Badanie procesu studzenia próbek ceramicznych form odlewniczych z zastosowaniem kamery termowizyjnej

• Autorzy: Wiśniewski P. , Sitek R. , Koralnik M. K. , Spychalski W. L. , Moszczyńska D. , Mizera J.

Warianty tytułu

EN

Investigations of cooling process of ceramic shell samples by using a thermographic camera

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań materiałów formierskich, mas odlewniczych oraz procesu studzenia próbek wielowarstwowych form odlewniczych, jakie są stosowane w procesach odlewania precyzyjnego. Przygotowano mieszanki formierskie na pierwszą warstwę przymodelową i na warstwę konstrukcyjną, pokryto nimi prostopadłościenny model woskowy, uzyskując w ten sposób wielowarstwową próbkę formy odlewniczej. W ten sposób przygotowane próbki wygrzewano w piecu komorowym w temperaturze 700 °C w atmosferze powietrza w celu wytopienia wosku. Proces studzenia próbek badano z wykorzystaniem kamery termowizyjnej w zakresie temperatur 500-40 °C. Wykazano, że zastosowanie pomiarów pól temperatur za pomocą kamery termowizyjnej jest interesującym rozwiązaniem do oceny procesu studzenia form odlewniczych. Analiza procesu stygnięcia w czasie może umożliwić wykrywanie defektów form ceramicznych w postaci pęknięć, pustek czy niejednorodnej grubości, które mogą być niewidoczne gołym okiem.

EN

This paper presents investigations concerning applicability of a thermographic camera in ceramic shells cooling process. Moreover, ceramic materials and slurries have been investigated. There were slurries prepared for near-model and construction layers of a shell mould. Using the pre-prepared slurries, the ceramic near-model and construction layers were made on a wax pattern. The dewaxing process was run in a furnace at 700 °C. Cooling was investigated with the thermographic camera in the 500-40 °C temperature range. It has been proved that the usage of the thermographic camera for measurements of temperature fields was the good solution to evaluate the cooling process of ceramic shell moulds. The results showed defects like cracks, large pores or empty spaces in the ceramic shells, otherwise not visible by the unaided eye.

Słowa kluczowe

PL

forma odlewnicza ceramiczna; mieszanka formierska; nanokompozyt; nano-SiO2; odlewanie precyzyjne; termografia

EN

shell mould; slurry; nanocomposite; Nano-SiO2; precision casting; thermography

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 69, nr 2
• Strony: 146--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Wiśniewski P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Sitek R.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Koralnik M. K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Spychalski W. L.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Moszczyńska D.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Mizera J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

Bibliografia

• [1] Haratym, R., Biernacki, R., Myszka, D.: Ekologiczne wytwarzanie dokładnych odlewów w formach ceramicznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
• [2] Jones, S., Juan, C.: Advances in shell moulding for investment casting, J. Mater. Process., 135, (2003), 258-265.
• [3] Haratym, R.: Procesy odlewania precyzyjnego w formy odlewnicze, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.
• [4] Lewandowski, J. L.: Tworzywa na formy odlewnicze, Wydawnictwo Akapit, Kraków 1997.
• [5] Ferenc, J., Matysiak, H., Kurzydłowski, K. J:. Organic viscosity modifiers for controlling rheology of ceramic slurries used in the investment casting, Proceedings of the 12th International Conference on Modern Materials and Technologies (CIMTEC 2010), Adv. Sci. Tech., 70, (2010), 102-107.
• [6] Matysiak, H., Ferenc, J., Michalski, J., Lipiński, Z., Jakubowicz, G., Kurzydłowski, K. J.: Porowatość i wytrzymałość form ceramicznych wykorzystywanych w procesie odlewania precyzyjnego metodą Bridgmana, Inż. Mater., 1, (2011), 17-21.
• [7] Frueh, C., Poirier, D. R., Maguire, M. C.: The Effect of Silica-Containing Binders on the Titanium/Face Coat Reaction, Metall. Mater. Trans. B, 28B, (1997), 919-926.
• [8] Olhero, S. M., Ferreira, J. M. F.: Influence of Particle Size Distribution on Rheology and Particle Packing of Silica-based Suspensions, Powder Techn., 139, (2004), 69–75.
• [9] Kong, D., Yang, H., Yang, Y., Weia, S., Wang, J.: De-stabilization mechanism and in situ solidification of alumina slurry dispersed in silica sol, J. Mater. Process. Techn., 182, (2007), 489–497.
• [10] Matysiak, H., Wiśniewski, P., Ferenc-Dominik, J., Michalski, J., Kurzydłowski, K. J.: Badania właściwości reologicznych ceramicznych mas lejnych do odlewania precyzyjnego części turbin lotniczych, Szkło i Ceramika, 62, 1, (2011), 10-15.
• [11] Koralnik, M. K., Wiśniewski, P., Sitek, R., Moszczyńska, D., Mizera, J.: Ocena czasu suszenia pierwszej i drugiej warstwy ceramicznej formy odlewniczej z wykorzystaniem kamery termowizyjnej, Szkło i Ceramika, 68, 1, (2017), 6-10.
• [12] Małek, M., Wiśniewski, P., Matysiak, H., Zagórska, M., Kurzydłowski, K. J.: Technological properties of SiC-based ceramic slurries for manufacturing investment casting shell moulds, Arch. Metall. Mater., 59, 3, (2014), 1059-1062.
• [13] Małek, M., Wiśniewski, P., Szymańska, J., Mizera, J., Kurzydłowski, K. J.: Technological Properties of Ceramic Slurries Based on Silicon Carbide with Poly(vinyl alcohol) Addition for Shell Moluds Fabrication in Precision Casting Process, Acta Phys. Pol. A, 129, (2016), 528-530.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).