Techniczne aspekty wytwarzania odlewów kompozytowych metodą wytapianych modeli

• Autorzy: Cholewa M. , Formanek B.

Warianty tytułu

EN

Technical aspects of composite casting production with lost wax method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono techniczne ograniczenia i potencjalne możliwości stosowania metody wytapianych modeli do wytwarzania dyspersyjnych odlewów kompozytowych. W badaniach posłużono się odlewem próbnym w postaci samochodowej, wentylowanej tarczy hamulcowej o gabarytach o (255/123)x22 mm. Posłużono się kompozytami wytworzonymi na osnowie stopu aluminium EN AC-AlSi11. W odlewach próbnych zastosowano podwójne wzmocnienie cząstkami metalicznymi i ceramicznymi. Zasadniczą funkcję wzmacniającą pełniły metaliczne cząstki (CrFe25C10)p o ziarnistości 0,4 mm, stanowiąc klasyczne wzmocnienie ex-situ generujące w założeniu korzystne cechy trybologiczne wywołane obecnością węglików chromu. Funkcję dodatkowego, drobnodyspersyjnego wzmocnienia pełniły fazy (Cr3C2)p, (Cr3C2+TiC)p zawarte w osobno wprowadzanych kompozytowych proszkach. Proszki z drobnodyspersyjnymi fazami węglikowymi (chromu i chromu wraz z tytanem) uzyskano przez zastosowanie technik metalurgii proszków. Innym rodzajem oddzielnego, dodatkowego wzmocnienia były tlenki - głównie (Al2O3)p, pochodzące z obróbki ozonem ciekłej osnowy. Wytworzono ciekłe zawiesiny kompozytowe o sumarycznej zawartości wzmocnienia powyżej 40% wag. Zawiesiny odlewano do samonośnych form wykonanych metodą wytapianych modeli. Proces wypełniania wnęki formy, z uwagi na znaczną lepkość i niską lejność zawiesin, wspomagano poprzez zewnętrzne oddziaływanie na formę lub wewnętrzne oddziaływanie na metal. Potwierdzono skuteczność wspomagania zapełniania wnęki formy przez stosowanie wibracji mechanicznych i liniowego rewersyjnego pola elektromagnetycznego.

EN

In this work technical limits and potential possibilities of using lost wax method for dispersion composite castings production were presented. For investigations as a test casting the car ventilated brake disc with dimension o (255/123)x22 mm was used. Composites made of aluminium alloy EN AC-AlSi11 as matrix were tested. In tested castings double reinforcement was used with both ceramics and metallic particles. Metallic particles (CrFe25C10)p with granularity 0.4 mm fulfilled fundamental reinforcing function, are classic ex-situ reinforcement which generates profitable tribological features caused by chromium carbide presence. Function of additional, fine-dispersion reinforcing fulfilled (Cr3C2)p, (Cr3C2+TiC)p phases which were separately inserted composite powder content. Powders with fine-dispersion carbide phases (chromium and chromium with titanium) have been obtained by powder metallurgy techniques. The other kind of separately, additional reinforcement were oxides mainly (Al2O3)p originating in liquid matrix treatment with ozone. Liquid composite suspensions with total content of reinforcement over 40% wt. were produced. Suspensions were poured to self-supporting moulds made with lost wax technology. Pouring process regarding significant viscosity and low castability of suspensions was aided by external influence on mould or internal influence on metal. Effectiveness of mould cavity pouring process aided by mechanical vibration and linear reversing electromagnetic field was confirmed.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; MWM; wibracja; pole elektromagnetyczne

EN

composite; LWP; wibration; electromagnetic field

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 3
• Strony: 215--219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Cholewa M.

autor

Formanek B.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Zakład Odlewnictwa ul. Towarowa 7, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Śleziona J., Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, 47, Gliwice.
• [2] Konopka Z., Grawitacyjne i ciśnieniowe odlewanie kompozytów na osnowie stopów Al z cząstkami SiC i grafitu, Innowacje w Odlewnictwie, 1, Kraków 2007, 199-207.
• [3] Sobczak J., Metal Composites, Kraków-Warszawa 2001.
• [4] Konopka Z., Cisowska., Lejność kompozytów na osnowie stopów AlMglO z cząstkami SiC, Arch. Odlewn. 2003, 3, 9, 293-298.
• [5] Mutwil J., Podstawowe typy przepływu metali w formach odlewniczych na przykładzie stopów aluminium, Arch. Technol. Masz. i Autom. 1998, 18, 221-231.
• [6] Mutwil J., Bydałek A., Niedźwiecki D., Stan obecny i perspektywy rozwoju badań nad lejnością metali i stopów, Krzepn. Met. i Stop. 1998, 37, 53-58.
• [7] Mutwil J., Janowski R., Cechy przepływu siluminów jednofazowych w kanałach metalowych form odlewniczych, Arch. Odlewn. 2001, 1, 2/2, 257-262.
• [8] Konopka Z, Cisowska M., Ocena płynięcia ciekłego stopu AlMglO w spiralnej próbie lejności, Arch. Odlewn. 2002, 2(4), 135-140.
• [9] Bokota A., Parkitny R., Elastic-plastic states in solidifying casting, Arch. Mech. 1991, 43 (2-3), 249-269. [10] Parkitny R., Bokota A., Sowa L., Modelowanie numeryczne krzepnięcia odlewu z uwzględnieniem procesu wypełniania Mechanika 6, 287-292.
• [11] Bokota A., Sowa L., Zastosowanie metody elementów skończonych do modelowania próby lejności, Arch. Odlewn. 2001, 1 (2/2), 42-47.
• [12] Sowa L., Bokota A., Model krzepnięcia stopu dwuskładnikowego w pionowej próbie lejności, Arch. Odlewn. 2003, 3(10), 193-198 (in Polish).
• [13] Dhatt G., Gao D.M., Finite element simulation of metal flow In moulds, Int. J. Num. Math. in Engrg. 1990, 30, 821-831.
• [14] Dobrzański L.A., Kremzer M., Nowak A.J., Nagel A., Composite materials based on porous ceramic preform infiltrated by aluminium alloy, J. AMME 2007, 20, 95-98.
• [15] Dobrzański L.A., Kremzer M., Nagel A., Huchler B., Composite materials based on the porous AI2O3 ceramics infiltrated with the EN AC-AlSil2 alloy, Kompozyty (Composites) 2005, 4a, 35-41.
• [16] Baron C, Bartocha D., Gawroński J., Thermal simulation of process formation composite laser on model casting, J. AMME 2006, 18,51-54.
• [17] Myalski J., Wieczorem J., Tribological properties of hetero-phase composites with an aluminium matrix, J. AMME 2006, 15, 53-57.