187809. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium és alumíniumötvözetek optimális paraméterekkel történő öntésére
1 187.809 2 vagy az öntési sebesség növelésével érhetjük el (1. 2b egyenlet). A jelen esetben az öntési sebesség növelésétől el kellett tekintenünk, mert ez ugyan a kétfázisú zóna vastagságát csökkenti, növeli azonban az öntött tuskók szerkezeti inhomogenitását és a kialakuló feszültségeket is. Ezért az öntési sebességet még csökkentettük is egy kis mértékben, növeltük viszont az öntés hőmérsékletét. Minthogy a kemence hőmérséklete 850 °C volt, a kokillába jutás során fellépő hülést is figyelembe véve 820 *C- ot állapítottunk meg öntési hőmérsékletként. így a választott öntési paraméterek a következők voltak: Tö - 820 °C W - 0,080 m/perc Tœ - 20 *C R 0,077 m A számított dimenzió nélküli jellemzők a következők voltak: S - 1,232 P - 2,242 B - 28,52 Az így kapott jellemző számokat figyelembe véve a hütött kokillamagasság az (1) és (2b) összefüggésekből Z + AZ = 33,2 mm Ezt a hűtött kokillamagasságot beállítva és a kiszámolt paramétereket betartva a selejtet 2-4%ra lehetett csökkenteni. A kapott tuskók kiváló minőségűek voltak, amint azt a mellékelt ábrák is szemléltetik. (1. és 2. ábra) 2. példa 3% magnéziumot tartalmazó alumínium ötvözetet öntöttünk a találmány szerinti eljárással. Az üzemi adottságok figyelembevételével az öntést az alábbi paraméter kombinációra terveztük: Ta - 680 °C W - 0,06 m/perc T - 20 *C R - 0,089 m Az anyagjellemzők a következők voltak: T, - 593 °C T2 - 648 *C H - 104 kcal/kg 435,4 KJ/kg C - 0,25 kcal/kg °C 1047 J/kg *C Q - 2641 kg/m3 31-155 kcal/m °C h 180,3 W/m "C a - 46 500 W/m2 *C Az anyagjellemzőkből és a technológiai paraméterekből a következő dimenzió nélküli számokat kaptuk: S - 0,887 P- 1,310 B - 22,968 A fenti jellemző számok felhasználásával Z + AZ = 39+ 15 = 54 mm Tekintettel arra, hogy az öntést teljes magasságában hűtött kokillában végeztük, a Z + AZ értéji ebben az esetben a beállítandó fémszint magasságot jelenti. A kiszámított paraméterek alkalmazásával kiváló minőségű tuskókat öntöttünk. Felvetődött azonban a kérdés: nem lehet-e vajon valamely más paraméter-kombinációval termelékenyebb öntést végezni, anélkül, hogy a termék minősége romlana? Ennek megvizsgálására újabb öntési paraméterkombinációt állítottunk össze. Ebben az öntési sebességet csaknem kétszereséire növeltük. A választolt kombináció tehát a következő volt: ’ Tö - 680 °C W - 0,11 m/perc - 20“C R - 0,089 m A kapott dimenzió nélküli számok: S - 0,887 P- 2,402 . B - 22,968 A kiválasztott és a számított paraméterekből Z + AZ = 16 + 8 = 24 mm A kapott eredmény azt jelenti, hogy a kokillában beállítandó fémszint magasság a kokilla aljától számított 24 mm. Minthogy ez a fémszint magasság technológiai okokból ilyen konstrukcióval nehezen kivitelezhető, áttértünk melegfejes kokillára. Ezzel a második kombináció szerinti technológia minden nehézség nélkül elvégezhető volt. A kapott termék minősége pontosan azonos volt a korábbi kombinációval elért kiváló minőséggel, ugyanakkor a termelékenységet csaknem kétszeresére növeltük. A bemutatott példákból jól látható, hogy a találmány szerinti eljátás segítségével tetszőleges üzemi körülmények és adottságok között lehet biztosítani az adott ötvözet optimális öntési technológiáját. Ez nem csupán azt jelenti, hogy egy elvileg optimális technológia kialakításának lehetőségét biztosítjuk, hanem azt is, hogy az adott üzemi körülmények között az ott érvényes korlátok figyelembevételével és betartásával is biztosítani lehet a jó minőségű terméket. A találmány szerinti eljárás azonban nem csupán az optimális minőségű termék kialakítását teszi lehetővé, hanem a gyártás gazdaságosságának vagy termelékenységének növelését is biztosítja a minőség megtartása, illetve javítása mellett. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás alumínium és aluminiumötvözetek optimális paraméterekkel történő félfolyamatos, vagy folyamatos öntésére, amelynek során fémolvadékot krisztallizátorba öntünk és a megdermedt anyagot a krisztallizátorból kihúzzuk, miközben mind a krisztallizátort, mind a tuskót hűtjük, azzal jellemezve, hogy az öntés során a dermedési frontot, illetve a szolidusz izoterma magasságát a krisztallizátor alsó síkjától 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
