Diagnostic methods of technological properties and casting cores quality

• Autorzy: Dańko J. , Zych J. , Dańko R.

Warianty tytułu

PL

Metody diagnozowania właściwości technologicznych i jakości rdzeni odlewniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The presentation of the developed diagnostic methods of technological properties and qualities of casting cores produced by shooting method is the aim of the hereby paper. Special attention was directed towards parameters decisive for the obtained apparent density of casting core sand, its porosity and permeability in cores made of various kinds of core sands. Those factors, of a significant influence for the effectiveness and quality of produced castings, force laboratories to apply simple, fast and simultaneously reliable quality assessment methods, allowing to determine optimal operation conditions of a blowing machine for the given core sand. To determine quality of a core compaction performed by blowing and shooting method, Boenisch and Knauf proposed a complex analysis of several factors. The technological tests, together with the special method for assessing the core box filling ratio FG as well as the equipment suitable for the realisation of this method, were developed. The physical meaning of coefficient denoted as filling ratio FG is useful at assessing of an apparent compactability of various sands in the same core box. Proposed own method of assessment of a core compaction quality is based on the analysis of the filling ability factor of sands, determined by the value of coefficient Kzr which is simplier and better exhibits the influence of a complicated shape of the core box cavity on a sand core compaction. Experiments presented in the article encompass an operational pressure range pr=0.4-0.7 MPa and diameters of shooting nozzles d1=15-25 mm. The examination results obtained by the approximation, of various measurements data from the examined range of variables, done by means of the arbitrarily selected analytical curve of an extended structure similar to the one applied in Aksionov’s works, take into account, for the given shooting machine and kind of core sand, an initial apparent density of loosely poured sands, a shooting pressure pr , and also a diameter of a shooting head outlet d1. The analysis of ultrasound examinations of classic sands and sands with chemical binding agents confirmed the possibility of utilising the ultrasound technique for the development of non-destructive investigation methods of cores assessing the compaction distribution uniformity, strength and permeability. In this aspect the examination results performed for a broad range of working parameters constitute the reference basis allowing for a practical application of an ultrasound technique as a modern alternative diagnostic method assessing the quality and correctness of the employed core production technology.

PL

Celem artykułu jest prezentacja opracowanych metod diagnozowania właściwości technologicznych i jakości rdzeni odlewniczych wykonywanych metodą wstrzeliwania. Szczególną uwagę zwrócono na czynniki i parametry procesu decydujące o uzyskanej wartości gęstości pozornej masy rdzeniowej, jej porowatości oraz przepuszczalnosci w rdzeniach wykonywanych z różnych rodzajów masy rdzeniowej. Czynniki te, mające istotne, a czasami nawet decydujące znaczenie dla efektywności i jakości produkowanych odlewów wymuszają w laboratoriach stosowanie prostych i szybkich, a zarazem miarodajnych metod oceny jakości rdzenia, pozwalających na określenie optymalnych warunków pracy maszyny dmuchowej dla konkretnej masy rdzeniowej. W celu określenia jakości zagęszczenia rdzeni metoda nadmuchiwania i wstrzeliwania Boenisch i Knauf zaproponowali kompleksową analizę szeregu czynników. Opracowana została próba technologiczna i specjalna metoda oceny stopnia napełnienia FG rdzennicy masa oraz aparat służący do realizacji tej metody. Sens fizyczny współczynnika FG wyraża względna ocene skłonności do zagęszczania się w danej rdzennicy różnych rodzajów masy. Zaproponowany, własny sposób oceny realizacji procesu zagęszczania i jakości zagęszczenia masy polegający na analizie wartości współczynnika zapełnialności rdzennicy Kzr , jest prostszy i lepiej eksponuje wpływ skomplikowania wnęki rdzennicy na efekt zagęszczania w niej masy rdzeniowej. Zamieszczone w artykule badania gęstosci pozornej średniej i/lub gęstosci w wybranych rejonach rdzenia, przepuszczalności i porowatości obejmują zakresy ciśnienia roboczego pr=0,4-0,7 MPa oraz zakresy średnic dysz strzałowych d1= 15-25 mm. Wyniki badań opracowane przez aproksymacje licznych danych pomiarowych za pomocą arbitralnie wybranej krzywej analitycznej, o strukturze rozszerzonej w stosunku do stosowanej w pracach Aksionova uwzględniają, dla określonej strzelarki i rodzaju masy rdzeniowej, początkowa gęstość pozorna masy luźno usypanej, ciśnienie strzału pr , a także średnice otworu wylotowego z głowicy strzałowej d1. Przeprowadzona analiza wyników badań ultradźwiękowych mas klasycznych i mas ze spoiwami chemicznymi potwierdza mozliwość wykorzystania techniki ultradźwiękowej między innymi do opracowania nieniszczącej metody badania rdzeni w aspekcie oceny równomierności rozkładu zagęszczenia, struktury wytrzymałości i przepuszczalności. W tym sensie wyniki badań przeprowadzonych dla szerokiego zakresu parametrów roboczych procesu stanowią bazę odniesienia pozwalająca na zastosowanie w praktyce również techniki ultradźwiękowej jako nowoczesnej alternatywnej metody diagnozowania jakości i prawidłowości stosowanej technologii rdzeni.

Słowa kluczowe

EN

technological properties; casting core

PL

właściwości technologiczne; rdzeń odlewniczy

• 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: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 2
• Strony: 382--392
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Dańko J.

autor

Zych J.

autor

Dańko R.

• FACULTY OF FOUNDRY ENGINEERING, AGH UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, 30-059 KRAKOW, 23 REYMONTA STR., POLAND

Bibliografia

• [1] P. N. Aksjonow, Wybrane zagadnienia z teorii maszyn odlewniczych. Wyd. „Śląsk”, 87-144, (1965).
• [2] D. Boenisch, M. Knauf, Kernschiessen – Untersuchungen mit neuartigen Pruorpern und verschiedenen Kernbindern. Giesserei, nr 18, 640 -646 (1991).
• [3] J. Danko, R. Danko, Zalezność zagęszczalności masy od współczynnika jej ewakuacji z aparatu strzałowo-dmuchowego. Nowoczesne Technologie Odlewnicze – Ochrona Środowiska (2000).
• [4] J. Danko, Ł. Jamrozowicz, Badania czynników wpływających na jakość rdzeni wykonanych w procesie cold-box za pomocą wstrzeliwania. Materiały XXX Konferencji Naukowej „Nowoczesne Technologie w Odlewnictwie”, Wydział Odlewnictwa AGH, 117-123 (2006).
• [5] J. Danko, J. Zych, Badania właściwości technologicznych rdzeni w aspekcie ultradźwiękowej metody diagnozowania ich jakości. Materiały XXXII Konferencji Naukowej „Nowoczesne Technologie w Odlewnictwie”, Wydział Odlewnictwa AGH, 25-32 (2008).
• [6] J. Danko, Ocena przebiegu procesu duchowego i jego efektów w świetle badań Boenischa i Knaufa oraz własnych. Materiały XIX Sympozjum Naukowego Wydziału Odlewnictwa AGH, cz. 1,187-194 (1993).
• [7] J. Danko, Proces wytwarzania rdzeni i form odlewniczych metodami dmuchowymi. Badania i teoria. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne. Seria: Rozprawy i Monografie nr 145, PL ISSN 0372-9443. (1992).
• [8] S. Gorski, T. Sowa, Główne parametry robocze maszyn dmuchowych i nowe metody ich pomiaru. Praca dyplomowa inżynierska. Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków 2008.
• [9] J. Zych, J. Danko, Ł. Jamrozowicz, Zastosowanie techniki ultradźwiękowej do badania rozkładu zagęszczenia oraz przepuszczalności masy w rdzeniach monolitycznych oraz dwuwarstwowych uzyskanych przez wstrzeliwanie. Materiały XXXI Konferencji Naukowej „Nowoczesne Technologie w Odlewnictwie”, Wydział Odlewnictwa AGH, 13-20 (2007).
• [10] J. Zych, J. Danko, Non-destructive method of core examination to determine the uniformity of sand compaction and the distribution of strength and permeability. Proceedings International Conference „Modern Methods of Core Production”, Ceskomoravska vrchovina. Milovy, 45-53 (2003).
• [11] J. Zych, Synteza zastosowań techniki ultradźwiękowej w analizie kinetyki wybranych procesów zachodzących w tworzywach formierskich. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne. Seria: Rozprawy i Monografie nr 163, (2007).