N

o w o c z e s N y

T

e c h N i k

D

e N T y s T y c z N y

54

T E C H N I K A

d e n t y s t y c z n a

Wpływ wykonania formy

odlewniczej na jakość odlewu

– cz. II

Porowatość odlewów określano

metodą metalograficzną na próbkach
nietrawionych. W tym celu wykona-
no zdjęcia mikroskopowe 5 losowo
wybranych obszarów próbki przy
powiększeniu 150 x, które następnie
poddano binaryzacji. Polegała ona
na tym, że na obrazie rozróżnio-
no i zaznaczono widoczne ciemne
punkty (pory). Przykład próbki przed
binaryzacją i po binaryzacji przed-
stawiono na fot. 1. Tak otrzymane
obrazy poddano analizie za pomocą
programu do metalografii ilościowej
Met-Ilo (2). Procentowy stosunek ob-
szarów ciemnych stanowił procento-
wą zawartość porów w danej próbce.

Badania mikroskopowe wykona-

no na zgładach metalograficznych
poddanych trawieniu elektrolitycz-
nemu. W metodzie tej próbka sta-
nowiła anodę, natomiast katodą był
miedziany cylinder. Jako elektrolitu
użyto kwasu solnego (HCl) i wody
w proporcjach 1:9. Każda próbka
trawiona była przez 5 sekund przy
natężeniu prądu 3,75 A. Dzięki temu
uzyskano obraz wyraźnych granic
ziaren na powierzchni próbki.

W pierwszej części artykułu omówio-
ny został aspekt makroskopowy od-
lewów otrzymanych w formach przy-
gotowanych w różny sposób. Wady
i nieprawidłowości w odlewanych
elementach były widoczne „gołym
okiem”. W części drugiej przedsta-
wione zostały badania mikroskopo-
we struktur uzyskanych odlewów.
Można więc powiedzieć, że skutkom
nieprawidłowego przygotowania
formy odlewniczej przyglądamy się
na poziomie mikroskopowym. Jest
to równie ważne, ponieważ o właści-
wościach mechanicznych odlewów,
oprócz składu chemicznego, decydu-
ją struktura metalograficzna, a także
niejednorodności w skali mikro.

P

rzygotowanie

materiału

badawczego

Sposób przygotowania formy i od-
lewania próbek był analogiczny
do opisanego w części pierwszej,
oznaczenia poszczególnych próbek
w tej części pracy są więc analogicz-
ne jak w części pierwszej (1). Z otrzy-
manych odlewów wycięto fragmenty
prętów o największych średnicach,
z których wykonano zgłady metalo-
graficzne będące przedmiotem dal-
szych badań mikroskopowych. W ra-
mach pracy wykonano następujące
badania:
– pomiar porowatości,
– określenie struktury metalograficz-

nej,

– pomiary twardości.

TITLE



Embodiment effect of the

casting mold for casting quality – part II

SłoWa kLuczoWE



odlew, forma

ogniotrwała

STrESzczEnIE



celem niniejszych

badań było określenie wpływu
przygotowania formy ogniotrwałej
na jakość odlewu.

kEy WordS



mold casting, refractory

form

Summary



The aim of this study

was to determine the effect of the
preparation on the quality of the
refractory mold casting.

Marta Rekść

1

, Piotr Rekść

2

, Renata Kurpiejewska

3

, Leszek Klimek

4

N

iniejsza praca jest
kontynuacją zagadnień

przedstawionych w artykule
pt. „Wpływ wykonania
formy odlewniczej na jakość
odlewu” zamieszczonym

w numerze 3/2013

„Nowoczesnego Technika

Dentystycznego”.

We wszystkich próbkach 

zaobserwowano 

budowę

dendrytyczną

. Wielkość 

dendrytów była uzależniona 

od sposobu chłodzenia 

formy oraz jej temperatury 

podczas odlewu.

6

/ 2 0 1 3

55

T E C H N I K A

d e n t y s t y c z n a

r e k l a m a

Wpływ wykonania formy

odlewniczej na jakość odlewu

– cz. II

Pomiary twardości wykonano metodą Vickersa przy ob-

ciążeniu 10 N zgodnie z normą PN-EN ISO 6507-1. Do ba-
dania użyto twardościomierza CLEMEX, który spełnia
wymagania dla twardościomierzy, zgodne z normą
PN-ISO 4546. Na każdej próbce wykonano po 5 pomiarów.

w

yniki

badań

Wyniki badań porowatości
W tab. 1 przedstawiono wyniki pomiarów porowatości,
średnie i odchylenia standardowe dla poszczególnych
próbek.

Wyniki badań struktury
Na fot. 2-4 przedstawiono mikrostruktury wybranych
próbek.

Wyniki badań twardości
W tab. 2 przedstawiono wyniki poszczególnych pomia-
rów twardości, średnie i odchylenia standardowe dla
poszczególnych próbek.

o

mówienie

wyników

Analiza wyników badań porowatości wykazała, że prób-
ki A, B, C, D, E, F oraz H wykazują zbliżoną procento-
wo ilość porowatości. Większą porowatość wykazały

Pomiar porowatości [%]

Badania w powiększeniu 150 x

Próbka

I

II

III

IV

V

Średnia

SD

A

0,44

0,18

0,21

0,19

0,28

0,26

0,113137

B

0,21

0,21

0,16

0,28

0,14

0,2

0,049497

C

0,32

0,31

0,34

0,30

0,33

0,32

0,007071

D

0,22

0,17

0,31

0,32

0,26

0,256

0,028284

E

0,34

0,33

0,37

0,31

0,35

0,34

0,007071

F

0,38

0,16

0,53

0,49

0,42

0,396

0,028284

G

1,44

1,72

1,21

2,5

2,16

1,806

0,509117

H

0,22

0,19

0,23

0,32

0,29

0,25

0,049497

I

17,02

13,14

21,07

14,92

13,83

15,996

2,255671

J

1,12

0,89

0,97

1,03

1,06

1,014

0,042426

Tab. 1. Wyniki analizy porowatości

Pomiar [HV

1

]

Próbka

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

Średnia

SD

A

348

353

339

384

358

358

339

368

343

343

353,3

14,3

B

334

343

363

358

368

339

395

363

321

343

352,7

21,1

C

373

353

339

368

348

378

395

330

378

290

355,2

30,4

D

276

330

358

389

407

330

358

389

343

321

350,1

38,9

E

395

368

368

384

439

339

339

348

348

321

364,9

34,4

F

313

378

348

413

339

348

321

343

305

339

344,7

31,6

G

401

378

389

373

426

426

389

384

373

389

392,8

19,4

H

358

348

348

368

313

348

378

348

373

378

356,0

19,7

I

413

432

426

407

426

426

432

378

401

413

415,4

16,9

J

343

330

378

363

348

353

389

373

373

353

360,3

18,1

Tab. 2. Wyniki badań twardości metodą Vickersa HV

1

tel.

[phone]

www.skandent.com

POLEASINGOWE SYSTEMY CAD/CAM TANIO

99 zł

ZA STRUKTURĘ

Z CERKONU

N

o w o c z e s N y

T

e c h N i k

D

e N T y s T y c z N y

56

T E C H N I K A

d e n t y s t y c z n a

próbki G i J, których temperatura
form podczas wykonywania odlewu
różniła się od pozostałych próbek.
Przyczyną tego może być zwiększone
tempo krzepnięcia metalu, podczas
którego gazy i drobne zanieczysz-
czenia nie nadążają z wydzieleniem
się na zewnątrz i zostają zamknię-
te w metalu (3, 7). W otrzymanych
wynikach najbardziej wyróżnia się

1a

1b

Przykładowa analiza porowatości dla próbki D: a) widok na wybrany obszar próbki, b) ten sam

obszar po binaryzacji

2a

2b

Struktura próbki B po trawieniu

3a

3b

Struktura próbki G po trawieniu

4a

4b

Struktura próbki D po trawieniu

jednak próbka I, która wykazała naj-
większy odsetek porowatości. Należy
jednak dodać, że fragment wybrany
do analizy obejmował część próbki,
która się odlała. W rzeczywistości
porowatość odlewu jest zdecydowa-
nie większa i wynosi więcej niż 50%,
co można zaobserwować na próbce
zobrazowanej na fot. 11a i b w pierw-
szej części artykułu (1).

We wszystkich próbkach zaob-

serwowano budowę dendrytyczną.
Wielkość dendrytów była uzależ-
niona od sposobu chłodzenia formy
oraz jej temperatury podczas odlewu
(8, 9).

Analizując wielkości ziaren i den-

drytów, można stwierdzić, że w prób-
kach A, B, C, D oraz H są podobnej
wielkości. Podobieństwo wyni-
ka ze sposobu chłodzenia, które
we wszystkich tych próbkach było
takie samo. Mniejsze ziarna i krótsze
dendryty zaobserwowano w struk-
turze próbek E i J, u których pro-
ces chłodzenia przebiegał szybciej
– w próbce E zaraz po wykonaniu
odlewu, a w próbce J od razu płynny
metal wpłynął do formy o mniejszej
temperaturze, co przyspieszyło jego
krzepnięcie (9-11). Największe ziarna
i najdłuższe dendryty wykazywała
próbka F, co było wynikiem sposo-
bu jej chłodzenia, razem z piecem,
natomiast stosunkowo małe ziarna
i krótkie dendryty wykazywała prób-
ka G. Najmniejsze ziarna widoczne
są w próbce I, na której chłodzenie
wpłynęło więcej czynników niż
w pozostałych próbkach – tempe-
ratura formy, obecność wosku oraz
woda zawarta w masie (3, 5, 13).
Również dendryty w tej próbce były
najmniejsze w porównaniu z innymi
próbkami.

Na wielkość ziaren wpłynęła licz-

ba zarodków, jakie wytworzyły się
w pierwszej fazie krzepnięcia metalu
po odlewie. Im szybciej przebiegało
chłodzenie lub im zimniejsza była
forma, tym zarodków powstawa-
ło więcej, co w efekcie prowadziło
do powstania większej liczby ziaren
w strukturze (3, 9, 11, 13-16).

Pomiary twardości wykazały,

że próbki A, B, C, D oraz H wyka-
zują zbliżoną twardość 350,1÷356
HV

1

. Od tych wyników nieznacznie

odbiegają twardość próbki E wyno-
sząca 364,9 HV

1

, która chłodzona

była nieco szybciej niż pozostałe

1a

1b

2a

2b

3a

3b

4a

4b

fo

t. ar

chiwum autor

ów

Z

ĘBY DENTEX

– 25 lat do

świadczeń

– trzywarstwowe akrylowe

– anatomiczne kształty: owalne,

kwadratowe i trójkątne

– naturalny efekt  uorescencyjny

– stabilność kolorów

– 14 kolorów Dentex i 14 kolorów

Dentex-V (wg Vity)

– wolne od monomeru resztkowego

– nowa seria zębów o zwiększonej

twardości w skali

Vickersa 49,90 HV0,1

– atrakcyjna cena

– przystosowane do protez stałych

i ruchomych

ZALETY

P.U.H. Dentex Sp. z o. o,

98-220 Zduńska Wola, Opiesińska 30b

[e-mail], www.dentex.zdnet.pl

DZI

Ś ZAMAWIASZ JUTRO MASZ

Zęby produkowane

zgodnie z certy kowanym

SZJ wg norm ISO 13485,

ISO 9001,

spełniają wymagania

Dyrektywy 93/42/EEC

6

/ 2 0 1 3

T E C H N I K A

d e n t y s t y c z n a

próbki, oraz próbki J – 360,3 HV

1

.

Najmniejszą średnią twardość mia-
ła próbka F – 344,7 HV

1

. Najwyższą

natomiast średnią twardość miała
próbka I – 415,4 HV

1

, a także stosun-

kowo wysoką próbka G – 392,8 HV

1

.

Otrzymane wyniki twardości są bez-
pośrednio powiązane ze strukturą
poszczególnych próbek. Im mniejsze
były ziarna, tym większą twardość
miały próbki (9).

P

odsumowanie

Na podstawie przeprowadzonych
badań można stwierdzić, że sposób
wykonania formy wpływa na szyb-
kość chłodzenia odlewu, a tym sa-
mym na jego strukturę, porowatość,
co ma wpływ na końcowe właściwo-
ści mechaniczne odlewu. Im szybciej
chłodzona jest forma, tym struktura
stopu jest bardziej drobnoziarnista
i zwiększa swoją twardość.

q

1, 2, 3, 4

Politechnika Łódzka,

Instytut Inżynierii Materiałowej

4

Uniwersytet Medyczny w Łodzi,

Zakład Technik Dentystycznych

Katedry Stomatologii Odtwórczej

Piśmiennictwo
1. Rekść M., Rekść P., Kurpiejewska R.,

Klimek L.: Wpływ wykonania formy od-
lewniczej na jakość odlewu. „Nowoczesny
Technik Dentystyczny”, 3/2013, s. 53-58.

2. Szala J.: Met-ilo – nowe narzędzie do ilo-

ściowego opisu obrazu struktury tworzyw.
Materiały II Krajowej Konferencji Metalo-
graficznej pt. „Przemysłowe Laboratorium
Metalograficzne – wyposażenie, metody

badawcze, osiągnięcia i problemy”, Ustroń-
-Zawodzie, kwiecień 1999, 41-52.

3. Borkowski S., Siekański, K.: Analiza

zmian w strukturze niezgodności wyrobów
odlewanych po wdrożeniu zarządzania
procesowego. „Archiwum Odlewnictwa”,
R. 4, nr 14, s. 70-75, Gliwice 2004.

4. Falęcki Z.: Analiza wad odlewów. AGH,

1991.

5. Gawdzińska K., Głowacki B.: Propozycja

oceny porowatości w odlewach z metalo-
wych kompozytów nasycanych. „Archiwum
Odlewnictwa”, R. 4, nr 14, s. 146-153, Gli-
wice 2004.

6. Kozakowski S.: Badania odlewów: tech-

nologie odlewnicze, typowe dla nich wady
i metody ich ujawniania. Biuro Gamma,
Warszawa 2008.

7. Sims Ch.T.: The Carbides in Base Cobalt

Alloys. „Journal Metals”, s. 27-42, 1969.

8. Dańko J., Fedoryszyn A.: Urządzenia

i systemy intensywnego chłodzenia masy
formierskiej. „Archiwum Odlewnictwa”,
R. 1, nr 1, s. 58-66, Gliwice 2001.

9. Hajduga M., Aplikowska I.: Wpływ tem-

peratury odlewania na wady strukturalne
metalicznych uzupełnień protetycznych.
„Nowoczesny Technik Dentystyczny”,
nr 4, s. 30-32, Katowice 2007.

10. Drotlew A., Ignaszak Z., Bieńko P., Popie-

larski P.: identyfikacja termofizycznych
właściwości mas formierskich z dodatkiem
mikroochładzalników. „Archiwum Odlew-
nictwa”, R. 4, nr 14, s. 132-137, Gliwice
2004.

11. Falęcki Z.: Analiza wad odlewów. AGH,

1991.

12. Fedoryszyn A., Dańko J., Smyksy K.: Ana-

liza wyposażenia linii przygotowania masy
używanej. Materiały III Konferencji Odlew-
niczej, TECHNICAL’2000, s. 79, Nowa Sól
2000.

13. Gawdzińska, K., Głowacki, B.: Propozycja

oceny porowatości w odlewach z metalo-
wych kompozytów nasycanych. „Archiwum

Z

ĘBY DENTEX

– 25 lat do

świadczeń

– trzywarstwowe akrylowe

– anatomiczne kształty: owalne,

kwadratowe i trójkątne

– naturalny efekt  uorescencyjny

– stabilność kolorów

– 14 kolorów Dentex i 14 kolorów

Dentex-V (wg Vity)

– wolne od monomeru resztkowego

– nowa seria zębów o zwiększonej

twardości w skali

Vickersa 49,90 HV0,1

– atrakcyjna cena

– przystosowane do protez stałych

i ruchomych

ZALETY

P.U.H. Dentex Sp. z o. o,

98-220 Zduńska Wola, Opiesińska 30b

[e-mail], www.dentex.zdnet.pl

DZI

Ś ZAMAWIASZ JUTRO MASZ

Zęby produkowane

zgodnie z certy kowanym

SZJ wg norm ISO 13485,

ISO 9001,

spełniają wymagania

Dyrektywy 93/42/EEC

Odlewnictwa”, R. 4, nr 14, s. 146-153, Gli-
wice 2004.

14. Górny, Z.: Odlewnicze stopy kobaltu.

Struktura, właściwości, topienie i odle-
wanie. „Przegląd Odlewnictwa”, Vol. 58,
nr 7-8, s. 420-430, Kraków 2008.

15. Parkitny R., Skrzypczak T.: Symula-

cja krzepnięcia objętościowego metali
z uwzględnieniem przechłodzenia tempe-
raturowego. „Archiwum Odlewnictwa”,
R. 4, nr 14, s. 389-374, Gliwice 2004.

16. Wybrane zagadnienia z technologii odlew-

nictwa. Praca zbiorowa, Wyd. Politechniki
Warszawskiej, Warszawa 1982.

Sprostowanie

W części pierwszej artykułu

zamieszczonej w numerze

3/2013 „Nowoczesnego Technika

Dentystycznego” wkradła się

nieścisłość. Błędnie podaliśmy

nazwę producenta masy Gilvest MG.

Nie jest nim firma BEGO, a firma

BK Giulini Chemie AG. Za pomyłkę

przepraszamy zarówno czytelników,

jak i obie firmy.

W tym miejscu składamy

podziękowania

technikowi dentystycznemu

Maciejowi Szwedowi za zwrócenie

nam uwagi. Taki odzew świadczy

o tym, że nasi czytelnicy uważnie

i krytycznie czytają artykuły

zamieszczone w „Nowoczesnym

Techniku Dentystycznym”, co mnie

osobiście jako redaktora naczelnego

ogromnie cieszy.

Leszek Klimek

r e k l a m a