618-3023/01 – Formovací směsi (FS)

Garantující katedraKatedra metalurgie a slévárenstvíKredity6
Garant předmětuIng. Jaroslav Beňo, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Petr Lichý, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BEN001 Ing. Jaroslav Beňo, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+4
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Získané znalosti: - student bude mít přehled o základních technologiích výroby forem a jader včetně vývojových trendů - student bude schopen provést základní testování formovacích a jádrových směsí - na základě odlévané slitiny bude student schopen predikovat optimální formovací směs pro výrobu odlitku Získané dovednosti: - student bude umět využít svých znalostí k rozhodnutí o vhodnosti použití dané formovací směsi s ohledem na interakci ostřivo pojivo - student bude umět aplikovat své teoretické poznatky k návrhům úprav technologie přípravy a použití materiálů pro výrobu forem a jader

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět je zaměřen na teoretické a praktické aspekty přípravy, výroby a použití formovacích směsí pro přípravu jader a forem. Pozornost je dále věnována vzájemným interakcím jednotlivých komponent formovacích směsí a vývojovým trendům Jsou zde rovněž prezentovány základní způsoby testování kvality formovacích směsí.

Povinná literatura:

JELÍNEK, P. Pojivové soustavy slévárenských formovacích směsí : chemie slévárenských pojiv. Ostrava: OFTIS, 2004. ISBN 80-239-2188-6. JELÍNEK, P. Disperzní soustavy slévárenských formovacích směsí: Ostřiva. Ostrava: OFTIS, 2000. ISBN 80-238-6118-2. Slévárenství. Brno: Svaz sléváren ČR, 2000-, roč.47-. ISSN 0037-6825 Mold & core test handbook. 3rd ed. Des Plaines: American Foundry Society, c2001-2006. ISBN 0-87433-228-1.

Doporučená literatura:

ELBEL, T. Vady odlitků ze slitin železa: (klasifikace, příčiny a prevence). Brno: MATECS, 1992. GOODRICH, G. M., ed. Casting defects handbook: iron & steel. Schaumburg: American Foundry Society, c2008. ISBN 978-0-87433-314-5.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

http://www.fmmi.vsb.cz/cs/urceno-pro/studenty/podklady-ke-studiu/studijni-opory

Další požadavky na studenta

Vypracování laboratorních protokolů a absolvování zápočtového testu

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Křemenná ostřiva, chemické, mineralogické, granulometrické hodnocení, log W – kritérium zrnitosti, optimální poměr dvou frakcí. Modifikační změny SiO2, mikrodilatace ostřiva a makrodilatace pojiva, vady způsobené z bržděné tepelné dilatace (zálupy, výronky). Cristobalitická expanze, podmínky vzniku (mineralizace), vliv expanze na rozměrové přesnosti odlitků, rozpadavost směsí s alkalickými silikáty. Hranatost ostřiva, hodnocení, vliv na fyzikální vlastnosti směsi, volba pojiva. 2. Umělá nekřemenná ostřiva, kovová a nekovová ostřiva. Chromitová ostřiva, charakteristika, kritická koncentrace oxidů (CaO, SiO2), změny povrchu zrn po tepelné expozici, výběr vhodného pojiva pro dané ostřivo. 3. Nekřemenná ostřiva. Rozdělení, obecná charakteristika a možnosti jejich použití. Struktura formovací směsi. Pórovitost a prodyšnost formovací směsi. 4. Prodyšnost formovacích směsí, propustnost formy a změny s teplotou. Ovlivnění prodyšnosti ostřivy, vliv zhuštění a prachových podílů. Tepelně-fyzikální vlastnosti slévárenské formy. Tepelná vodivost, metodika měření. Součinitel tepelné akumulace, konstanta tuhnutí a výpočet doby tuhnutí (Chvorinův vztah). 5. Druhy povrchů ostřiv, měření a význam (teoretický, vnější, efektivní, celkový) Aktivace povrchu SiO2, způsoby a význam aktivace. Regenerace ostřiv, způsoby, postupy. Kontrola jakosti směsí s vodním sklem a umělými pryskyřicemi, netradiční postupy regenerace. 6. Vaznost vlhkých písků, adhézní-kohézní síly pojiv. Vliv obsahu pojiva na destrukci směsí. Aktivace umělých pryskyřic cestou silanizace, účinek silanizace za použití ostřiv různé povrchové kvality (regeneráty). Struktura a vlastnosti jílových pojiv (aluminosilikáty). Jíly v přírodních píscích, jíly montmorillonitického typu. Funkce vody v jílových minerálech, druhy vod, stanovení optimální vlhkosti. Interakce voda – jíl. 7. Vlastnosti bentonitových směsí, tepelná degradace. Iontová výměna v bentonitech, mechanismus a chemismus natrifikace, přínosy a nedostatky. Jednotné bentonitové směsi (JBS) a řízení jejich vlastností. Oolitizace, měření stupně oolitizace, přínosy a nedostatky. 8. Fyzikálně-chemické parametry hodnocení kvality JBS. Uhlíkatá aditiva, pyrolýza uhlí a vznik pyrolýzního uhlíku (PC). Funkce polokoksu, lesklého (LC) a amorfního(AC) uhlíku. Stanovení PC dle I. Bindernagel, teorie LC. Optimální koncentrace PC ve směsi, vady z přebytku a nedostatku PC. 9. Alkalické silikáty, výroba vodního skla, koagulační práh, modul, hustota. Technologie na bázi vodního skla. Reversibilní a ireversibilní postupy vytvrzování alkalických silikátů. Struktura koloidních roztoků, proces gelace, ST – směsi s esterovými tvrdidly. Chemizace výroby forem a jader. Pojiva II. generace - alkalické silikáty, základní charakteristika. Metody a principy vytvrzování alkalických silikátů. Rozpadavost směsí s vodním sklem, fyzikálně – chemické procesy tvorby zbytkových pevnsotí, řešení rozpadavosti. 10. Regenerace směsí s alkalickými silikáty, kritéria kvality regenerátu (Na2O celkové, rozpustné, kritická koncentrace octanů) a a jejich dopad na technologické vlastnsoti směsí. Renezance směsí na bázi alkalických silikátů (technologie Cordis, AWB, Clean Část, INOTEC). Technologie přípravy, výroby a využití solných jader. Přehled pojiv na bázi fenol-formaldehydových pryskyřic, základní dělení technologií dle způsobu přípravy (C- metoda, HOT-BOX, COLD-BOX resol). 11. Příprava obalených směsí, výroba skořepin, vady skořepin, regenerace ostřiva, kombinace s formami z JBS. Vývojové trendy. Technologie HOT-BOX a její vývojové trendy (HB Plus, Warm-Box, Thermošok). Technologie PUR COLD-BOX. Fyzikálně chemický proces vytvrzování. Volba křemenného ostřiva, vliv vlhkosti (rozklad izokyanátu). Druhy terciálních aminů. Rozpadavost a regenerace směsí. 12. Přednosti a nevýhody technologií Alpha a Beta SET, PEP – SET. Principy vytvrzování, regenerace ostřiv. Chemie furanových pojiv. Druhy pojiv pro ocelové a litinové odlitky (dusíkové bodliny). Význam furfurylalkoholu v pojivech. Role vody v pojivu a ve formách (polykondenzační reakce vytvrzování). Technologie na bázi furanových pojiv (HOT-BOX, SO2 – proces, ST – směsi). Přednosti a nedostatky. Regenerace ostřiv. Principy SO2 – procesu. 13. ST – furanové směsi. Druhy kyselých katalyzátorů. Vliv teploty komponentů na průběh a rychlost reakcí. Regenerace s využitím magnetické vícestupňové separace. Kvalita chromitového regenerátu. Princip vytvrzování technologie CO2 – resol. Srovnání s technologií CO2 – vodní sklo. Přednosti a nedostatky. Sacharidová pojiva a přísady do jednotných bentonitových směsí. 14. Pojivové soustavy III. generace. Magnetická forma, princip, použití výhody a nevýhody technologie. Vakuová metoda, princip, použití výhody a nevýhody technologie. EFF-SET proces, princip, použití výhody a nevýhody technologie, kryogenní kapaliny. Technologie plné formy, LOST FOAM, Replicast, materiály modelů, princip, použití výhody a nevýhody technologie. Povrchová ochrana forem a jader. Postřiky, námazky, nátěry. Pojiva IV. generace, geopolymery.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2014/2015 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  15
        Zkouška Zkouška 70  21
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku