Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optimization of Ladle Tilting Speed for Preventing Temperature Drops in the Die Casting Process

Ando Haru, Minamide Daichi, Takagi Yuto, Yano Ken’ichi, Nakamura Naoto, Sano Masahiro, Aoki Takahiro, Nemoto Yasunori

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2022

|

Vol. 6, no. 4

69--75

EN

In die casting, molten metal poured into a shot sleeve is pressed into a mold by a plunger at high speed. The temperature of the metal drops significantly while it is being poured from the ladle to the shot sleeve, resulting in casting defects such as misrun flow lines. Although it is important to control the temperature at all stages of the process, a method for minimizing temperature loss has not yet been clarified to date. In this study, the cause of the temperature drop in the shot sleeve was clarified, and a method of optimizing the ladle tilting speed was proposed to prevent temperature drop. First, experiments were conducted to measure the decrease in metal temperature in the sleeve during pouring. These experiments revealed that the metal cools significantly from the moment it touches the shot sleeve. Therefore, the time from the first contact between the shot sleeve and the metal to the start of pouring was set as the objective function. A genetic algorithm was then used to derive the optimal ladle tilting speed pattern to suppress the temperature drop. This analysis confirmed that the metal was poured without flowing out or running ahead and that the immediate liquid level vibration after pouring was suppressed, thus ensuring stable pouring.

2

Postępy w zalewaniu odlewów staliwnych z osłoniętym strumieniem metalu

Hrabinia David, Filip Petr

Przegląd Odlewnictwa

|

2021

|

Vol. 71, nr 7-8

404--413

PL

Natychmiast po kontakcie ciekłego metalu z atmosferą powstaje cienki film tlenkowy. Chroni on przed dalszym utlenianiem powierzchni stopu oraz jego nasyceniem gazem. Film ten jest jednakże kruchy i łatwo się rozdziera, powodując wtrącenia. Jego temperatura topnienia jest znacznie wyższa, niż temperatura ciekłego stopu, w związku z tym raz powstały film tlenkowy jest trwały. Jest on wypierany przez ciekły metal, jednak czas tego procesu jest długi ze względu na niewielkie rozmiary tlenków (kilka nanometrów przy prawie zerowej objętości). Podwójne filmy tlenkowe (tzw. bi-filmy) powstające podczas konwencjonalnego zalewania formy nie mają czasu na wypłynięcie. Rozwijają się i tworzą aglomeraty podczas procesu odlewniczego. Bi-filmy posiadają dużą aktywność powierzchniową i tworzą niemetaliczne skupiska podczas procesu krzepnięcia. Odlewnie często zwiększają temperaturę zalewania, by usunąć pęcherze powietrzne i nieczystości, jednak jest to niekorzystne dla jakości odlewu, w szczególności jego powierzchni.

EN

Thin oxide films rapidly form on a liquid metal surface when exposed to the atmosphere. These protect the melt from further oxidation or gas enrichment. However, these surface films become brittle, tear and are then entrained in the molten metal. The melting temperatures of most oxide films are far greater than the temperature of the melt, so once formed they remain solid. These films float through buoyancy forces, as they have a lower density than molten metal, but this process is slow due to their extremely small size (just several nanometers having almost no volume). Oxide bi-films generated within conventional molten metal casting process have no time to float. They unfurl and agglomerate during the casting process. These bi-films have high surface activity and grow into bigger non-metallic agglomerations as solidification advances. Foundries increase pouring temperature hoping gas bubbles and related impurities float, but an increased pouring temperature is not beneficial to castings quality and cast surface appearance.

3

The impact of the melting and pouring process on the quality of the biggest rocking bell called Vox Patris

Bartocha Dariusz, Baron Czesław

Quality Production Improvement - QPI

|

2019

|

Vol. 1, Iss. 1

230--237

EN

The paper describes the process of melting, metalworking and pouring the form of the world's largest 55-ton rocking bell called Vox Patris. The project was carried out by Pracownia Ludwisarska of Jan Felczyński from Przemyśl in cooperation with Rduch Bells & Clocks from Czernica and Metalodlew SA from Kraków. Comprehensive scientific and technical support of the project was provided by the Department of Foundry of the Silesian University of Technology. The bell is made of bronze, which is an alloy of copper and tin with a content of tin at the level of 20%. The foundry, where the melting and pouring process took place, had two 14 ton electric furnaces, 15 ton transport pouring ladle and a 60 ton collection ladle. Therefore, it was necessary to determine the minimum temperature of the pouring and the conditions for holding the liquid metal so that the metal from the first cast would not solidify before accumulating its total amount (four melts) (Bartocha and Baron, 2015; Bartocha and Baron, 2016). The study presents the tests of alloy properties and a series of computer simulations. Thanks to them the maximum and minimum permissible temperature of metal overheating has been determined (Bartocha, 2017). The final stage of the cast was the mold pouring process. The filling system was responsible for the correct performance of this process. This system comprised a tank (collector) under a doublestopper 60-ton main ladle, an elevenmeter tapping spout, an infusion tank and a downgate. The task of the gating system is uniform and continuous supply of liquid metal to the mold until it is completely filled. The unusual layout, that was used, required checking many factors. Various configurations of the system parameters have been tested based on the series of computer simulations (Czochlarski and Bukowski, 1935; Ignaszak, 1999).

4

Effect of Cobalt Aluminate Content and Pouring Temperature on Macrostructure, Tensile Strength and Creep Rupture of Inconel 713C Castings

Rakoczy Ł., Grudzień M., Cygan R., Zielińska-Lipiec A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1537--1545

EN

The effect of cobalt aluminate inoculant addition and melt-pouring temperature on the structure and mechanical properties of Ni-based superalloy was studied. The first major move to control the quality of investment cast blades and vanes was the control of grain size. Cobalt aluminate (CoAl2 O4 ) is the most frequently utilized inoculant in the lost-wax casting process of Ni-based superalloys. The inoculant in the prime coat of moulds and pouring temperature play a significant role in grain size control. The finest surface grains were obtained when the internal surface of shell mould was coated with cobalt aluminate and subsequently pouring was at 1480°C. The influence of selected casting parameters and inoculant addition on mechanical properties was investigated on the basis of tensile, creep and hardness testing. The effect of grain refinement on mechanical properties were consistent with established theories. Tests conducted at ambient temperature indicated a beneficial effect of grain refinement both on tensile strength and hardness. In contrast at elevated temperature during creep, the reverse trend was observed.

5

Effect of Cooling Rate and Pouring Temperature on the Hardness and Wear Resistance of Bronze SAE660

Karimifer S., Vahdat S. E.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 3

144--151

EN

Metallic bearing alloys have different types, most of which are tin (Babbitt) or bronze based. Bronze bearings are used at heavy duty conditions. The goal of this research is an investigation on the effect of cooling rate and pouring temperature (two important factors in casting production) on the Brinell hardness and pin-on-disc wear resistance (two important properties in bearing applications) of bronze SAE660. The melt had prepared by induction furnace. Then, it had poured in sand mold in four different casting conditions, including pouring temperatures of 950 ºC and 1200 ºC, and cooling with water and air. Finally, the microstructure, hardness and wear resistance of the SAE660 had investigated. The results indicated that if the maximum hardness, along with the minimum weight loss due to wear (or maximum wear resistance) is required; the contents of intermetallic compounds, lead phase and the solid solution phase should be more. In this way, the samples which are cooled in air and poured at 950 ºC have the high hardness and the lowest weight loss.

6

Logistyka ciekłego metalu na przykładzie odlewni żeliwa

Kaźnica N., Kolczyk J.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9108--9113, CD3

PL

Otrzymywanie wyrobów na drodze odlewniczej wymaga dużego reżimu technologicznego. Ciekły metal, którym zalewane są gotowe formy odlewnicze, musi charakteryzować się odpowiednim składem chemicznym. Drugim istotnym elementem jest ściśle określony dla poszczególnych stopów odlewniczych zakres temperatur zalewania. Spełnienie tych warunków i utrzymanie ich na wymaganym poziomie również w czasie transportu metalu do stanowisk zalewania determinuje otrzymywanie wymaganych w odlewie właściwości.

EN

Obtaining products by means of casting requires observing the disciplined technological process. Liquid metal, with which the ready casting moulds are poured, must be characterised by the proper chemical composition. The second essential element is the strictly determined – for individual casting alloys – range of pouring temperatures. Meeting these conditions and maintaining them at the required level, also during transporting liquid metals to pouring stands, determines obtaining the required properties of castings.

7

Atmosfery ochronne stosowane przy topieniu i odlewaniu stopów magnezu

Holtzer M., Bobrowski A.

Przegląd Odlewnictwa

|

2008

|

Vol. 58, nr 3

130-137

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).

8

Związek pomiędzy temperaturą odlewania a intensywnością przepływu stopów Al-Si w kanale próby spiralnej

Piątkowski J., Binczyk F.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2001

|

Vol. 21, Nr 1

117-126

PL

Lejność jest jedną z podstawowych właściwości technologicznych istotnie wpływających na uzyskanie odlewów bez wad. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu temperatury odlewania na lejność (wyrażoną długością próby spiralnej) oraz na czas i szybkość przepływu czołówki strugi metalu przez określone odcinki spirali. Badania prowadzono na stopach Al-Si o zróżnicowanej zawartości krzemu. Na podstawie zarejestrowanych wykresów analizy termicznej TA, derywacyjnej ATD i różnicowej DTA wyznaczono czasy dopływu ciekłej strugi do określonych punktów pomiarowych, a następnie obliczono prędkość ciekłego stopu pomiędzy punktami pomia-rowymi. Stwierdzono, że znaczne przegrzanie stopu niekoniecznie prowadzi do polepszenia lejności. Dla każdego z badanych stopów istnieje pewien zakres temperatury, w której zwiększa się szybkość przepływu ciekłego stopu, a tym samym rośnie długość spirali wyrażającej lejność stopów.

EN

The castability is basic technological property that can have an advantageous influence on obtained sound casting. In this work the results of investigation of the influence pouring temperature on the intensity flow of liquid metal in spiral test have been presented. Additionally it has been determined time and speed flow of metal in determined points of spiral test. Investigation results have been performed for AK12, AlSilTCuNiMg and AK20 silumins. Registration of alloy temperature in determines points of spiral by ATD and DTA methods, the time of flow and main parameters of crystallisation have been assigned. It has been found that superheating does not make the improvement of castability. The temperature range when on the intensity flow of liquid metal in spiral test has been established.