Metody badań wyrobów i procesów - laboratorium

TPM2/2

Piotr Przybył

Weronika Moniuszko

Michał Dymek

Tomasz Izydorczyk

Arkadiusz Dąbek

Kamil Fuz

Temat:

Nowoczesna metoda badania zjawisk termomechanicznych materiałów na formy odlewnicze poddanych szokowi cieplnemu (Hot Distortion +)

Data wykonania ćwiczenia:

04.04.13r

Prowadzący:

prof. dr hab.inż. Z. Ignaszak

Ocena:

HOT DISTORTION - w metodzie tej najważniejszym badanym aspektem jest odpowiedź danego materiału na zadany mu szok cieplny - np. jaka jest rozszerzalność cieplna czy termoplastyczność. Materiały formierskie są poddawane podczas procesu zalewania wysokotemperaturowym zjawiskom, które mogą powodować naruszenie ich struktury - dlatego też powinny one być odporne na zmiany mechaniczne i termiczne.

Badania HD wykonuje się na przyrządzie DMA - próbka zostaje umieszczona na stojaku tuż nad palnikiem. Na próbce umieszczony jest czujnik przemieszczeń, dzięki któremu znamy zachowanie się próbki w procesie nagrzewania. Metoda HD została poszerzona o badanie zmian temperatury próbki - od dołu mamy kamerę termiczną a od góry pirometr (kamera nie jest tak dokładna je pirometr, ponieważ jest umieszczona pod kątem - nie można jej umieść docelowo pod próbką, gdyż tam właśnie umieszczony jest palnik).

W typowej aparaturze DMA próbka powinna być nagrzewana przez lampę halogenową jednak jest to rozwiązanie mało dokładne: próbka podczas ogrzewania osypuje się i zakrywa lampę halogenową co w jakiś sposób fałszuje wyniki pomiarów.

Próbka podczas nagrzewania uplastycznia się, a przez to ugina (dlatego badamy przemieszczenie), jednakże tuż przed zerwaniem (pęknięciem) staję się na tyle lekka, że pod wpływem temperatury unosi się.

W metodzie tej nie obciążamy próbki - jest ona obciążona własnym ciężarem.

Przebieg ćwiczenia:

  1. Umieszczenie próbki w stojaku

  2. Umieszczenie palnika w odpowiednim miejscu

  3. Zamocowanie kamery, pirometru i czujnika przemieszczeń

  4. Ustawienie odpowiednich parametrów dla narzędzi pomiarowych (częstotliwość zapisu danych, zakres pomiarowy)

  5. Uruchomienie zapisu pomiaru (w programie kamery, pirometru i czujnika)

  6. Włączenie palnika i obserwacja zachowania próbki

  7. Wyłączenie aparatury po pęknięciu próbki

  8. Analiza wyników

PODSUMOWANIE - metoda HD daje nam bardzo dokładny obraz tego jak materiał reaguje na szok termiczny. Dzięki temu wiemy jakie naprężenia występują w materiale podczas zalewania formy, jaka jest prognoza stref zagrożonych pęknięciem. Stan materiału formy wpływa w dużym stopniu na jakość odlewu. W próbie tej możemy zbada takie aspekty jak: temperatura spiekania, wskaźnik ogniotrwałości, straty prażenia, przepuszczalność. Na parametr HD wpływa gatunek osnowy, ale i stan powierzchni ziaren.