Experimental study of the filling of thin-walled investment castings in 17-4PH stainless steel

• Autorzy: Razavi M. , Svenningsson R. , Irwin M.

Identyfikatory

DOI

10.7494/mafe.2015.41.2.85

Warianty tytułu

PL

Badania doświadczalne wypełniania form ceramicznych cienkościennych odlewów ze stali nierdzewnej 17-4PH

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Global requirements of lower fuel consumption and fewer emissions are increasing the demand for decreasing the weight of cast components. Reducing the wall thickness of cast components is one way of achieving this. The aim of this work was to investigate castability of 17-4PH stainless steel in thin-walled test geometries (≤2 mm). The casting trials were performed to investigate fluidity as a function of casting temperature, mold preheat temperature, and filling systems in thin-walled sections. It was observed that fluidity in a top-gated configuration is strongly affected by casting temperatures; however, the effect of mold preheat temperature on fluidity was not significant. On the other hand, castings made in bottom-gated configuration were more stable, and fluidity was not significantly affected by variation in casting temperature and mold preheat temperature. Fewer porosity and flow-related defects were observed in the bottom-gated system as compared to the top-gated one.

PL

Światowe wymagania niższego zużycia paliw i mniejszej emisji gazów powodują wzrost zapotrzebowowania na wyroby odlewane o mniejszej wadze. Zmniejszenie grubości ścianki odlewów jest jedną z metod spełnienia tego założenia. Celem niniejszej pracy jest badanie lejności stali nierdzewnej 17-4PH w próbach o cienkościennej geometrii (≤2 mm). Badania odlewania zostały przeprowadzone w celu przeanalizowania lejności w funkcji temperatury zalewania, temperatury nagrzania formy oraz cienkościennych przekrojów elementów układu wlewowego. Zaobserwowano, że w przypadku górnego układu wlewowego temperartura zalewania ma duży wpływ na lejność, jednakże wpływ temperatury nagrzania formy na lejność był nieznaczny. Z kolei odlewy otrzymane w konfiguracji z dolnym układem zalewania były bardziej stabilne, a różne temperatury zalewania oraz temperatury nagrzania formy nieznacznie wpłynęły na lejność. Zaobserwowano mniejszą porowatość oraz mniejszą ilość wad przy zastosowaniu dolnego układu wlewowego w porównaniu z górnym układem wlewowym.

Słowa kluczowe

EN

investment casting; fluidity; thin sections; porosity; 17-4PH

PL

odlewanie precyzyjne w formach ceramicznych; lejność; odlewy cienkościenne; porowatość; 17-4PH

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 41, no. 2
• Strony: 85--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Razavi M.

• Malardalen University, Eksllstuna, Sweden, TPC Components AB, Hallstahammar, Sweden

autor

Svenningsson R.

• Swereaswecast, Jonkoping, Sweden

autor

Irwin M.

• TPC Components AB, Hallstahammar, Sweden

Bibliografia

• [1] Capadona J., Albright D.: Review of fluidity testing as applied to lostpolystyrene investment castings.AFS Transactions, (1978), 43–54
• [2] Campbell J., Oliff I.: Static and dynamic criteria for filling of thin section molds. AFS Cast Metals Research Journal, 7 (1971), 55–61,
• [3] Campell J.: Thin walled castings. Material Science and Technology, 4 (1998), 194–204
• [4] Flemings M.: Fluidity of metals – techniques for producing ultra-thin sections castings. The British Foundryman, 57 (1964), 312–325
• [5] Walker B.: New type of fluidity test piece. Foundry Trade Journal, 115 (1963), 713–721
• [6] Chandraseckariah H.S., Seshan S.: Effect of foundry variables on fluidity of investment cast nickel-base super alloys. Transactions of the American Foundry Society, 110 (2002), 681–695
• [7] Lun Sin S., Dubé D.: Influence of process parameters on fluidity of investmentcast AZ91D magnesium alloy. Material Science and Engineering A, 386, 1–2 (2004), 34–42
• [8] Magurie M.C., Zanner F.J., Minteer D.J., Murray J.D.: Gating gemotry studies of thin-walled 17-4PH investment castings. 40th Annual Technical Meeting, Investment Casting Institute, Las Vegas, 1992
• [9] Olliff I.D., Lumby R.J., Kondic V.: Some new ideas on fluidity test mold desig. Foundry, 93 (1965), 80–85
• [10] Flemings M., Mollard F., Niiyama E.: Fluidity of aluminium. AFS Transactions, 70 (1962), 1029–1039
• [11] Campell J.: Castings. Butterworth-Heinemann, Oxford – Massachusetts ,1993.
• [12] Abdul-Karem W., Al-Raheem K.F.: Vibration improved the fluidity of aluminium alloys in thin walled investment casting. International Journal of Engineering, Science and Technology, 3 (2011), 120–135
• [13] Vainer M., Lerner Y.: Vacuum-assisted investment casting of Al-Ni-Bronze. Transactions of the American Foundrymen’s Society, 107 (1999), 35–42
• [14] Matsuna K., Ohama S.: Application of the investment casting method for extremely thin blade impellers. Ishikawajima-Harima Engineering, 21 (1981), 45– 50
• [15] Chandley G., Cargill D.: Thin-walled castings by the CLV process. Transactions of the American Foundrymen’s Society, 98 (1990), 413–416
• [16] Li D.Z., Campell J., Li Y.Y: Filling systems for investment cast Ni-base turbine blades. Journal of Materials Processing Technology, 148, 3 (2004), 310–316
• [17] Lun Sin S., Dubé D., Tremblay R.: An investigation on microstructural and mechanical properties of solid mould investment casting of AZ91D magnesium alloy. Material Characterization, 59, 2 (2008), 178–187
• [18] Campbell J.: Complete Casting Handbook: Metal Casting Processes, Metallurgy, Techniques and Design. Elsevier, 2011
• [19] Rasband W.S.: ImageJ. U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, http://imagej.nih.gov/ij/, 1997–2014
• [20] Dantzig J.A., Rappaz M.: Solidification. FPFL Press, 2009