Ulitek:
U7 Temperatura
litja:
1581℃
Rezultat posnetka termokamere je prikazan na sliki 44. Razberemo lahko temperaturo taline jekla za drugo serijo ulivanja.
29 Slika 44: Posnetki termokamere v drugi seriji ulivanja, ki prikazujejo proces ulivanja z ustreznimi
temperaturami
4.2 OHLAJEVALNE KRIVULJE
Podatke meritev temperature v odvisnosti od časa smo obdelali v programu Origin 2016 in izrisali ohlajevalne krivulje. Iz krivulj lahko vidimo potek strjevanja jekla v merilni celici. V prvi seriji ulivanja je uspela le druga meritev (SP), v drugi seriji pa prva (SP). Ostale meritve niso bile primerne za obdelavo. Vzroki za neuspešne meritve enostavne termične analize so v zaščiti termoelemnta, ki mora biti boljša.
4.2.1. Prva serija ulivanja
Na sliki 45 je prikazana ohlajevalna krivulja vzorca U2, kjer smo uporabljali starejši premaz.
Iz grafa je razvidno, da se je temperatura najprej znižala, in sicer zaradi podhladitve. Ko je bil dosežen začetek strjevanja (1416,9 ºC), se je krivulja obrnila navzgor in začela naraščati. To se je odvijalo vse do temperature TL/MAX = 1420,7 ºC, ko se je krivulja ponovno obrnila navzdol do TS =1400,4 ºC, kjer se strjevanje konča.
Likvidus rekalescenca znaša:
∆TR = TL/MAX – TL/MIN =1420,7 ℃-1416,9 ℃ = 3,8 ℃
Podhladitev je razlika med ravnotežno in dejansko temperaturo kristalizacije. Pove nam, kako intenzivno poteka kristalizacija v podhlajeni talini.
30 Izračun temperature podhladitve:
TP = TL -TL/MIN = 1581,96℃ -1416,9℃ = 165,01℃
TL jeravnotežna likvidus temperatura, ki smo jo izračunali z pomočjo programa ThermoCalca (ravnotežni potek strjevanja).
Slika 45: Ohlajevalna krivulja vzorca U2
4.2.2. Druga serija ulivanja
Tudi pri drugem ulivanju smo se poslužili obeh, starejšega in novejšega premaza, ena celica je bila nepremazana.
Izrisali smo lahko le eno ohlajevalno krivuljo ter na njej določili livno temperaturo in temperaturo solidus. Na sliki 46 je ohlajevalna krivulja vzorca U5 s SP. Iz grafa je razvidno, da se je temperatura najprej znižala toda zaradi slabe zaščite termoelementov ni bilo možno izrisati ustreznega grafa. T? je prva najvišja zabeležena temperatura (1446,4 ºC), saj TL ni bila zaznana. Naslednja temperatura, ki smo jo lahko zaznalo je Ts (1369,7 ºC), kjer se je potek strjevanja zaključil.
31
Slika 46: Ohlajevalna krivulja U6
Zaradi prenizke livne temperature na krivulji ni zaznane likvidus temperature in zato ni bilo mogoče izračunati podhladitve in rekalescence.
T?= 1446,4℃
32
5. ZAKLJUČKI
V okviru diplomskega dela smo v sodelovanju s podjetjem Exoterm-it preučevali vpliv sol-gel komponente v vodnem premazu s cirkonskim polnilom (Aquadur ZP). Znano je, da sol znatno vpliva na izboljšanje površine ulitka.
Izvedli smo vizualno analizo površine ulitkov ter ugotavljali, koliko peska se je pripeklo na površino ulitkov. Ulivanje je potekalo v dveh serijah. V prvi seriji smo "pripečeni" pesek opazili na površini vzorcev U2 in U3, ta se je na vzorcih nahajal le v majhnih količinah. Notranjost croning merilne celice je bila v primeru U2 premazana s SP in v primeru U3 z NP. V drugi seriji ulivanja je "pripečeni" pesek ostal prilepljen na površino vzorcev U6 in U7. Notranjost merilne celice je bila pri U6 premazana z NP, pri vzorcu U7 pa notranjosti celice nismo premazali.
Meritve so pokazale, da se je premaz učinkovit v prepečevanju reakcije med formo in talino, ter da je pripomogel k zmanjšanju "pripečenega" peska na vzorcih ulitkov.
Pri analiziranju ulitkov smo gledali predvsem na to, kakšne površinske napake so se pojavile na ulitku. Ko smo talino ulivali v merilne celice, se je na ulitkih videla velika razlika med premazanimi in nepremazano merilno celico. Površine ulitkov pri uporabi premaza so boljše, in imajo manj napak zaradi "pripečenega" peska, kot v primeru, ko premaza nismo uporabili.
Premazi so narejeni na vodni osnovi, zato so okolju bolj prijazni od tistih na bazi alkohola. Smo pa za sušenje premaza zato potrebovali več časa. Ugotovili smo tudi, da premaz ni reagiral s formo ali z ulitkom in je zagotavljal kemično in termično obstojnost.
Meritve enostavne termične analize so težavne zaradi visoke livne temperature. Za zanesljivost meritev je potrebno bol učinkovito zaščititi termoelemnt in zagotoviti dovolj visoko temperaturo litja. Potek ohlajevalnih krivulj kaže, da dodatek sol-gel komponente ne vpliva bistveno na potek strjevanja jekla AISI 316.
33
6. VIRI IN LITERATURA
[1] PIERRE, A. C. Introduction to Sol-Gel Processing. New York : Springer Nature, 1998, 394 str.
[2]NWAOGU, U. C., TIEDJE, N. S. New Sol-Gel Coatings to Improve Casting Quality.
Danska : DTU Mechanical Engineering, 2011, 344 str.
[3] ZARZYCKI, J. Past and Present of Sol-Gel Science and Technoogy. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 1997, vol. 8, iss. 1-3, str. 17-22.
[4] CORRIU, R., ANH, N. T. Molecular Chemistry of Sol- Gel Derived Nanomaterials. New York : Wiley, 2009, 208 str.
[5] SCHUBERT, U., HÜSING, N. Synthesis of Inorganic Materials. Weinhein : Wiley, 2005, 429 str.
[6]BROWN, J. R. Foseco Ferrous Foundryman’s Handbook. Oxford : Pergamon Press 2000, 384 str.
[7] TRBIŽAN, M. Livarstvo : interna skripta. Ljubljana : Naravoslovnotehnična fakulteta, Oddelek za materiale in metalurgijo, 1983, 278 str.
[8] Digit Panda - Casting & forging industry : new opportunities from manufacturer : growth rate [online]. Digit Panda, 2020, [citirano 1. 8. 2021]. Dostopno na svetovnem spletu:
<https://thedigitpanda.com/casting-forging-industrynew-opportunities-from-manufacturergrowth-rate/>.
[9] NWAOGU, U., SKAT TIEDJE, N. Foundry Coating Technology : A review. Materials Sciences and Applications, 2011, vol. 2, iss. 8, str. 1143-1160.
[10] TERMIT d.d. – Podatki o premazih [online]. TERMIT d.d., 2018, [citirano 1.8.2021].
Dostopno na svetovnem spletu: <https://www.termit.si/premazi/>.
[11] Aremco – High Temperature Refractory Coatings [online]. Aremco, 2021,
[citirano 1.8.2021]. Dostopno na svetovnem spletu: <https://www.aremco.com/high-temp-refractory-coatings/>.
[12] B2B Portal For Technical And Commercial Foundry Management – Added value with optimised cleaning processe [online]. Foundry – Planet.com, 2021, [citirano 1. 8. 2021].
Dostopno na svetovnem spletu: <https://www.foundry-planet.com/d/added-value-with-optimised-cleaning-processes/>.
[13] Dip coating process – Dip coating [online]. Nadetech Innovations, 2017, [citirano 1.8.2021]. Dostopno na svetovnem spletu: <https://www.alibaba.com/product-detail/paint-for-lost-foam-casting-process_60679017159.html/>.
[14] ŽBONTAR, M. Toplotna in kemijska obstojnost SOL-GEL premaza s cirkonskim polnilom : magistrsko delo. Ljubljana, 2018, 68 str.