1.
Baitiang, Chinnadit¹; Krüger, Mathias²; Piesker, Sven²; H. Williams-Boock, Bernd²; Weiß, Konrad¹; Volk, Wolfram³¹ RWP. Gesellschaft beratender Ingenieure für Berechnung und rechnergestützte Simulation m.b.H., Nemčija
² Ortrander Eisenhütte GmbH, Nemčija
³Katedra za preoblikovanje in litje kovin, Tehnična univerza v Münchnu, Nemčija
NAPOVEDOVANJE MEHANSKIH LASTNOSTI LITOŽELEZNEGA DELA IN ANALIZA NAPAK MED LITJEM Z UPORABO PROIZVODNIH PODATKOV IZ AVTOMATSKE LIVARNE S PEŠČENIMI FORMAMI

2.
Zovko Brodarac¹, A. Mahmutović², S. Zeljko³, L. Zeljko¹¹Univerza v Zagrebu, Metalurška fakulteta (HR)
²TC Livarstvo d.o.o., (SI)
³Plamen d.o.o. (HR)
NUMERIČNE SIMULACIJE ZA OPTIMIZACIJO TANKOSTENSKEGA ULITKA EN-GJL-200

3.
Ferčec¹, A. Slana¹, A. Šibila¹¹TALUM d.d. Kidričevo, Tovarniška cesta 10, 2325 Kidričevo (Sl)
KARAKTERIZACIJA NAPAK V ULITKIH IZ ALUMINIJA, PROIZVEDENIH Z NAGIBNIM GRAVITACIJSKIM LITJEM, V POVEZAVI S PROCESNIMI PARAMETRI

4.
Peter Kirbiš^1,2, Ivan Anžel², Mihael Brunčko¹¹SIJ Metal Ravne d.o.o. (SI)
²Univerza v Mariboru, fakulteta za strojništvo (SI)
KONTINUIRNO LITJE VISOKOOGLJIČNEGA NANOSTRUKTURNEGA BAINITNEGA JEKLA

NAPOVEDOVANJE MEHANSKIH LASTNOSTI LITOŽELEZNEGA DELA IN ANALIZA NAPAK MED LITJEM Z UPORABO PROIZVODNIH PODATKOV IZ AVTOMATSKE LIVARNE S PEŠČENIMI FORMAMI

Povzetek

Zmanjšanje količine odpadkov je eden najpomembnejših ciljev livarn, ki vodi do višjega dobička. Vendar pa je pri večini livarn izmet mogoče zaznati šele na koncu proizvodne linije, kar je nekaj ur prepozno, da bi popravili proces. Za livarne bi bilo zaželeno omogočiti zgodnejše odkrivanje izmeta in izvajati popravke procesa, če bi bilo mogoče napovedati lastnosti in kakovost litih delov na podlagi vdelanih procesnih podatkov. V ta namen smo uvedli inovativne metode za napovedovanje kakovosti in lastnosti litoželeznega dela ter ugotavljanje vzrokov za izmet na podlagi proizvodnih podatkov (brez specifične sledljivosti dela) za livarne z avtomatskim postopkom izdelave peščenih form (Disamatic). Najprej so bili izdelani modeli specifičnih geometrij za napovedovanje mehanskih lastnosti (trdota in natezna trdnost) na podlagi kemične sestave taline. Uporabili smo dve različni metodi modeliranja, tj. večkratno linearno regresijo (MLR) in umetno nevronsko mrežo (ANN). Modele smo ovrednotili s primerjavo izmerjenih in napovedanih podatkov s pomočjo grafikonov in povprečne absolutne napake. S primerjalno študijo vdelanih parametrov med dobrimi proizvodnimi serijami in izmetom smo določili relevantne parametre in njihove ustrezne delovne meje. Posledično tako model MLR kot ANN kažeta dobro natančnost napovedovanja trdote (ki je pri modelu MLR malce boljša). Ugotovljeno je bilo, da so vzroki za večino izmeta nestabilna vlaga in temperatura recikliranega peska, vsebnost gline in vode v materialu forme. Ustrezne delovne meje za te parametre smo določili z opazovanjem vrednosti parametrov v dobih proizvodnih serijah. Z našimi modeli in mejami lahko livarna z opazovanjem vdelanih parametrov predvidi lastnosti delov in zazna morebiten izmet vsaj eno uro vnaprej. Tako lahko zmanjša izmet, kar vodi v večji prihranek stroškov v livarni.

Ključne besede: lito železo, Disamatic, mehanske lastnosti, večkratna linearna regresija, umetna nevronska mreža, napake med litjem

Zovko Brodarac¹, A. Mahmutović², S. Zeljko³, L. Zeljko¹¹Univerza v Zagrebu, Metalurška fakulteta (HR)
²TC Livarstvo d.o.o., (SI)
³Plamen d.o.o. (HR)

NUMERIČNE SIMULACIJE ZA OPTIMIZACIJO TANKOSTENSKEGA ULITKA EN-GJL-200

Povzetek

Uvedba novih strategij in konceptov, kot so »ulitki skoraj končne oblike« in »takoj v prvem poskusu,« je danes ključnega pomena za livarsko proizvodnjo. Visok izkoristek materialov pri kar najmanjšem številu formarskih opravil in izogibanje napakam sta glavna cilja proizvajalcev ulitkov. Zato predstavljajo numerične simulacije kot del tehnologij CAD/CAE nepogrešljivo orodje za zagotavljanje konkurenčnosti na globalnem trgutehnologij CAD/CAE nepogrešljivo orodje za zagotavljanje konkurenčnosti na globalnem trgu.

pogrešljivo orodje za zagotavljanje konkurenčnosti na globalnem trgu. Numerična simulacija litja in strjevanja predstavlja opis fizičnega pojava na podlagi matematičnega modela. Uporaba računalniških numeričnih simulacij, ki temeljijo na kompleksnih in celovitih matematičnih modelih, kot je Fourierov zakon, se pogosto uporablja pri ocenjevanju termičnih procesov v livarstvu. Numerična simulacija omogoča analogno prikazovanje metalurških procesov z izračunavanjem in grafično dispozicijo procesov od litja pa vse do končnega strjevanja ulitka. Postopek strjevanja je izredno kompleksen proces, razumevanje katerega predvideva obsežno poznavanje vedenja in interakcij materialov in tehnologij. Kompleksnost kovinskih ulitkov sestavljajo interakcije elementov in masni prenos med strjevanjem ter tehnološki razvoj, vključno s prenosom toplote. Najkoristnejša numerična metoda je metoda končnih razlik, in sicer zaradi njene enostavnosti, vendar pa je metoda končnih elementov natančnejša in ni povezana z omejitvami v smislu kompleksnosti geometrijskih oblik

Ta raziskava se je osredotočala na optimizacijo litja in strjevanja tankostenskih ulitkov EN-GJL-200 s pomočjo numerične simulacije. Kompleksna geometrija tankostenskega ulitka predstavlja izziv zaradi skorjastih delov in upogibanja ulitka pod obremenitvijo v trenutni tehnološki konfiguraciji. Optimizacija numerične simulacije razkriva spremembe tehnoloških parametrov pri ulivnih sistemih, prezračevalnih sistemih in podpornih sistemih. Optimizacija omogoča tudi polnjenje ulitkov z namenom preprečitve izdatne toplotne preobremenitve in posledično obremenitve konkretnih delov ulitka.

Ključne besede: numerična simulacija, EN-GJL-200, tankostenski ulitek, strjevanje

3.
Ferčec¹, A. Slana¹, A. Šibila¹¹TALUM d.d. Kidričevo, Tovarniška cesta 10, 2325 Kidričevo (Sl)

KARAKTERIZACIJA NAPAK V ULITKIH IZ ALUMINIJA, PROIZVEDENIH Z NAGIBNIM GRAVITACIJSKIM LITJEM, V POVEZAVI S PROCESNIMI PARAMETRI

Povzetek

V procesu proizvodnje ulitkov iz aluminija se velikokrat soočimo z napakami, ki jih zaznamo, ko so ulitki že sestavljeni oziroma tik pred uporabo. Med napake sodi tudi netesnost. Ta napaka plinu ali tekočini omogoča, da preide skozi stene ulitkov, zato je za nekatere ulitke ključna karakteristika tesnost. Med takšne ulitke sodijo ohišja, pokrovi itd. Za doseganje stabilnega proizvodnega procesa in razumevanje osnovnega vzroka napak je treba izvesti raziskave oziroma karakterizacijo napak z računalniško tomografijo, optično mikroskopijo in vrstično elektronsko mikroskopijo. V članku je predstavljena sistematična raziskava netesnih kosov, ulitih s postopkom nagibnega gravitacijskega litja, za določitev vzroka za netesnost. Vzrok za netesnost smo želeli povezati s procesnimi parametri, ki povzročijo napako, ki vodi do netesnosti. V raziskavi smo ugotovili, da sta glavna vzroka za netesnost kosov, ulitih z nagibnim gravitacijskim litjem, vključki oziroma oksidne kožice in krčilna poroznost. Pri nastanku krčilne poroznosti smo se osredotočili na vpliv temperature orodja. Meritve temperature orodja smo opravili s termično kamero. Za določitev vpliva temperature orodja na strjevanje ulitka smo izvedli simulacijo litja.

Ključne besede: nagibno gravitacijsko litje, napake v ulitkih, procesni parametri

4.
Peter Kirbiš^1,2, Ivan Anžel², Mihael Brunčko¹¹SIJ Metal Ravne d.o.o. (SI)
²Univerza v Mariboru, fakulteta za strojništvo (SI)

KONTINUIRNO LITJE VISOKOOGLJIČNEGA NANOSTRUKTURNEGA BAINITNEGA JEKLA

Povzetek

V prispevku smo obravnavali strjevanje in razvoj mikrostrukture med navpičnim kontinuirnim litjem v laboratorijskem okolju. Izbrana zlitina je visokoogljično nanostrukturno bainitno jeklo s kemijsko sestavo (0,7C-5,5Mn-1Cr-1,5Al-0,6Mo).

o s kemijsko sestavo (0,7C-5,5Mn-1Cr-1,5Al-0,6Mo). Nanostrukturna bainitna jekla dosegajo izjemne kombinacije mehanskih lastnosti, ki hkrati povezujejo visoko trdnost in žilavost. To omogoča izjemno fina mikrostruktura, kjer znaša debelina plošč bainitnega ferita zgolj okrog 10 nm. Fina mikrostruktura se doseže z baininto transformacijo jekla pri zelo nizkih temperaturah od 200 °C pa vse do sobne temperature. Da bi zagotovili tako nizke transformacijske temperature, je treba znižati temperaturo začetka tvorbe martenzita Ms pod sobno raven. Posledično imajo ta jekla visoko vsebnost ogljika in so hkrati legirana z Mn, Cr, Ni in Mo. Dodatno se za zakasnitev oz. zavrtje izločanja karbidov tem jeklom posamezno ali v kombinaciji dodajajo visoke količine Si in Al. Zaradi kompleksne kemijske sestave predstavljajo ta jekla tehnološki izziv za izdelavo s tehnologijo kontinuirnega litja.

Trenutna preiskava je pokazala, da je novo razvito jeklo primerno za izdelavo s kontinuirnim litjem, kadar je mogoče zagotoviti stabilne razmere strjevanja.

Ključe besede: nanostrukturno bainitno jeklo, kontinuirno litje, segregacije