Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykonanie indukcyjnego pieca próżniowego do wytwarzania stopów z pamięcią kształtu

Węcki Bartosz, Maciąg Tomasz

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2021

|

Vol. 88, nr 3-4

14--18

PL

Ciągły rozwój techniki powoduje zapotrzebowanie na coraz nowsze materiały, spełniające określone wymagania stawia-ne przez konstruktorów i inżynierów. Jednocześnie rozwijają się nowe technologie wytwarzania i przetwórstwa. W przypadku wytwarzania stopów metali o szczególnych właściwościach, takich jak stopy wykazujące efekt pamięci kształtu, szczególnie istotna jest precyzja w doborze składu chemicznego i zapewnienie atmosfery ochronnej przed warunkami utleniającymi. W ramach przedstawionej pracy zaproponowano wykorzystanie indukcyjnego pieca próżniowego VIM 20-50 produkcji SECO/WARWICK. W pracy zaprezentowano eksperyment mający na celu otrzymanie stopu o składzie chemicznym odpowiadającym stopowi z pamięcią kształtu Ni-Ti, którego handlowa nazwa to Nitinol. Jako materiały wsadowe wykorzystano metale o wysokiej czystości: Ni 99,95% i Ti 99,8%. Z otrzymanego wlewka wykonano próbki do badań analizy składu chemicznego, analizy fazowej i analizy termicznej DTA.

EN

Continuous development of requires materials having specific properties. In simultaneusly, new technologies develop focused on manufacturing and processing. In case of alloys production of certain properties, such as shape memory alloys, in which precision of selecting the chemical composition and ensuring a protected atmosphere from oxidising conditions is the most important parameter. For purposes of this paper the tests were performed with the use of a VIM 20-50 furnace (manufactured by SECO-WARWICK). For this paper, an experiment was carried out with the objective of achieving an alloy with a chemical composition equivalent to a shape memory alloy Ni-Ti, for which the retail name is Nitinol. The alloy described has been chosen due to the shape memory property taking effect from a low range of temperatures. The input materials used were high purity metals: Ni 99.95% and Ti 99.80%. From the obtained ingot samples were made for analysis of the chemical composition, phase analysis and differential thermal analysis.

2

Bezrdzeniowy piec indukcyjny średniej częstotliwości. Koncepcja postępu technologicznego zademonstrowanego na przykładzie Odlewni Żeliwa Śrem w Polsce

Schmitz W., Borkowski Łukasz

Przegląd Odlewnictwa

|

2020

|

Vol. 70, nr 5-6

128--132

PL

Jedną z unikalnych i dobrze znanych cech bezrdzeniowego pieca indukcyjnego jest wyraźny ruch kąpieli metalowej, spowodowany występującymi siłami elektromagnetycznymi. Ruch ten zależy głównie od mocy pieca i częstotliwości pracy i decyduje o dobrej homogeniczności kąpieli metalowej w odniesieniu do jej składu chemicznego i rozkładu temperatury. Z drugiej strony właściwość ta jest szeroko wykorzystywana do mieszania w tyglu drobnego wsadu jak wióry, ścinki czy granulat. Ten typ operacji można dodatkowo zoptymalizować i dostosować do konkretnych wymagań. Po pierwsze, wybierając opcję wieloczęstotliwościową (ang. Multifrequency), w celu zapewnienia optymalnego działania mieszania na wszystkich etapach cyklu topienia, piec może pracować na różnych częstotliwościach w zależności od poziomu napełnienia tygla. Po drugie, technologia skupiania mocy pozwala skoncentrować moc pieca w określonych obszarach cewki indukcyjnej, na przykład na dnie cewki, aby zwiększyć moc pieca przy częściowo wypełnionym piecu. Przeniesienie mocy na górną część cewki poprawia ruch kąpieli powierzchniowej dla lepszego działania mieszania na końcu cyklu topienia.

EN

One unique and well known feature of the coreless induction furnace is its pronounced metal bath movement, caused by the electromagnetic forces present. This bath movement, basically depending on the furnace power and operating frequency, is the reason for the good homogeneity of the melt regarding composition and temperature delivered by such furnace type. On the other hand, this feature is widely used for stirring fine sized metallic scrap into the melt, e.g. chips, swarf, granulates. This type of operation can be further optimized and tailored to the specific requirements by employing some new special circuits. Firstly, by choosing the multi-frequency option, the furnace can be operated at different frequencies, depending on the filling level for example, in order to provide optimum stirring action at all stages of the melt cycle. Secondly, the power focus technology allows to concentrate the furnace power on specific regions of the induction coil, for example on the bottom of the coil to increase the furnace power with a partially filled furnace. Shifting the power to the top of the coil improves surface bath movement for improved stirring action at the end of the melt cycle.

3

Primary Microstructure Characterization of As-Casted Co-20Ni-7Al-7W Superalloy

Tomaszewska A., Moskal G., Mikuszewski T., Junak G., Płachta A.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 3

78--83

EN

The primary microstructure of new Co-based superalloy of Co-20Ni-7Al-7W (at.%) type was showed in this article. The alloy was manufactured by induction melting in vacuum furnaces. This alloy is a part of new group of high-temperature materials based on Co solid solution and strengthened by coherent L12 phase similar to Ni-based superalloys with γʹ phase. The final form of Coss/L12 microstructure is obtained after fully heat treatment included homogenization, solutionizing and aging processes. But first step of heat treatment thermal parameters determination is characterization of primary microstructure of alloys after casting process with special attentions on segregations of alloying elements in solid solution and presences of structural elements such as eutectic areas, and other phases precipitations. In analysed case the relatively high homogeneity of chemical composition was expected especially in the case of W distribution, what was confirmed be SEM/EDS analysis in dendritic and interdendritic areas.

4

Wpływ mocy roboczej indukcyjnego pieca próżniowego z zimnym tyglem na wielkość powierzchni międzyfazowej ciekły metal - faza gazowa

Węcki B.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 12

19--22

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analizy wpływu mocy indukcyjnego pieca próżniowego VIM ISM 2-200 na pole powierzchni ciekłego metalu. W pierwszym etapie badań rejestrowano obraz z wykorzystaniem kamery termowizyjnej podczas nagrzewania metalu dla mocy roboczych pieca wynoszących 70, 100 oraz 130 kW. W drugim etapie badań wyznaczano pola powierzchni powstałych menisków. Przykładowe wyniki omówiono i zestawiono w artykule.

EN

This paper presents the results of the analysis of the influence of the induction vacuum furnace power VIM ISM 2-200 on the surface area of liquid metal. In the first stage of the research, the image was recorded using a thermo vision camera during metal heating for the furnace power 70 kW, 100 kW and 130 kW. In the second stage of the study, was calculated liquid metal surface areas. The exemplary results are discussed and summarized in the article.

5

Technologia usuwania zanieczyszczeń ze stopu CuZnl w warunkach obniżonego ciśnienia

Węcki B.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 11

10--13

PL

Ciągły rozwój techniki powoduje wzrost zapotrzebowania na metale o wysokiej czystości. By sprostać zapotrzebowaniu przemysłu oraz wymaganiom zarówno inżynierów, jak i konstruktorów, nieustannie prowadzi się badania nad możliwością oczyszczania metali otrzymywanych nie tylko na drodze procesów ekstrakcyjnych, ale również pozyskiwanych na drodze recyklingu. Jedyną możliwością otrzymania tak czystych metali jest zastosowanie agregatów z funkcją prowadzenia procesu w warunkach obniżonego ciśnienia. Celem stosowania w procesach metalurgicznych warunków obniżonego ciśnienia jest możliwość kontrolowania kinetyki reakcji oraz nadawania niektórym z nich pożądanego kierunku. Ze względu na niewielki wpływ ciśnienia na procesy fizykochemiczne w układach skondensowanych, niezbędne jest powstanie produktów lotnych. W ramach realizowanych badań wykonano serie prób z wykorzystaniem indukcyjnego pieca próżniowego. Zakres badań obejmował wykonanie stopu CuZn 1 z czystych metali, a w kolejnych etapach jego rafinację. Otrzymane wyniki poddano analizie.

EN

Constant deuelopment of technology results growing demand for high purity metals. To meet such demands ofindustry, engineers and constructors there are made constant research on the possibilities ofpurifying metals not only through extraction processes but also through recycling. The only chance of achieving such a level of pure metals is to applyan aggregate with the ability of conducting a process in lowered air pressure conditions. The function of applying lowered pressure conditions in metallurgy processes is the ability to control the kinetic reaction, and enforcing a desired direction onto certain reactions. Due to the smali impact of pressure on physicochemical processes in condensed systems, it is necessary to produce volatile compounds. As part of this research, a series of tests were carried out with the use of an induction vacuum furnace. The scope of this study included the creating of CuZn 7 alloy from pure metals, as well as its refining in the following stages. The obtained results were then analyzed.

6

Wykorzystanie indukcyjnego pieca próżniowego do wytwarzania stopów z pamięcią kształtu

Węcki B., Maciąg T.

Przegląd Mechaniczny

|

2017

|

nr 1

18--21

PL

Ciągły rozwój techniki powoduje zapotrzebowanie na coraz nowsze materiały, spełniające określone wymagania stawiane przez konstruktorów i inżynierów. Jednocześnie rozwijają się nowe technologie wytwarzania i przetwórstw W przypadku wytwarzania stopów metali o szczególnych właściwościach,!; kich jak stopy wykazujące efekt pamięci kształtu, szczególnie istotna jest precyzja w doborze składu chemicznego i zapewnienie atmosfery ochronnej przed w runkami utleniającymi. W ramach przedstawionej pracy zaproponowano wykorzystanie indukcyjnego pieca próżniowego V]M 20-50 produkcji SECO/WARWIO W pracy zaprezentowano eksperyment mający na celu otrzymanie stopu o składzie chemicznym odpowiadającym stopowi z pamięcią kształtu Ni-Ti, którego handlowa nazwa to Nitinol. Jako materiały wsadowe wykorzystano metale o wysokiej czystości: Ni 99,95% i Ti 99,8%. Z otrzymanego wlewka wykonano prób do badań analizy składu chemicznego, analizy fazowej i analizy termicznej DTA.

EN

Continuous development of requires materials having specific properties In simultaneously, new technologies develop focused on manufacturing and processing. In case of alloys production of certain properties, such as shape memory alloys, in which precision of selecting the chemical composition and ensuring a protected atmosphere from oxidising conditions is the more important parameter. For purposes of this paper the tests were performed with the use of a VIM 20-50 furnace (manufactured by SECO-WARWICK) For this paper, an experiment was carried out with the objective of achieving an alloy with a chemical composition equivalent to a shape memory alloy Ni-Ti, for which the retail name is Nitinol. The alloy described has been chosen due to the shape memory property taking effect from a low range of temperatures. The input materials used were high purity metals: Ni 99.9511 and Ti 99.80%. From the obtained ingot samples were made for analysis of the chemical composition, phase analysis and differential thermal analysis.

7

Ocena możliwości topienia tytanu w litych tyglach ceramicznych

Szkliniarz A., Szkliniarz W., Mikuszewski T.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2011

|

Vol. 31, nr 1

27-35

PL

W artykule oceniono możliwości wytapiania technicznie czystego tytanu w indukcyjnym piecu próżniowym w tyglach wykonanych z ceramicznych materiałów tlenkowych typu Al2O3, MgO, Zr02, Y203, CaO, spineli będących kombinacją tych tlenków oraz z grafitu. W poszczególnych przypadkach badano wpływ materiałów tygla, dodatków stabilizujących materiały tlenkowe oraz warunków prowadzenia wytopów na skład chemiczny, mikrostrukturę i twardość wytopionego technicznie czystego tytanu. Głównym kryterium oceny przydatności poszczególnych tygli była zawartość w wytopionym technicznie czystym tytanie tlenu i zanieczyszczeń powstałych w wyniku reakcji ciekłego tytanu z materiałem tygla, w mniejszym zaś stopniu żywotność tygli mierzona liczbą wytopów, po której ulegają one degradacji.

EN

The paper achieves the possibility of melting of pure titanium, in crucibles made of oxide ceramic materials. The Al2O3, MgO, Zr02, Y203, CaO, , and graphite crucibles were analyzed. In individual cases, the influence of the crucible materials, the presence of additives to stabilize the oxide material and the conditions of melts on the chemical composition, microstructure and hardness melted technically pure titanium was studied. The main criterion for evaluating the suitability of presented crucibles was content in melted technically pure titanium the oxygen and impurities produced by the reaction of the liquid titanium with crucible material, to a lesser extent, life crucibles measured by the number of melt at which they are degraded.

8

New innovative induction system for the production of pure high temperature glasses

Niemann B., Nacke B., Kudryash M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 11

170-174

EN

The inductor-crucible is a melting system for the production of glasses with a high efficiency. It is possible to reach temperatures of more than 1700°C without polluting the molten glass. The power consumption is less than for ordinary induction melting systems.

PL

Piec-wzbudnik stanowi system topielny do produkcji szkła o wysokiej wydajności. Jest możliwy wzrost temperatury do ponad 1700°C bez wprowadzania zanieczyszczeń do stopionego szkła. Zużycie energii jest mniejsze niż w klasycznym indukcyjnym układzie topielnym.

9

Numerical modelling of metallurgical processes using LES

Baake E., Umbrashko A., Jakovics A.

Archives of Electrical Engineering

|

2005

|

Vol. 54, nr 4

425-437

EN

Comprehensive knowledge of the heat and mass transfer processes in the melt of induction furnaces is required to realize efficient and reliable melting and casting processes. Experimental and numerical studies of the melt flow in induction furnaces show that the flow pattern, which comprise several vortexes of the mean flow, and the temperature distribution in the melt are significantly influenced by low-frequency large scale flow oscillations. The experimental and numerical investigations of the turbulent melt flow are carried out in various laboratory and industrial sized induction furnaces, like induction crucible furnace and induction furnace with cold crucible. Two-and three-dimensional hydrodynamic calculations of the melt flow, using two-equation turbulence models based on Reynolds Averaged Navier-Stokes approach, do not predict the large scale periodic flow instabilities obtained from the experimental data. That's why the Large Eddy Simulation (LES) numerical technique, which is considered to be some kind of compromise between the k-epsilon model with relative low mesh quality requirements and Direct Numerical Simulation (DNS) method based on non-averaged Navier-Stokes equations, was approved to be an alternative for the various k-epsilon model modifications. The results of the transient 3D LES simulation of the turbulent melt flow revealed the large scale periodic flow instabilities and the temperature distribution in the melt, which both are in good agreement with the expectations based on the data from the experiments. In order to investigate convective scalar transport mechanism in the considered flow the discrete particle tracing approach has been carried out. The studies, presented in this paper, content the numerical simulation of turbulent melt flow of experimental and industrial size induction furnaces and demonstrate the possibility of using the three-dimensional transient LES approach for successful simulation of heat and mass transfer processes in metallurgical applications.

PL

Pełna wiedza na temat wymiany ciepła i masy w trakcie topienia metali w piecach indukcyjnych jest niezbędna do uzyskania efektywności i niezawodnego przebiegu procesów topienia i odlewania metali. Analiza numeryczna i badania doświadczalne ruchu metalu w piecu indukcyjnym pokazują, że model ruchu metalu uwzględniający szereg wirów głównego przepływu oraz rozkład temperatury w w kąpieli metalowej są silnie uzależnione od oscylacji przepływu o małej częstotliwości. Badania doświadczalne i numeryczne turbulentnego ruchu metalu zostały przeprowadzone w różnych laboratoryjnych i przemysłowych piecach indukcyjnych takich jak: klasyczne piece indukcyjne tyglowe, piece indukcyjne z zimnym tyglem. Dwuwymiarowe i trójwymiarowe obliczenia hydrodynamiczne ruchu metalu uzyskane przy wykorzystaniu modelu turbulencji składającego się z dwóch równań opartych na zmodyfikowanej metodzie Naviera-Stokesa nie pozwalają przewidzieć dużych niestabilności przepływu uzyskiwanych podczas badań doświadczalnych. Z tego powodu technika numeryczna LES, która jest swego rodzaju kompromisem pomiędzy modelem k-epsilon ze stosunkowo niewielkimi wymaganiami co do gęstości siatki a modelem DNS opartym o równania Naviera- Stokesa została wykorzystana jako metoda alternatywna do obliczeń różnych modyfikacji modelu k-epsilon. Wyniki trójwymiarowej symulacji turbulentnego ruchu metalu uzyskane metoda LES ujawniają duże okresowe niestabilności przepływu. Pozwalają także wyznaczyć rozkład temperatury w metalu. W obu przypadkach osiągnięto zadowalającą zbieżność wyników obliczeń i pomiarów. Aby zbadać mechanizm transportu konwekcyjnego w rozpatrywanym przepływie wprowadzono metodykę trasy pojedynczej cząsteczki. Badania przedstawione w pracy obejmują symulację numeryczną na stanowiskach doświadczalnych i przemysłowych z piecami indukcyjnymi oraz pokazują możliwość wykorzystania metody LES do symulacji procesów wymiany ciepła i masy w zastosowaniach metalurgicznych.

10

Induction skull melting of oxides and glasses

Kudryash M., Behrens T., Nacke B.

Archives of Electrical Engineering

|

2005

|

Vol. 54, nr 4

417-423

EN

A multi-functional installation for induction skull melting of oxides is described. The installation allows realizing wide range of processes like synthesis of high purity oxide materials, single crystal growing, investigation of phase diagrams, melting of glasses and ceramics. Melting of low conductive oxide materials by high frequency electromagnetic field provides overheating the melt on 500 K and higher above the melting point with extremely low pollution of the material. A high frequency transistor generator accomplishes the installation. One inductor-crucible and two cold crucibles of various volumes were used for the research. Melting of zirconium oxide, single crystals growing stabilized zirconium oxide, melting of YBCO-based superconductor as well as a mix of zirconium and aluminium oxides have been carried out in the cold crucibles, while the inductor crucible was used for low temperature glass melting. Energy balance of melting process for different oxides and glasses is presented. Several ways how to start the melting process in cold crucible or inductor-crucible are described.

PL

W artykule opisano wieloczynnościową instalację do topienia indukcyjnego tlenków i szkła w piecu-wzbudniku. Instalacja pozwala realizować szeroką gamę procesów takich jak synteza wysokiej czystości tlenków metali, wzrost monokryształów, badanie wykresów fazowych, topienie szkła i ceramiki. Topienie nisko-przewodzących tlenków przy wykorzystaniu pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości prowadzi do nagrzania kąpieli do temperatury o 500 K powyżej temperatury topnienia przy niezmiernie małym zanieczyszczeniu materiału. Instalacja jest zasilana przy użyciu generatora tranzystorowego wielkiej częstotliwości. Do badań użyto jednego pieca-wzbudnika oraz dwóch pieców indukcyjnych z zimnym tyglem o różnych objętościach. Topienie tlenku cyrkonu, wzrost monokryształów stabilizowany tlenkiem cyrkonu, topienie nadprzewodników na bazie YBCO jak również mieszaniny tlenków cyrkonu i aluminium przeprowadzono w piecach z zimnym tyglem, podczas gdy piec-wzbudnik został użyty do topienia szkła. Przedstawiono bilans energetyczny procesu topienia tlenków oraz szkła. Opisano szereg sposobów rozpoczęcia procesu topienia w piecu z zimnym tyglem oraz w piecu-wzbudniku.

11

Próby plastometryczne stopu na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl

Kupka M.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

788-790

PL

Przedstawiono wyniki prób skręcania na gorąco stopu Fe40Al5Cr0,2Mo0,2Zr0,02B otrzymanego metodą indukcyjnego topienia. Próby prowadzono na plastometrze typu Sataram w zakresie temperatur 1123-1273 K, przy prędkościach odkształcania 0,06, 0,24, 0,48 i 2,42 s do -1, zbliżonych do stosowanych w procesach przeróbki plastycznej. Zaobserwowano zjawisko nadplastyczności w badanym stopie. Kształt uzyskanych krzywych płynięcia wskazywał na wystąpienie rekrystalizacji dynamicznej podczas nadplastycznego odkształcania. Potwierdziły to wyniki badań struktury stopu. Obserwowano również oznaki dynamicznego zdrowienia. Wyznaczona wartość energii aktywacji Q=343 kJ/mol potrzebnej do zapoczątkowania rekrystalizacji dynamicznej jest bliska do energii aktywacji dyfuzji aluminium w fazie FeAl. Na podstawie otrzymanych wyników należy stwierdzić, że odlany stop na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl może być przerabiany plastycznie na gorąco przez nadplastyczne kształtowanie.

EN

The results of hot torsion tests of the Fe-40Al-5Cr-0.2Mo-0.2Zr-0.02B alloy obtained by means of the inductive melting method, have been presented. Tests were carried out using a Sataram plastometer in the temperatures range of 1123-1237 K, under a deformation speed of 0.06, 0.24, 0.48 and 2.42 s to the -1 close to speed values applied in a plastic working. An effect of the superplasticity in the tested alloy was observed. A shape of obtained flow curves indicated an occurrence of the dynamic recrystallization during the superplastic deformation. It was also proved in the alloy structural investigations. Symptoms of a dynamic recovery were also observed. The evaluated value of the activation energy of Q=343 kJ/mol indispensable to the dynamic recrystallization initiation was close to the activation energy of an aluminium diffusion in the FeAl phase. On the ground of obtained results it has been found that the tested alloy based on the intermetallic phase FeAl can be hot-worked applying a superplastic forming.

12

Podział mocy w procesie jednoczesnego topienia i przetrzymywania wsadu

Claisse C., Wątróbski K.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 44

389--404

PL

Na świecie znajduje się w eksploatacji wiele instalacji do indukcyjnego topienia i przetrzymywania metalu. Podział czasu (Timeshare) i podział mocy (Powershare) obie koncepcje zostały wdrożone w latach dziewięćdziesiątych. Posiadają one określone zalety szczególnie gdy wymagana jest elastyczność przy ciągłym lub półciągłym zaopatrywaniu w ciekły metal. Bardzo ważnym jest żeby urządzenia do topienia indukcyjnego były dokładnie dobrane pod względem zapotrzebowania odlewni na metal. Dlatego też zrozumienie zasad działania różnych systemów topienia jest ważne. [...]

EN

There are a number of operational approaches to batch induction melting (and holding). Timeshare and Powershare are both concepts that have been introduced during the 1990’s. These do offer certain advantages particularly where flexibility or a continuous or semi-continuous supply of molten metal is needed. It is very important that induction-melting equipment is properly matched to the metal requirements of the foundry. An understanding of the characteristics of different melting systems is therefore very important. The purpose of this presentation is first to review earlier operational approaches, highlighting their principal characteristics and to then review the Timeshare and Powershare types of induction furnaces systems. With Timeshare a single induction power source is used to deliver power on a time cycle basis to two or more furnaces. Control is achieved using a PLC System. This system is considered as an improvement on the Butterfly Melter. It reduces operator intervention, assisting with accurate temperature control. With Powershare a single induction power source is used to deliver power simultaneously to a number of furnaces. This is an extremely flexible melting (and holding) system.