Oceniono mikrogeometrię powierzchni wielowarstwowych form ceramicznych wytworzonych metodą wytapianych modeli. Uwzględniono wpływ zjawisk kapilarnych na granicy faz ciekłej mieszanki ceramicznej i powierzchni modelu wytapianego na tworzenie mikrogeometrii powierzchni formy ceramicznej i ciągłości jej struktury. Oceniono również mikrogeometrię formy ceramicznej pod względem jej przydatności do wykonania odlewów z AlSi i stopów miedzi.
EN
Evaluation of surface microgeometry of multilayer ceramic moulds obtained in casting process, has been presented. Influence of capillary phenomena at phase boundary of liquid ceramic slurry and expendable pattern on formation of ceramic mould surface microgeometry and continuity of its microstructure has been also considered. Evaluation of microgeometry of ceramic mould in respect of using it for AlSi and Cu castings is also presented.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article describes the development of a procedure for the preparation of foundry ceramic moulds and making first test castings. The presented studies included: - development of technological parameters of the ceramic mould preparation process using water-based zirconium binders and zirconia ceramic materials, where moulds are next used for the centrifugal casting of titanium alloys melted in vacuum furnaces, - designing of pouring process using simulation software, - making test castings, - testing and control of the casting properties. The technological process described in this paper enables making castings in titanium alloys weighing up to about 500 g and used in the majority of technical applications.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This work deals with mechanical properties of thin-walled ceramic moulds for investment casting at the dewaxing stage. The main purpose of this work has been increasing their bending strength, expressed by the modulus of rupture (MOR), and determining their corresponding work of fracture, characterised by the fracture index (FI). An essence of the concept is applying aluminosilicate materials in the fibrous form along with grain silica materials as the reinforcing material for the thin-walled mould matrix.
Praca dotyczy badań właściwości wytrzymałościowych i porowatości dwóch rodzajów form ceramicznych stosowanych w procesie odlewania precyzyjnego łopatek turbin silników odlewniczych metodą Bridgmana (opartych na tlenku glinu i mulicie). Wyznaczono objętość względną porów, %, rozkład wielkości porów i średnią średnicę porów, ?m, gęstość materiału formy, g/cm3, wytrzymałość na zginanie, MPa, oraz moduł Younga, MPa, i moduł Weibulla. Badaniom poddano formy ceramiczne w trzech stanach: po usunięciu wosku (w stanie "surowym", T = 25°C) oraz po obróbce cieplnej w temperaturze 700°C i 1500°C.
EN
The study of porosity and strength of two types of ceramic shells: (a) based on alumina and (b) on mullit was carried out. Weibull distribution was used to describe the statistical strength of the ceramic shells for Bridgman investment casting process. The porosity and average pore diameter were measured. Shells were tested: at green state, after burn-out at 700°C and after firing at 1500°C. It has been found that data obtained from the porosity examinations are in good agreement with strength results (average bending strength and Young modulus).
Production technology of nwestment casting involves transmitting the elements of shape, dimensions and properties by filling in the appropriate liquid metal ceramic forms reproduced by a model made of wax removed by melting it. The manufacturing process of inwestment casting in the lost wax technology consists of a number of technological operations: preparing of wax models and their assembling in the model units, the preparation of ceramic mixture, successive layers of debris, wax melting in an autoclave, drying the samples at 100 °C, heating the samples at temperatures ranging from 400 to 700 °C. So far, the technology was based on the use of ceramic mixture, which the bond was hydrolysed ethyl silicate. Currently, due to environmental protection and improvement of working conditions, more and more binders with alcohol is replaced with an aqueous solution of colloidal silica. In the study, to create the individual layers a ceramic form, used regenerated ceramic mixture derived from foundry and green ingredients. The regeneration time was respectively 5 and 15 minutes. Used ceramic moulds after mechanical reclamation was given to sieve analysis to determine the grain size (di). Grain sizes 0.2, 0.4 and 0.63 mm were used for the coating of ceramic moulds. The paper presents results of research aimed at the determination of the relationship between tensile wet strength and grain size of ceramic mould: Rm = f[dL). Tests were conducted on cylindrical samples, which deposited the layers of reclaimed ceramic material.
PL
Technologia wytwarzania precyzyjnych odlewów polega na nadawaniu elementom kształtu, wymiarów i odpowiednich własności poprzez wypełnienie ciekłym metalem formy ceramicznej odtworzonej przez model wykonany z wosku, usuwany z niej metodą wytapiania. Proces wytwarzania odlewów precyzyjnych w technologii wytapianych modeli składa się z szeregu operacji technologicznych obejmujących: wykonanie modeli woskowych i ich łączenie w zespoły modelowe, przygotowanie masy ceramicznej, nanoszenie kolejnych warstw, wytopienie wosku w autoklawie, suszenie próbek w temperaturze 100 °C, wygrzewanie próbek w zakresie temperatury od 400 do 700 °C. Dotychczasowa technologia oparta była na stosowaniu mas ceramicznych, w których spoiwem był zhydrolizowany krzemian etylu. Aktualnie, ze względu na ochronę środowiska i poprawę warunków pracy, coraz częściej spoiwo z alkoholem zastępowane jest wodnym roztworem krzemionki koloidalnej. W badaniach do tworzenia warstw formy ceramicznej stosowano osnowy pochodzące ze zużytych form z odlewni precyzyjnej poddanych regeneracji oraz osnowę świeżą. Czas regeneracji wynosił odpowiednio 5 i 15 minut. Masę po regeneracji mechanicznej poddano analizie sitowej w celu określenia wielkości ziarna dL. Ziarna o wielkości 0,2; 0,4 i 0,63 mm użyto do wykonywania warstw form ceramicznych. W artykule przedstawiono wyniki badań ukierunkowanych na wyznaczeniu zależności pomiędzy wytrzymałością na rozciąganie w stanie na wilgotno i wielkością ziarna osnowy formy ceramicznej: Rm =f(dL). Badania zostały przeprowadzone na próbkach w kształcie walca o powierzchni dzielonej, na które nanoszono warstwy z wykorzystaniem osnowy pochodzącej z regeneracji, jak również ze świeżej osnowy.
Ceramic moulds applied in the investment casting technology are multilayer structures, built in an alternating process of depositing and drying of successive layers. Each individual layer is formed from a fluid (liquid) ceramic moulding sand and a grain matrix. In the current, environmentally technology fluid ceramic sands based on ethyl silicate are being substituted by ceramic sands containing colloidal silica as a binder. The ability and rates of drying and hardening of these new colloidal (water) ceramic moulding sands are quite different than of the ones which have a binder dissolved in alcohol. The kinetics of the process based on new binders is not well known. The technological principle requires that the successive layer deposition is done only when the one deposited previously is already sufficiently dry. Investigations of the possibility of application of some methods including: ultrasound, resistance and weigh method are presented in the paper. Advantages and disadvantages of each method are indicated as well as the assessment of their practical suitability is perfomed.
PL
Formy ceramiczne stosowane w technologii wytapianych modeli są konstrukcjami wielowarstwowymi, tworzonymi w przemiennym procesie nanoszenia i suszenia kolejnych warstw. Każda pojedyncza warstwa formy tworzona jest z ciekłej masy ceramicznej i osnowy ziarnowej. W aktualnej, proekologicznej technologii zastępuje się ciekłe masy ceramiczne oparte na krzemianie etylu masami ceramicznymi zawierającymi krzemionkę koloidalną jako spoiwo. Zdolność i szybkość wysychania i utwardzania nowych, koloidalnych (wodnych) mas ceramicznych jest zdecydowanie inna od mas ze spoiwem rozpuszczanym w alkoholu. Kinetyka procesu opartego na nowych spoiwach jest stosunkowo słabo poznana. Zasadą technologiczną jest, aby kolejną warstwę nanosić dopiero wtedy, gdy wcześniej naniesiona wyschła w dostatecznym stopniu. W pracy prezentowane są badania nad możliwością zastosowania kilku metod w tym: metody ultradźwiękowej, opornościowej i wagowej. Wykazano zalety i wady każdej z nich jak również dokonano oceny ich praktycznej przydatności.
This article investigates possible use of waste gypsum (synthetic), recovered via flue-gas desulfurization from coal-fired electric power plants, in foundries. Energy sector, which in Eastern Europe is mostly composed from coal-fired electric power plants, is one of the largest producers of sulfur dioxide (SO2). In order to protect the environment and reduce the amount of pollution flue-gas desulfurization (FGD) is used to remove SO2 from exhaust flue gases of fossil-fuel power plants. As a result of this process gypsum waste is produced that can be used in practical applications. Strength and permeability tests have been made and also in-depth analysis of energy consumption of production process to investigate ways of preparing the synthetic gypsum for casting moulds application. This paper also assesses the chemical composition, strength and permeability of moulds made with synthetic gypsum, in comparison with moulds made with traditional GoldStar XL gypsum and with ceramic moulds. Moreover examination of structure of synthetic gypsum, the investigations on derivatograph and calculations of energy consumption during production process of synthetic gypsum in wet flue-gas desulfurization were made. After analysis of gathered data it's possible to conclude that synthetic gypsum can be used as a material for casting mould. There is no significant decrease in key properties, and on the other hand there is many additional benefits including low energy consumption, decreased cost, and decreased environmental impact.
W drugiej części artykułu przypomniano założenia gry dwuosobowej, wskazujące na konflikt interesów gracza A (prowadzącego produkcję odlewów w formach ceramicznych) z graczem B, będącym Naturą. Jest to postać normalna gry, kiedy gracze stosują tzw. "czyste strategie". W tej grze w wyniku każdego rozstrzygnięcia, każdy z graczy może jedynie tyle zyskać, ile drugi straci. Jednak konflikt interesów może prowadzić czasem do sytuacji, kiedy uczestnicy gry liczą na wyższe korzyści np. w rokowaniach handlowych, wówczas stosują strategie mieszane zamiast strategii "czystych".
EN
In the second part of the article the two-person game principles were reminded, showing the conflict of the player A (producing castings in ceramic moulds) with the player B, i.e. the nature. This is the normal game's form, when the players are using the so called "pure strategies". In this game each player can achieve only so much as the another can lose. The business conflict can sometimes conduct, however, to the situation when the game participants count on the higher profits, e.g. in the trade negotiations; in such conditions they are using the mixed strategies instead of the "pure" ones.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The influence of mould insulation on the microstructure of the nickel-based superalloy - Inconel 713 C, used in gas turbinę blades, was investigated. Turbinę blade castings were madę in industrial conditions. Three varieties of moulds insulation were used. Based on macroscope, fluorescence (surface defects) and radiographic investigations (internal defects) the quality of the castings was estimated. For selected castings light microscopy observations of cross sections of blades were carried out, as well. The average size and morphology of grains were estimated. It has been found, that the kind of the mould insulation influences the ąuality of castings and should be adjusted to the type of blade.
PL
W pracy ustalono wpływ ocieplenia formy na mikrostrukturę odlewów łopatek turbiny ze stopu Inconel 713C. Wykonano w warunkach przemysłowych odlewy łopatek o szerokości pióra 22 i 30 mm oraz jego długości 50 mm. Stosowano trzy rodzaje ocieplenia form ceramicznych. Jakość odlewów określono na podstawie badań makroskopowych, fluorescencyjnych (wady powierzchniowe) i rentgenowskich (wady wewnętrzne). Dla wybranego odlewu łopatki wykonano badania mikroskopowe. Określono średnią średnicę ziaren i ich rozmieszczenie na przekroju odlewu łopatki. Stwierdzono wpływ sposobu ocieplenia formy na mikrostrukturę pióra łopatek wykonanych ze stopu Inconel 713C. Wyniki badań stanowią podstawę dla dalszych prac dotyczących wpływu ocieplenia form na jakość odlewów łopatek turbin.
Przedstawiono analizę możliwości wykorzystania w odlewnictwie gipsu odpadowego (syntetycznego) uzyskiwanego w procesie odsiarczania spalin w energetyce. Energetyka jest jednym z największych producentem SO2. W celu ochrony środowiska i obniżenia ilości zanieczyszczeń stosuje się odsiarczanie spalin metodą mokrą. W wyniku tego procesu powstaje gips odpadowy, który może być stosowany w praktyce. Przeprowadzono badania, w wyniku których określono sposoby przygotowania tego gipsu do wykonywania form odlewniczych. W artykule oceniono skład chemiczny, wytrzymałość i przepuszczalność form z uzyskanego gipsu syntetycznego, porównano je z właściwościami gipsu odlewniczego GoldStar XL oraz właściwościami form ceramicznych. Zbadano strukturę gipsów, wykonano badania na derywatografie oraz określono energochłonność procesu wytwarzania gipsu odpadowego w instalacji mokrego odsiarczania. Po analizie zebranych danych można stwierdzić, że gips syntetyczny może być używany jako materiał na formy odlewnicze. Nie obserwuje się znaczącego spadku najważniejszych właściwości, a z drugiej strony istnieje wiele dodatkowych korzyści, w tym niskie zużycie energii, obniżenie kosztów i zmniejszenie wpływu na środowisko.
EN
This article investigates possible use of waste gypsum (synthetic), recovered via flue-gas desulfurization from coal-fired electric power plants, in foundries. Energy sector, which in Eastern Europe is mostly composed from coal-fired electric power plants, is one of the largest producers of sulfur dioxide (SO2). In order to protect the environment and reduce the amount of pollution flue-gas desulfurization (FGD) is used to remove SO2 from exhaust flue gases of fossil-fuel power plants. As a result of this process gypsum waste is produced that can be used in practical applications. Strength and permeability tests have been made and also in-depth analysis of energy consumption of production process to investigate ways of preparing the synthetic gypsum for casting moulds application. This paper also assesses the chemical composition, strength and permeability of moulds made with synthetic gypsum, in comparison with moulds made with traditional GoldStar XL gypsum and with ceramic molds. Moreover examination of structure of synthetic gypsum, the investigations on derivatograph and calculations of energy consumption during production process of synthetic gypsum in wet flue-gas desulfurization were made.
Shape accuracy analysis of aluminum alloy castings was made in function of ceramic mould properties. Taken it to account was anisotropy of those properties, including influence of ceramic mould properties on the porosity of castings. Ceramic moulds strains, which occur in sintering phase, were evaluated with taking into account the design and production process.
The investigation results of the kinetics of binding ceramic moulds, in dependence on the solid phase content in the liquid ceramic slurries being 67, 68 and 69% - respectively, made on the basis of the aqueous binding agents Ludox AM and SK. The ultrasonic method was used for assessing the kinetics of strengthening of the multilayer ceramic mould. Due to this method, it is possible to determine the ceramic mould strength at individual stages of its production. Currently self-supporting moulds, which must have the relevant strength during pouring with liquid metal, are mainly produced. A few various factors influence this mould strength. One of them is the ceramic slurry viscosity, which influences a thickness of individual layers deposited on the wax model in the investment casting technology. Depositing of layers causes increasing the total mould thickness. Therefore, it is important to determine the drying time of each deposited layer in order to prevent the mould cracking due to insufficient drying of layers and thus the weakening of the multilayer mould structure.
The authors have made an attempt to enrich the knowledge about the influence of wax pattern washing process and its influence on the quality of the shell prime coat. Two types of wax were investigated: A7Fr/60 and KC2690. A7Fr60 is used for pattern fabrication, while KC2690 is typical sprue wax. The goal of work was to establish wax solubility accuracy in Trisol 60 Plus and Houghto Clean 530 versus time and influence of dipping time to wax samples surface quality. Additionally, after exposition of wax samples, their surface morphology was characterized with the use of laser profilometry and surface roughness measurement. The quality of formed prime coat was established by X-ray tomography. The measurement of wetting angle of the wax by binder was conducted. The results have shown that the main factor which influences the quality of the prime coat is surface wettability rather than wax surface roughness.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.