczas remontu w 1927 r. i jest on obecnie siedzibą In-stytutu Geografii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

80


Arsenał Miejski w KrakowieArsenał Miejski został zbudowany w XV w.

w miejscu istniejącej w tym miejscu średnio-wiecznej odlewni luf armatnich. Początkowo stał tu kamienny budynek mocno ufortyfikowany z lo-chami służący do przechowywania broni ręcznej, prochu, a także amunicji. W wieku XIX dokonano całkowitej przebudowy obiektu nadając mu pseu-dogotycki wygląd i wspólnie z Collegium Pijarów stworzono kompleks obecnego Muzeum Czarto-ryskich. W tym też czasie dobudowano ciekawy most nad ul. Pijarską, a sam obiekt jest jednym z najciekawszych w Krakowie.

Warto w tym miejscu przypomnieć, że to wła-śnie w Arsenale Miejskim został odlany (wpraw-dzie przez obcego ludwisarza, pochodzącego z Norymbergii, Hansa Behama) w 1520 r. naj-większy polski dzwon „Dzwon Zygmunta”. Masa dzwonu świadczy o technicznych możliwościach ówczesnej ludwisarni, zaś jakość uzyskanego odlewu o wiedzy ówczesnych odlewników.

„One broniły Krakowa”

Ciekawymi eksponatami z grupy odlewów są lufy dział zgromadzone w zbiorach Zbrojow-ni Zamku Królewskiego na Wawelu. Jeszcze w latach osiemdziesiątych ubiegłego stulecia znajdowały się one na wałach obronnych otacza-jących zamek (rys. 13). Brak możliwości ogląda-nia z bliska tych jakże pięknych arcydzieł sztuki odlewniczej spowodował, że w latach 80 ubie-głego wieku, nową ekspozycję luf umiejscowiono nieopodal Kaplicy Zygmuntowskiej.

Stosunkowo niedawno bo zaledwie kilka lat temu ekspozycję tą przeniesiono do Zbrojowni Zamkowej. Obecnie wszystkie eksponaty ema-nujące dekoracją, a także możliwościami tech-niczno-cyzelerskimi ówczesnych puszkarzy – ludwisarzy znajdują się w całości w „Cekhauzie zamkowym”.

Jak piękne odlewy wykonywano w arsena-łach mogą świadczyć eksponaty (rys. 3-9).

Rys. 13. Ekspozycja luf dział na wałach obronnych Zamku Królewskiego na Wawelu (stan do lat osiem-

dziesiątych ubiegłego stulecia)

Lufy dział – Zbrojownia Zamku Królew-skiego na Wawelu

Znakomitym przykładem tradycji ludwisar-stwa w Polsce są znajdujące się w Zbrojowni Zamku Królewskiego na Wawelu pięknie spaty-nowane lufy dział pochodzące z XVI–XVIII w.

Lufa spiżowa z godłem Kwiczoł, herbem 1. Leliwa Jana Amora Tarnowskiego Hetmana Wielkiego Koronnego. Kraków, 1541 r. Lu-dwisarz Szymon Hauwicz.Lufa spiżowa z godłem Wilk oraz herbem Li-2. twy fundacji króla Wladyslawa IV. Gdańsk, 1633 r. Ludwisarz Ludwik Wichtendahl.Lufa spiżowa z godłem Wilk oraz herbem Li-3. twy fundacji króla Wladyslawa IV. Gdańsk, 1633 r. Ludwisarz Ludwik Wichtendahl.Lufa spiżowa z godłem św. Szymon oraz 4. herbem Wazów i Habsburgów fundacji kró-la Władysława IV. Kraków, 1635 r. Ludwisarz Daniel Tim.Lufa spiżowa z godłem Michał Archanioł 5. i Herbem Szreniawa Stanisława Lubomir-skiego wojewody ruskiego. Polska, 1645 r.Lufa spiżowa z godłem Michał Archanioł 6. i Herbem Szreniawa Stanisława Lubomir-skiego wojewody ruskiego. Polska, 1646 r.Lufa spiżowa z herbem Miasta Rygi. Ryga, 7. 1585 r. Ludwisarz Jakub Copius. Dar miasta dla Jana Zamojskiego Kanclerza i Hetmana Wielkiego Koronnego. Lufa spiżowa z godłem Wazów i herbem Alek-8.

O

L

81


sandra Zasławskiego-Ostrogskiego. Polska, Dubno, 1621 r. Ludwisarz Jan Ekleus.Lufa spiżowa z godłem rak i herbami Polski, 9. Litwy, Szwecji i Gotlandii oraz Wazów funda-cji króla Zygmunta III. Polska XVI/XVII w. Lufa spiżowa z monogramem i herbem kró-10. lewskim Stanisława Augusta Poniatowskie-go. Warszawa, 1779 r. Ludwisarz Jan Zacha-riasz Neuhert. Lufa spiżowa z godłem św. Filip i herbem 11. Jana Zamoyskiego wojewody kijowskiego Polska, 1658 r.Lufa spiżowa z godłem św. Bartomiej i her-12. bem Jana Zamojskiego wojewody kijowskie-go. Polska, 1658 r. Lufa spiżowa z herbem Polski i Litwy zapew-13. ne z fundacji króla Aleksandra Jagiellończy-ka. Polska, 1506 r.

Rozmaitość kształtu luf, ich wielkość i pięk-ne modelowanie uchwytów czopowych, dennych i całej powierzchni sprawia, że odlewy te nale-żą do arcydzieł sztuki odlewniczej. Obiekty te powstały w różnych arsenałach i wykonane są przez różnych puszkarzy, takich jak np. Ludwik Wichtendahl, Daniel Tim, Jan Zachariasz Neu-hert, Jan Ekleus i Szymon Hauwicz.

Jak widać z przedstawionej powyżej cha-rakterystyki różni są też fundatorzy dział co uwi-docznione jest w postaci sentencji tekstowych i za pomocą herbów możnowładców.

Przedstawione lufy dział sprawiają, że są one przykładem umiejętności ówczesnych ludwi-sarzy-puszkarzy, jak i cyzelerów.

LiteraturaKuc M. A.: Technika oblężnicza w średniowieczu, 1. http://www.archiwum.gildia.pl/teksty/misiek/tech-nika_obleznicza 28. 03. 2001 r.http://pl.wikipedia.org/wiki/Onager_(machina_wo-2. jenna) 17. 08. 2009 r.http://pl.wikipedia.org/wiki/Trebusz 17. 08. 2009 r.3. Kuc M. A.: Broń palna w wiekach średnich, http: 4. //www.archiwum.gildia.pl/teksty/misiek/bron_pal-na2 28. 03. 2001 r.http://www.onebrainman.info/pl/Falkonet.htm 5. 17. 08. 09 r.http://pl.wikipedia.org/wiki/Kolubryna 17. 08. 09 r.6.

http://pl.wikipedia.org/wiki/Kartacz_%28po-7. cisk%29 17. 08. 09 r.http://pl.wikipedia.org/wiki/Kartauna 17. 08. 09 r.8. http://pl.wikipedia.org/wiki/Szarfmeca 17. 08. 09 r.9. http://pl.wikipedia.org/wiki/Karonada 17 08. 09 r.10. http://pl-sci-historia.net.pl/?action=artikel&ca-11. t=20&id=21&artlang=pl 17. 08. 09 r.Kuc M. A.: Broń palna w wiekach średnich 28 mar-12. ca 2001, http://www.teksty.gildia.pl/misiek/bron_palnaGloger Z.: Encyklopedia staropolska ilustrowana 13. Ze wstępem Juliana Krzyżanowskiego, Wiedza Powszechna Warszawa, 1978, t. 1Gloger Z.: Encyklopedia staropolska ilustrowana 14. Ze wstępem Juliana Krzyżanowskiego Wiedza po-wszechna Warszawa, 1978, t. 2Piaskowski J.: Technologia dawnych odlewów ar-15. tystycznych, Wydawnictwo Instytutu Odlewnictwa, Kraków,1981.Wielka ilustrowana encyklopedia powszechna tom 16. IV, Wydawnictwa Gutenberga, Kraków, Tadeusza Radjusza „Gutenberg-Print”, Reprint, Warszawa, 1996Gierdziejewski K.: Zarys dziejów odlewnictwa 17. polskiego, Państwowe Wydawnictwa Techniczne Stalinogród, 1954Grodzicka M.: Zabytkowe działa spiżowe 18. w zbiorach polskich, Studia i materiały do historii wojskowości, Biblioteka Jagiellońska 421468 T6, 1960, cz. 2Nowak T.: Polska technika wojenna XVI-XVIII w., 19. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, Warszawa, 1970Muller H.: Deutsche Bronzegeschutzrohre 1400-20. 1750, Deutscher Militarverlag, Berlin, 1968Nowak T.: Rozwój badań nad historią dawnej (do 21. 1864 r.) artylerii polskiej, Studia i materiały do hi-storii wojskowości, Polska Akademia Nauk, Komi-tet Nauk Historycznych Komisja Historii Wojsko-wej, Ossolineum, 1982, t. XXV

82


G P

UBL

IKA

CJE

H

Foresight Technologiczny Odlewnictwa Polskiego

ZAPOWIEDZI WYDAWNICZE...

Niniejsza publikacja powstała na bazie ra-portu z realizacji projektu pod tym samym tytu-łem, wykonywanego w latach 2006–2008 przez konsorcjum składające się z: Instytutu Odlewnic-twa (koordynator i główny wykonawca projektu), Wydziału Odlewnictwa AGH, Odlewniczej Izby Gospodarczej oraz Stowarzyszenia Techniczne-go Odlewników Polskich.

W publikacji przedstawiono:Analizę projektów typu Foresight w najbar-1. dziej uprzemysłowionych i wiodących w od-lewnictwie krajach świata (USA, Niemcy), tj. analizę opracowania amerykańskiego pt. „Odlewnictwo metali – przemysł przyszłości” oraz opracowania niemieckiego „Strategia rozwoju odlewnictwa w Niemczech do roku 2010”.Analizę warunków zewnętrznych (brzego-2. wych) otoczenia branży odlewniczej i ich wpływ na przyszłość odlewnictwa.Łańcuch dostawców i jego znaczenie dla roz-3. woju odlewnictwa.

Porównanie struktury kosztów produkcji od-4. lewów w wybranych krajach, porównanie cen robocizny.Uwarunkowania formalno-prawne (akty praw-5. ne i ograniczenia dotyczące ochrony środo-wiska, uwarunkowanie kredytów bankowych, relacje walutowe).Trendy i tendencje rozwoju sektorów głów-6. nych odbiorców odlewów.Trendy rozwojowe odlewnictwa w krajach 7. o rozwiniętej gospodarce – USA, Japonia, kraje UE.Trendy rozwojowe odlewnictwa w krajach 8. o niskich kosztach robocizny – Rosja, Chiny, Indie, Meksyk, Brazylia.Odlewnie w Polsce (charakterystyka gospo-9. darki, status organizacyjny, stan i struktura własnościowa polskich odlewni, całkowita wielkość produkcji i jej zmiany w ostatnim dziesięcioleciu, eksport, import, nakłady in-westycyjne poniesione w przemyśle odlew-niczym w latach 2003–2005 oraz planowane w latach 2006–2007, zatrudnienie i wydaj-ność w odlewniach).Ocenę i trendy rozwojowe odlewnictwa 10. w krajach o poziomie technicznym polskiego odlewnictwa (odlewnie żeliwa, staliwa, metali nieżelaznych) – benchmarking.Proponowane kierunki badań i rozwoju pol-11. skiego odlewnictwa warunkującego jego konkurencyjność w warunkach globalizacji międzynarodowej konkurencji.

Wydawnictwo ukaże się w IV kwartale br.

odlewnictwo współczesne - polska i Świat

Documents