Atmosfery ochronne stosowane przy topieniu i odlewaniu stopów magnezu

• Autorzy: Holtzer M. , Bobrowski A.

Warianty tytułu

EN

Protection atmospheres used by melting and pouring the magnesium alloys

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym problemem w procesach recyklingu i topienia metali lekkich (magnezu, aluminium) jest ochrona kąpieli metalowej przed utlenianiem. Do ochrony powierzchni kąpieli magnezu stosuje się specjalne sole, pierwiastki stopowe, gazy obojętne lub reaktywne. Sole ochronne stosowane są głównie w procesach recyklingu magnezu, natomiast gazy są wykorzystywane w technologiach wykonywania odlewów. Stosowanie jako atmosfer ochronnych gazów obojętnych, takich jak argon lub hel, nie jest wskazane, ponieważ nie tworzą one warstewki ochronnej na powierzchni kąpieli, co powoduje znaczne parowanie ciekłego metalu. Tych wad nie wykazują atmosfery ochronne utworzone z mieszanek gazów reaktywnych, które reagują z ciekłym metalem, tworząc na powierzchni kąpieli cienką i szczelną warstewkę ochronną. W tym celu stosuje się głównie takie gazy jak SF6 i SO2. Jednak gazy te nie spełniają wymagań w zakresie ochrony środowiska ze względu na ich wysoki potencjał globalnego ocieplenia oraz toksyczność. Dlatego też od dłuższego czasu prowadzone są prace nad doborem odpowiedniego gazu ochronnego dla procesów topienia i odlewania magnezu i jego stopów, który równocześnie byłby przyjazny dla środowiska. Na świecie prowadzone są próby, już nawet w warunkach przemysłowych, z mieszankami gazów ochronnych zawierającymi: HFC-134a, Novec 612, BF2 oraz CO2 (ten ostatni w stanie stałym).

EN

Main problem in recycling and melting processes of light metals (magnesium, aluminum) is the protection of metal bath from oxidation. For protection the bath surface they use: special salts, alloying elements and neutral or reactive gases. The protective salts are used first of all in recycling processes of magnesium, but the gases are utilized in casting production technologies. Using, as protection atmospheres, neutral gases, like argon or helium, will not be recommended, because they do not form a protection layer on the surface of the metal bath, what causes a distinct evaporation of liquid metal. Protective atmospheres made as mixture of the reactive gases do not demonstrate such disadvantage: they react with the liquid metal and form on its surface a thin and tight protective layer. For this aim SF6 and SO2 are used. These gases, however, do not fulfill the requirements regarding the environmental protection because of their high potential of global heating and toxicity. That is why for a longer time research works have been carried out on the development of the proper protective gas for melting and pouring magnesium which also could be treated as environment friendly one. In the world investigations are carried out, already even in industry conditions, with the protective gas mixtures containing: HFC-134a, Novec 612, BF2 and CO2 (this later in solid state).

Słowa kluczowe

PL

armosfera ochronna; topienie; odlewanie

EN

protection atmospheres; melting; pouring

• Wydawca: Stowarzyszenie Techniczne Odlewników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Odlewnictwa
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 58, nr 3
• Strony: 130--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., il.

Twórcy

autor

Holtzer M.

autor

Bobrowski A.

• Wydział Odlewnictwa, Katedra Ochrony Środowiska AGH

Bibliografia

• 1. The Alternatives to SF6 for Magnesium Melt Protection. 63rd Annual World Magnesium Conference in Beijing, China, May 21, 2006.
• 2. BIEDENKOPF P.: Advanced Recycling and Environment Friendly Protection of Light Metals. Proceedings of the 2nd International Light Metals Technology Conference 2005.
• 3. Cost and Emission Reduction Analysis of SF6 Emissions from Magnesium Production and Parts Casting in the United States. U.S. Environmental Protection Agency, June 2001.
• 4. REVANKAR V., BAKER P., SCHULTZ A.H., BRANDT H.: A Replacement for SF6: The MagShield System. 5th annual World Magnesium Conference, May 21-23, 2000, Vancouver; International Magnesium Association, 51-55.
• 5. Modern Casting, December 2007, 22-23.
• 6. RICKETTS N.J., CASHION S.P.: Hydrofluorocarbons as a Replacement for Sulphur Hexafluoride in Magnesium Processing. Magnesium Technology 2001, The Minerals, Metals & Materials Society, 2001, 31-36.
• 7. KABLOV Y.N., MUKHINA I.YU., KORCHAGINA V.A.: Additive Materials for Molding Sands Used in Magnesium Alloy Casting. Lit. Proizvodstvo, 2007, No5, 15-18.
• 8. Fr.-W. Bach, A Karger, Ch. Pelz: Environmental Friendly Protection System for Molten Magnesium. Proceedings of the 6th International Conference on Magnesium Alloys and their Applications, Wolfsburg 2003, 1001-1005.
• 9. PILLING N.B., BEDWORTH R.E.: J. Inst.Metals (1923) Nr 29, 529
• 10. REIMERS H.A.: Method for Inhibiting the Oxidation of Readily Oxidizable Metals. US Patent 1,972,317, September 4, 1934.
• 11. SCHINDELBACHER G., ROCKENSCHAUB H., SIGMUND A., WOHLMUTH P.: Effektivität und Schutzwirkung von verschiedenen Gasgemischen bei Magnesiumschmelzen. Giesserei-Rundschau 50 (2003), 62-65.
• 12. DAŃKO J.: Maszyny i urządzenia do odlewania pod ciśnieniem. Podstawy teorii. Konstrukcja. Pomiary i eksploatacja. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2000
• 13. Reference Document on Best Available Techniques in the Smitheries and Foundries Industry, May 2005 European Commission. European Integrated Pollution Prevention and Control Bureau Sevilla. http://eippcb.jrc.es
• 14. CINGI C., VAINOLA J., ORKAS J.: Mold-metal reactions in investment cast AZ91E magnesium alloy. Giessereiforschung 58 (2006), Nr 1, 2-10.
• 15. BARTOS S., MARKS J., KANTAMANENI R., LAUSH C.: Measured SF6 Emissions from Magnesium Die Casting Operations. Paper presented at the 132ND TMS Annual Meeting, March 2-6, 2003 San Diego, California.
• 16. KAM SHAU CHAN, ERICKSON S.C., HILLIS J.E.: The Impact of Carrier Gas Selection on SO2 and SF6 Melt Protection in a Simulated Magnesium Dosing Furnace. 4th International Conference on SF6 and the Environment.
• 17. MILBRATH D.S.: Development of “3M Novec 612” Magnesium Protection Fluid. International Conference on SF6 and the Environment. December 1-3, 2004.
• 18. HARNISCH J., SCHWARZ W.: Cost and Impact on Emissions of Potential Regulatory Framework for Reduction Emissions of Hydrofluorocarbons, Perfluorocarbons and Sulphur Hexafluoride. Ecofys Gmbh, Őko-Recherche, B4-3040/2002/336380/MAR/E1.
• 19. ERICKSON S.E., KING J.F., MELLERUD T.: Recommended Practices for the Conservation of Sulphur Hexafluoride in Magnesium Melting Operations. International Magnesium Association, technical committee report.
• 20. DAVID LI: PhD. 2000/ Lester to Reid Harley, Air Liquide, May 19, 2000.
• 21. CASHION S.P., RICKETTS N.J, FORST M.T., KORN C: CRC for Cast Metals Manufacturing (CAST). The Protection of Molten Magnesium and its Alloys during Diecasting. Paper delivered to 8th Annual IMA Seminar on Magnesium in Automative Application. Aalen, Germany, 12-19 June 2000
• 22. KARGER A., BIEDENKOPF P., SCHAPER M.: Eine Iinnivative Methode zum Abdecken von Magnesiumschmelzen mit festem CO2. Giesserei 93, 04/2006, 72-76.
• 23. BACH FR.-W., KARGER A., PELZ CH., SCHACHT S., SCHAPER M.: Verwendung von CO2-Scnee zur Abdeckung von Magnesiumschmeltzen. Metall 5/2003, 285-289.
• 24. BACH FR.-W., KARGER A., PELZ CH., SCHAPER M.: Use of CO2-Snow for Protection Molten Magnesium from Oxidation. Magnesium Technologie 2005, 18-21 February 2005, San Francisco, TMS 2005.