Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Próby odlewania kompozytów na bazie stopów aluminium zbrojonych dyspersyjnie węglikiem krzemu przy wykorzystaniu metody odlewania tiksotropowego

Darłak P., Dudek P.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 4

385-389

PL

Przedstawiono wyniki prób wytworzenia odlewów z kompozytu na bazie stopu AlSi9CuFe zawierającego 20% obj. cząsteczek węglika krzemu, oznaczonego przez producenta symbolem F3D.20S. W celu określenia wpływu czasu mieszania i temperatury na możliwość tworzenia struktury reokast badania przeprowadzono w temperaturze mieszania odpowiednio 700, 720 i 740°C, poddając ciekły kompozyt mieszaniu mechanicznemu przez 10 i 20 s. Otrzymane wyniki badań wykazały, iż wytworzenie struktury reokast jest utrudnione ze względu na właściwości ciekłej zawiesiny kompozytowej. Odlewy wykonane z kompozytu F3D.20S charakteryzowały się widocznymi wadami, w postaci okluzji gazowych, powstających szczególnie w obszarach cienkich ścianek odlewu, w których prędkości przepływu strugi metalu przekraczały graniczne wartości dla przepływu laminarnego. Próby optymalizacji procesu przez zmianę zarówno czasów mieszania, jak i temperatury wsadu nie przyniosły zadowalającego efektu w postaci partii odlewów pozbawionych wad strukturalnych.

EN

The main defect in castings manufactured by the common high pressure die casting process is their porosity originating from the occluded gaseous phases. This is the reason why extensive studies have been carried out on the development of technologies that would reduce the level of these defects in castings. This publication describes the results of trials on the fabrication of castings from an AlSi9CuFe alloy-based composite containing 20 vol. % (F3D.20S) of silicon carbide particles, using the thixocasting process which enables elimination of the formation of gaseous occlusions. The aim of the present studies was determination of an effect of the mixing time and temperature on the formation of rheocast structure. The studies were carried out at the temperatures of 700, 720 and 740°C, subjecting the liquid composite to mechanical stirring for a time of 10 and 20 s. Ingots prepared from F3D.20S composite and AlSi9Mg alloy were cast on a BUHLER machine of 160T locking force, applying the operating parameters used during the manufacture of thixotropic castings from AlSi7 and AlSi9 alloys. The die designed for thixocasting had a number of channels of different cross-sections to investigate the process of die cavity filling with metal in semi-solid state. As an outcome of the research a batch of composite castings were fabricated and subjected next to mechanical tests and examinations of microstructure. The results have proved that producing a rheocast structure is quite difficult due to the properties of the liquid composite slurry. In a monolithic alloy characterised by much better castability and low viscosity, the formation of gaseous occlusions practically never takes place during the long-time mixing and at a low starting temperature. The structure of a monolithic alloy subjected to mixing within the range of solidus- liquidus temperature bears some visible traces of changes in the morphology of phase [alpha] and correlates with the process parameters, i.e. the time of mixing and the starting temperature. Castings made from F3D.20S composite were characterised by some well-visible defects in the form of gaseous occlusions, formed especially in the thin-wall casting sections, where the metal flow rates exceeded the boundary values of a laminar flow. Even raising the temperature and reducing the time of mixing could not give satisfactory results, i.e. a batch of castings which would be entirely free from the structural defects. The defects directly influence the drop of casting strength. The mechanical tests as well as the examinations of casting microstructure confirmed the formation of rheocast structure in castings made from both monolithic alloys and composite materials. No immediate interrelation with the casting hardness has been reported.

2

Wytwarzanie kompozytów o strukturze reokast jako proces inteligentnego wytwarzania materiałów

Białobrzeski A., Rabczak K.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 11/1

41--46

PL

Przedstawiono w ujęciu schematycznym opis procesu powstawania struktury reokast z zastosowaniem koncepcji imteligentnego wytwarzania materiałów IPM (Intelligent Processing of Materials). Podstawowym elementem systemu jest moduł dynamikimateriału, reprezentujący matematyczne modele procesu, pozwalające przewidzieć ewolucje stanu materiału wczasie procesu zmierzającego do osiągnięcia docelowegostanu materiału, który zapewnia powstanie struktury reokast w stopie. Opisano również etapy realizacji systemu wspierającego proces powstawania struktury reopast.

EN

The necessary conditions for implementation of intelligent processing to the rheacast structure formation process is presented. The basic element of IPM concept is the description of the materials dynamics. It represents the mathematical models of the process, which help predict the microstructural evolution of the material towards the goal-state during processing. The sequence of stages to realize the aid process system for the rheocast structure formation process is described.

3

Reducing the chemical heterogeneity in Al-Si alloys subjected to thixoforming process

Białobrzeski A.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2002

|

Vol. 22, Nr 1

23-45

EN

The primary aim of the study was to give a correct description of the mechanism of filling the die cavity with alloy in semi-solid state and properly selected Theological properties. The models of deformable bodies observed in thixoforming process were examined. The mechanisms of plastic deformation and flow of incompressible viscuous fluid were compared using a Forge Plant V2.7 program for simulation of the process of filling die cavity of a relatively intricate shape, reproducing a pilot casting under the assumption that the alloy in semi-solid state can be described by Norton-Hoff s equation as a model of visco-plastic body. It should be mentioned that the simulation uses either a properly modified Navier-Stokes equation (when referred to liquid) or models of visco-plastic body (when referred to solid). Since thixoforming is an intermediate case of casting and forging, extending further the application field of the obtained solutions seems to be well justified. In the second part of the study an attempt was made to verify the obtained results of simulation by comparison with the results of experiments and to examine the chemical heterogeneity of alloy during its flow.

PL

Priorytetowym celem przedstawionego artykułu jest próba opisu poprawnego mechanizmu wypełniania wnęki formy stopem w stanie ciekło-stałym o odpowiednio dobranych parametrach reologicznych. Przeanalizowano spotykane modele ciał odkształcalnych w warunkach odlewania tiksotropowego. Porównano mechanizm odkształcenia plastycznego z mechanizmem przepływu nieściśliwej cieczy lepkiej za pomocą programu FORGE PLAN V2.7 do symulacji wypełniania relatywnie skomplikowanej wnęki odtwarzającej odlew eksperymental-ny przy założeniu, że stop w stanie stało-ciekłym może być opisany równaniem Nortona-Hoffa jako modelem ciała lepkoplastycznego. Należy wspomnieć, że w modelowaniu wykorzystuje się albo odpowiednio zmodyfikowane równanie Naviera-Stokesa (w odniesieniu do cieczy), albo modele ciała lepkoplastycznego (w odniesieniu do ciała stałego). Ponieważ formowanie tiksotro-powe jest granicznym przypadkiem zarówno dla odlewania, jak i kucia, więc rozszerzenie obszaru stosowanych rozwiązań jest uzasadnione. W drugiej części pracy podjęto próbę weryfikacji uzyskanych wyników symulacji z wynikami eksperymentów i oceny niejednorodności składu chemicznego stopu na drodze jego płynięcia.

4

Odlewanie tikstropowe stopów Al

Białobrzeski A.

Biuletyn Instytutu Odlewnictwa

|

1999

|

R. 2, nr 4

3-15

PL

W artykule opracowanym na podstawie zrealizowanego w Instytucie Odlewnictwa w latach I996-98 projektu badawczego, finansowanego przez KBN, zwrócono szczególną uwagę na rozwiązanie podstawowych problemów technicznych, związanych z opanowaniem zasad technologii uzyskiwania stopów Al-Si o globularnej mikrostrukturze (reokast) wydzieleń faz krzemowych i przetwarzania tak przygotowanych stopów w zakresie temperatury solidus-likwidus z wykorzystaniem maszyny ciśnieniowej, czyli uzyskiwania odlewów technologią Semi-Solid Metal Casting - tiksotropową. Omówiono metody uzyskiwania struktury "reokast" w stopach nad- i podeutektycznych, konstrukcję odlewu eksperymentalnego i układu wlewowego. Stosując metody planowania eksperymentów, określono podstawowe parametry technologiczne uzyskiwania struktury reokast w stopach i odlewania tiksotropowego w warunkach przeprowadzonych eksperymentów. Podstawowym ograniczeniem okazały się możliwości techniczne klasycznej maszyny ciśnieniowej, zwłaszcza w zakresie możliwości wywierania dostatecznie dużego ciśnienia na stop znajdujący się w stanie stało-ciekłym w fazie jego przetłaczania z komory prasowania do wnęki formy. Deficyt ciśnienia przetłaczania musiał być w pewnym zakresie rekompensowany wzrostem temperatury nagrzania wsadu. Ograniczenia techniczne warunków przeprowadzonych eksperymentów wyraźnie wyeksponowały podstawową trudność w uzyskiwaniu poprawnych odlewów, wykonywanych technologią tiksotropową, tj. istotnej niejednorodności składu chemicznego stopu, a więc i jego właściwości mechanicznych w funkcji odległości od układu wlewowego. Jedynym sposobem ograniczenia (ale nie likwidacji) tej wady jest stosowanie możliwie dużego ciśnienia przetłaczania stopu w stanie stało-ciekłym z komory prasowania do wnęki formy, co z kolei determinuje możliwość stosowania możliwie najniższej - uzasadnionej technologicznie - temperatury nagrzania wsadu, umożliwiają to nowe maszyny ciśnieniowe, przystosowane do technologii odlewania tiksotropowego.

EN

In the article based on a research project supported by the Committee of Scientific Research and executed by Foundry Research Institute in the period of 1996-98, attention was focussed on how to solve the main technical problems related with a technology of prefabricating Al-Si alloys characterized by globular (rheocast) microstructure of the silicon phase precipitates and with processing of thus prefabricated alloys within the solidus-liquidus temperature on a die casting machine, in other words, with making castings by the Semi-Solid Metal Casting Process, also called thixotropic casting. The techniques of producing a "rheocast" structure in hyper- and hypo-eutectic alloys were described along with the design of a test casting and its gating system. Applying the method of the planning of experiments, the basic technological parameters of producing rheocast structure in alloys and of thixotropic casting under the conditions determined by the experiment were established. The main restriction has proved to be the technical performance of a common-type die casting machine, specially as regards the possibilities of exerting sufficiently high pressures. onto the alloy in a semi-solid state at the stage of its travel from the squeeze chamber to the die cavity. The insufficient pressure at that stage must have been compensated by increasing the charge preheating temperature. The technical restrictions revealed during the experiment exposed the main problem in obtaining sound thixotropic castings, viz. a considerable non-homogeneity of the alloy chemical composition and hence the resulting non-homogeneity of the mechanical properties related to a distance from the gating system. The only way of abating (but not of eliminating) this drawback is through application of relatively high pressures when squeezing the semi-solid alloy out from the squeeze chamber into the die cavity which, in turn, determines the application of the lowest possible but still technically feasible temperature of charge preheating. This is possible in die casting machines of the new generation well adopted to the semi-solid metal casting process.