618-3023/02 – 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 výukyangličtina
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení2020/2021
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BEN001 Ing. Jaroslav Beňo, Ph.D.
KRO226 Ing. Ivana Kroupová, Ph.D.
LIC03 doc. Ing. Petr Lichý, Ph.D.
RAD913 Ing. Filip Radkovský
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 letní semestr, platnost do: 2020/2021 letní 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.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku