Research of Liquid Aluminium Alloys at Particular Stages of Manufacturing Process

• Autorzy: Dzik St. , Targowski W.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0066

Warianty tytułu

PL

Badanie ciekłych stopów aluminium na poszczególnych etapach procesu technologicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Requirements, placed by design engineers in relation to special castings, applied to gas filled high voltage switchgears PN-EN 50052:2002, are still higher. These demands concern to quality of machined sealing surface, assurance of castings leaktightness for a long time of operating and suitable strength during special bursting test. Manufacturer of such castings is obliged to use, among other things, high quality new alloy and guarantee proper metallurgical treatment and liquid alloy control during metal melting and preparation, before filling the moulds. Generally new alloy testing is made by its producer. Receiver checks testing results, according to effective procedures, during incoming inspection. Following tests are carried out during liquid alloy preparation (melting, degassing and inoculation): chemical composition test, thermal analysis and density index. To confirm that the process of liquid alloy control is correct comparative examinations were made, using new installations of companies such as Foseco, ALSPEK* H, and metallographic examinations of special samples with computer picture analysis. All examinations were made for one heat of AlSi7Mg0.3 alloy (AC - 42100 according to PN-EN 1706:2011), at different stages of liquid metal preparation, such as: in melting furnace, after reladle, after refining and just before filling sand moulds. Additionally alloy purity index, hydrogen content in liquid alloy, porosity degree were determined and also analysis of inclusions was made. Examinations with applying modern devices confirmed, that the process of preparation and testing of liquid alloy, intended to produce castings of special requirements, is correct. All applied refining treatments improved liquid alloy quality, eliminated number of inclusions, porosity and reduced hydrogen content. It is a base for stating that high quality alloy, correctly prepared and controlled before filling sand mould was used. New Foseco devices can be used in foundries to verify their processes of alloy preparation and alloy purity evaluation on different stages, especially producing castings of high technical requirements. The thixotropy phenomenon is strongly connected with the change of viscosity in time, while the of Navier-Stockes equation. The micro- and macroscale models are coupled using CAFE approach.

PL

Konstruktorzy stawiają coraz wyższe wymagania dla specjalnych odlewów stosowanych w wysokonapięciowych roz- dzielniach napełnianych gazem (PN-EN 50052:2002). Wymagania dotyczą jakości powierzchni uszczelniających po obróbce mechanicznej, zapewnienia szczelności odlewów w długim okresie ekspolatacji oraz odpowiedniej wytrzymałości w specjalnej próbie na rozrywanie. Dla producenta takich odlewów niezbędne jest stosowanie między innymi wysokiej jakości stopów wyjściowych oraz zapewnienie w procesie produkcyjnym topienia i przygotowania właściwej obróbki metalurgicznej oraz kontroli ciekłego stopu, jeszcze przed zalaniem form. Powszechnie stosowane są badania jakości materiału wsadowego przez producenta Odbiorca sprawdza wyniki badań w czasie kontroli wejściowej w ramach obowiązujących procedur. W trakcie przygotowania ciekłego stopu (topienie, rafinacja, modyfikacja) przeprowadzane są badania składu chemicznego, wykonywana jest analiza termiczna stopuoraz określony indeks gęstości. Dla sprawdzenia poprawności stosowanego procesu kontroli ciekłego stopu dokonano pełniejszych badań porównawczych z zastosowaniem nowych urządzeń firmy Foseco. Alspek*H, Alspek MQ oraz badań metalograficznych na specjalnych próbkach z zastosowaniem komputerowej analizy obrazu. Badania przeprowadzono dla jednego wytopu stopu AlSi7MgO,3 (AC - 42100 wg PN-EN 1706:2011) w różnych etapach przygotowania, tj. w piecu topialnym. po przelaniu do kadzi przewoźnej, po procesie uszlachetniania oraz bezpośrednio przed zalaniem do form piaskowych. Dodatkowo określono indeks czystości stopu, zawartość wodoru w ciekłym stopie a także wykonano analizę wtrąceń i określono stopień porowatości. Wyniki badan przeprowadzone z zastosowaniem nowych urządzeń potwierdziły prawidłowość stosowanej technologii przygotowania i badania ciekłego stopu przeznaczonego na odpowiedzialne odlewy o specjalnych wymaganiach. Stosowane zabiegi uszlachetniania poprawiają w kolejnych zabiegach jakość ciekłego stopu, eliminują ilość wtrąceń, porowatość i zmniejszają zawartość wodoru. Daje to podstawę do oceny, że stosuje się dobrej jakości stop wyjściowy, jest on przygotowany i skontrolowany przed zalaniem formy piaskowej. Nowe urządzenia firmy Foseco mogą być przydatne w odlewniach do weryfikacji stosowanego procesu przygotowania stopu i oceny jego czystości na różnych etapach, zwłaszcza produkujących odlewy o wysokich wymaganiach technicznych.

Słowa kluczowe

EN

Al-Si alloy; degassing; metal testing; inoculation to grain refining

PL

stop Al-Si; odgazowanie; rozdrabnianie ziarna; badanie metali

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 1
• Strony: 397--402
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dzik St.

• Zakład Metalurgiczny, “WSK – Rzeszów” Sp. Z O.O., Poland

autor

Targowski W.

• Zakład Metalurgiczny, “WSK – Rzeszów” Sp. Z O.O., Poland

Bibliografia

• [1] PN-EN 50052:2002. Osłony odlewane ze stopu aluminium do wysokonapięciowych rozdzielnic napełnianych gazem.
• [2] ALSPEK* H i ALSPEK MQ: narzędzia, które umożliwiają kontrolę czystości ciekłych stopów na bazie aluminium w warunkach przemysłowych, Przegląd Odlewnictwa, t.62, nr 7-8, s. 338.
• [3] Melt Map Metal Quality Audit for ZM WSK Rzeszów, November 2012.