Działalność Katedry Odlewnictwa oraz jej perspektywy rozwojowe

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: MECHANIKA z. 24

_______1965 Nr kol. 141

WACŁAW SAKWA

DZIAŁALNOŚĆ KATEDRY ODLEWNICTWA ORAZ JEJ PERSPEKTYWY ROZWOJOWE

Katedra Odlewnictwa Politechniki Śląskiej powstała w roku aka­

demickim 1945/46, tj. w roku kreowania Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Na kierownika Katedry został powołany ówczesny dy­

rektor techniczny Huty "Zabrze” - mgr inż. Gabriel Kniaginin.

Dzięki staraniom władz. Uczelni, w październiku 1945 r* Po*

łudniowe Zjednoczenie Przemysłu Metalowego przekazało Poli­

technice Śląskiej odlewnię przy ul. Towarowej 1» Opiekę nad tym Zakładem od pierwszej chwili objęła Katedra Odlewnictwa.

Jakkolwiek działalność Katedry Odlewnictwa datuje się już od roku 1945, to jednak oficjalny akt prawny powołuje do życia Ka­

tedrę, dopiero z dniem 1.1. 1946 r. (Dz. Urzędowy Ministerstwa Oświaty Nr 9/46, poz. 233). Pierwszy okres działalności był bardzo trudny. Kadra naukowa Katedry była nieliczna, a wyposa­

żenie bardzo skromne. Początkowy okres działalności Katedry sprowadzał się więc wyłącznie do pracy dydaktycznej.

W roku 1951 za wygospodarowane nadwyżki finansowe zakupiono agregat do.przeróbki masy formierskiej, dwie maszyny formier­

skie UG2, laboratoryjny piec elektryczny sylitowy K010, mi­

kroskop .metalograficzny Reicherta oraz wyposażono w niezbędne urządzenia laboratorium chemiczne.

W roku 1952, po zainstalowaniu niezbędnych urządzeń oraz u- zupełnieniu aparatury laboratoryjnej (urządzono laboratorium materiałów formierskich i wykonano żeliwiak laboratoryjny #200 mm), zostały zapoczątkowane prace badawcze. Między innymi wykonano pracę nad zastosowaniem nadlewów ciśnieniowych w od­

lewnictwie oraz przeprowadzono badania, jedne z pierwszych w Polsce, związane z technologią otrzymywania żeliwa sferoidal- nego.

V/ okresie od roku 1953 óo 1955 wykonano w Katedrze i Za­

kładzie produkcyjnym szereg inwestycji. Do najważniejszych za­

liczyć należy wybudowanie nowego budynku, w którym zlokalizo—

wari o laboratoria: materiałów formierskich, metalograficzne, wytrzymałościowe i fotograficzne, salę wykładową i kreślar- nię. Uporządkowano teren i wykonano drogi na terenie zakładu.

Oddział doświadczalno-produkcyjny wzbogacił się o nowe urzą­

dzenia, z których należy wymienić: elektryczny piec łukowy o pojemności 250 kg, elektryczny piec łukowy (bębnowy) o pojem.

100 kg, 2 piece elektryczne łukowe o pojemn. 50 kg keżdy.

W roku akademickim 1956/57 rozpoczyna pracę w Katedrze doc. mgr inż. Wacław Sakwa - kierownik Katedry Odlewnictwa Politechniki w Częstochowie«

V7 roku 1957 prof. Gabriel Khisginin przenosi się na Akade­

mię Górniczo-Kutniezą w Krakowie. Po odejściu prof. G* Knia- ginina został ogłoszony przez Wydział Mechaniczny Politech­

niki Śląskiej konkurs na stanowisko kierownika Katedry Odle­

wnictwa, w wyniku którego kierownictwo Katedry powierzono dcc.

mgr inż* W. Sakwie.

W roku akad. 1957/58 przeprowadzono uzupełniające prace budo­

wlane, wykończono drogi, wybudowano magazyn oraz zasobniki na materiały wsadowe.

W roku 1959 zostało urządzone laboratorium metali nieże­

laznych oraz laboratorium technologii formy.

Od roku akad. 1958/59 zaczęto powoli przekształcać charak­

ter prac prowadzonych w Katedrze z usługowych na prace ba­

dawcze.

W latach 1960-1964 Katedra została wyposażona w nowe urzą­

dzenia, które znacznie przyczyniły się do rozszerzenia zakre­

su prac naukowo-badawczych.

Obecny skład personalny Katedry Odlewnictwa jest następu­

jący:

Kierownik Katedry: prof. dr inż. Wacław Sakwa Zakład Topienia i Odlewania Metali;

- prof. dr inio Wacław Sakwa, - adiunkt dr inż. Bogdan Iwasyk - adiunkt dr inż. Stanisław Jura - st. asyst, dr inż. Mariusz Łabęcki - st. asyst, mgr inż. Sławomir Gawarecki - st. asyst, mgr inż. Andrzej Bylica

*

- laborant technik Stanisław Boniakowski.

Działalność Katedry Odlewnictwa ...

91

Zakład Technologii Por my:

- adiunkt dr inż. Józef Gawroński - st. asyst, s¡gr inż. Krystyna Pudełko - laborant technik Teresa Dztiańska Zakład Eechatósecji Odlewni:

- adiunkt' dr* in$. Zbigniew Piątkiemicz - st, asyst, mgr ini. Adaa Gierek Studiun Ificczorowo w Katowicach

- st. wykładowca mgr inż. Piotr Lwowiez

Oraanizacńa i wyposażenie Katedry

Katedra wraz z zakładem doświadczalno-produkcyjnym stanowi jedną całość, przy czym w schemacie organizacyjnym wyodręb­

nia się dwa oddziały, a mianowicie:

- oddział badawczo-doświadczalny i

- oddeiał o charakterze produkcyjnym (przemysłowym lub półprzeny słowym).

W laboratoriach oraz na oddziałach produkcyjnych wykonuje się prace naukowo-badawcze wchodzące w zakres planu prac naukowych Katedry. Pomieszczenia te wraz ze swymi urządzenia­

mi wykorzystywane są również do celów dydaktycznych. Dla stu­

dentów I roku Wydziału Mechanieznego i Mechaniczno - Energe­

tycznego oraz studentów sekcji odlewniczej prowadzone są tu ćwiczenia tablicowe i laboratoryjne. Z urządzeń katedralnych korzystają studenci wykonujący prace dyplomowe oraz przej­

ściowe prowadzone przez Katedrę Odlewnictwa.

Laboratoria Katedry

Laboratorium chemiczne. Laboratorium chemiczne wykonuje wszel­

kie analizy chemiczne, potrzebne do prac naukowych i dydak­

tycznych Katedry. Bada się tutaj składy chemicznej metali,żu­

żli i materiałów formierskich. ?/ laboratorium przeprowadza się również bierzące analizy surowców i wyrobów odlewni.

T/l

i

trzebne do prac przejściowych i dyplomowych. Tutaj przeprowa­

dzane są również ćwiczenia programowe z "Analizy surowców",dla V roku sekcji odlewniczej.

Wyposażenie laboratorium obejmuje kompletną klasyczną apa­

raturę oraz zestaw aparatury przeznaczoną do badań spektral­

nych*

Laboratorium metalograficzne. W laboratorium wykonuje się prace naukowo-badawcze przewidziane planem Katedry oraz prace naukowo-usługowe związane z produkcją zakładu. Ż laboratorium korzystają studenci sekcji odlewniczej odrabiając ćwiczenia (badania metalograficzne stopów odlewniczych) i wykonując pra­

ce przejściowe i dyplomowe. Wyposażenie laboratorium składa się z:

- mikroskopu metalograficznego IfleF z wyposażeniem, - mikroskopu metalograficznego MHS8,

- mikroskopów metalograficznych szkolnych M-met, - mikroskopu stereoskopowego Mst 12 5 »

- mikroskopu biologicznego i;M40, - mikroskopów "Epityp 12",

- raikrotwardościomierza RóT-3, - szlifierki stołowej,

- szlifierki do cięcia twardych metali, - szlifierki do płaszczyzn,

- polerki,

- elektropolerki,

- drobnego sprzętu i mebli.

Laboratorium obróbki cieplne:'). Laboratorium przeznaczone jest do prac: badawczych i dydaktycznych Katedry. Korzystać z niego mają w pierwszym rzędzie studenci przy wykonywaniu prac przejściowych i dyplomowych.

Zasadnicze jego wyposażenie to: dwa piece sylitowe komorowe typu PSK-1, piec komo rewy sy lit owy Y/PK-2, dwa piece muflowe, 1 piec wannowy i 1 piec rurowy

fi

Działalność Katedry Odlewnietwa 93

Laboratorium wytrzymał ościowe. W skład wyposażenie tego la­

boratorium wchodzą;

- uniwersalna maszyna wytrzymałością,va 30 t firmy L. Schcp- perf

- uniwersalna maszyna wytrzymałościowa 100 t z pulsatorems - 3 twardościomierze,

- młot udarowy Charpy’ego 15 kGm, - duroskop (ręczny),

- 2 maszyny do badania ścieralności stopów.

Laboratorium materiałów formierskich. Laboratorium wyposa-*

żone jest w 2 komplety typowych aparatów do badania materia­

łów formierskich oraz drobny sprzęt i aparaturę pomocniczą.

Laboratorium technologii modelu i formy. Jest to pierwsze tego typu laboratorium w Polsce. W chwili obecnej jest ono w stanie organizacji® Urządzone zostało stanowisko modelowe przepływu cieczy obrazujące charakter ruchu ciekłego metalu w formie, stanowisko modelowe do badania procesów krzepnięcia i stygnięcia odlewów w formach metalowych: stanowisko odlewania metodą wytapianych modeli, stanowisko formowania skorupowego oraz stanowisko odlewania odśrodkowego.

Laboratorium topienia metali nieżelaznych - posiada nastę­

pujące zasadnicze wyposażenie:

- piec indukcyjny typu PIS B10,

- laboratoryjne piece oporowe typu PET, - urządzenie do badań termograwimetrycznych, - elektryczny piec silitowy.

Pracownia fotograficzna jest pomocniczym laboratorium słu­

żącym głównie do wykonywania wszelkich prac dokumentalnych, związanych z pracami naukowo-badawczymi Katedry. W ramach tych prac wykonuje się zdjęcia makro- i mikrostruktur do prac prze j- ściowych i dyplomowych dla studentów oraz do prac badawczych i ekspertyz dla przemysłu.

W pracowni wykonuje się również fotokopie niektórych artykułów z prasy technicznej lub książek. Z pracowni korzysta również laboratorium speictrograficzne.

Hala doświadcżalna o powierzchni 240 m wyposażona jest w p suwnicę o nośności 1 t. Laboratorium to przeznaczone jest przede wszystkim jako laboratorium badawcze w pierwszym rzę­

dzie żeliwa.

Wyposażenie hali składa się z następujących urządzeń:

- elektryczny piec łukowy (bębnowy) 100 kg przeznaczony do wytapiania metali nieżelaznych i żeliwa,

- elektryczne piece‘łukowe 50 kg, przeznaczone do prac ba­

dawczych i naukowych oraz prac dydaktycznych ze studen­

tami. Piece wykorzystane są do wytapiania stali węglo­

wych, stopowych i żeliwa,

- piece indukcyjne typu IMSK-10, 25, 50 - średniej często­

tliwości o pojemności 10 kg, 25 kg i 50 kg ciekłego sta­

liwa,

- piec Tamana firmy Siemens - Piania - z grzewczą rurą gra­

fitową o średnicy wewnętrznej 100 mm pozwala na otrzymy­

wanie stopów metali o wysokiej temperaturze topienia, - 2 elektryczne piece komorowe

t y p u

przemysłowe przeznaczone do obróbki cieplnej odlewów, - żeliwiak laboratoryjny

fi

wszystkim do prac dydaktycznych ze studentami,

- elektryczny piec silitowy typu KO-1 0 - przemysłowy piec przeznaczony do obróbki cieplnej.

Oddziały o charakterze produkcyjnym

Oddziały produkcyjne, jakkolwiek w założeniach przeznaczone są przede wszystkim do wykonywania prac naukowych, badaw­

czych, to jednak w znacznej mierze poświęcone są produkcji u- sługowej dla przemysłu. Katedra na swe prace badawcze oraz zajęcia dydaktyczne otrzymuje bardzo niewielkie kredyty, co w konsekwencji zmusza wydział produkcyjny do wypracowania na ten cel odpowiednich funduszy.

Wykonywane zlecenia mają w znacznej mierze charakter prototy­

powy związany z opanowaniem technologii wykonywania specjal­

ny 3h odlewów.

Działalność Katedry Odlewnictwa ... 95

Modelarnia« Katedra posiada własną modelarnię usytuowaną w osobnym pomieszczeniu. Modelarnia wykonuje wszelkie oprzy­

rządowanie drewniane do prac badawczych katedry, drobne robo­

ty stolarskie dla potrzeb katedry oraz wszelkie roboty mode­

larskie związane t produkcją własnej odlewni. Wyposażenie tego oddziału, oprócz stołów stolarskich, składa się z nastę­

pujących maszyn:

- piły taśmowej typu Kremer, - wyrówniarki typu Penika,

- strugarki grubościowej typu HEK, - piły tarczowej typu Kirchner, - 3 tokarek.

Do modelarni należy suszarnia drewna o powierzchni ok»30m 2 oraz składowiska drewna.

Formiernia i wrtąpialnia. Do oddziału tego, oprócz samej formierni, zalicza się wytapialnia żeliwa i metali nieżelaz­

nych oraz rdzeniania i oddział przeróbki masy formierskiej.

Formiernia wyposażona jest w następujące urządzenia:

- suwnicę o nośności 3 t,

- elektryczny piec łukowy 250 kg, - żeliwiak 0 650,

- piec indukcyjny typu PJBII-300 kg,

- 2 formierki wstrząsarlci prasujące typu FK-2, - suszarka elektryczna typu SE1-13,

- mieszarka masy rdzeniowej typu Ms50, - mieszarka czernidła Mc-150,

f •

- mieszarka krąźnikowa 330 1 , - spulchniarka bębnowa typu SsT-15.

Wydział remontowy. W skład wydziału remontowego wchodzą:

warsztat mechaniczny i warsztat elektryczny.

Zasadnicze wyposażenie warsztatu mechanicznego składa się z:

- tokarki uniwersalnej typu TUE-35,

- t o k a r k i u n i w e r s a l n e j t y p u T R - 4 5 »

- strugarki poprzecznej typu Ss-400,

- w i e r t a r k i s t o j a k o w e j t y p u W K A - 2 5 »

- r ę c z n e j w i e r t a r k i e l e k t r y c z n e j t y p u A S Z - 5 5 »

- piły ramowej typu PLM20,

- s z l i f i e r k i d w u t a r c z o w e j ,

- spawarki elektrycznej (transformatorowej) typu - 2 3 , - spawarki acetylenowej z kompletem palników*

Warsztat elektryczny, poza drobnymi typowymi narzędziami i koniecznym umeblowaniem, specjalnej aparatury nie posiada® W warsztacie tym zainstalowane są również prostowniki umożli­

wiające ładowanie wózków akumulatorowych, które służą do trans­

portu wewnętrznego w zakładzie.

ŁŁmazyny. poza kilkoma pomieszczeniami, w których znajdują się magazyny podręczne, Katedra, a przede wszystkim jej za­

kład produkcyjny posiada następujące magazyny:

- magazyn chemikalii, magazyn modeli oraz magazyny mate­

riałów i surowców.

Oprócz magazynów zadaszonych istnieją składy surowców i mate­

riałów na wolnym powietrzu. 2

Ogólna powierzchnia magazynów zadaszonych wynosi 230 m , a po­

wierzchnia składowisk i zasobników 800 m2 .

Pomieszczenia administracyjne i dydaktyczne® Katedra posia­

da:.

- dwie sale wykładowe o łącznej powierzchni 110 n?,

- pokoje dla pracowników umysłowych i' administracyjnych o łącznej powierzchni 200 m*,

- stołówkę, kuchnię, łaźnię, urządzenia sanitarne, szatnie itp® o łącznej powierzchni około 200 m2.

Katedra stanowi więc odrębny, zamknięty obiekt nie tylko pod względem terytorialnym, lecz również wyposażeniowym®

Działalność Katedry Odlewnictwa

97

Dorobek naukowy i dydaktyczny Katedry. W początkowym okre­

sie istnienia, jak wspomniano uprzednio, Katedra posiadała skromne wyposażenie nie pozwalające na prowadzenie prac nauko­

wych»

V/ pierwszym dziesięcioleciu do r. 1955 pracownicy Katedry opublikowali. 19 prac, natomiast już w okresie następnym, do 1964 roku, ilość publikacji wzrosła do ponad 250*.

Do ważniejszych problemów, nad którymi pracowali lub obec­

nie pracują pracownicy Katedry, należą:

1» Polepszenie jakości i skrócenie czasu wyżarzania żeliwa ciągliwego.

2» Otrzymywanie nowych gatunków żeliw o specjalnych właści­

wościach.

3# Modyfikacja stopów odlewniczych»

4» Kinetyka utleniania stopów metali nieżelaznych»

5» Aktywizacja bentonitów*

6. Formowanie skorupowe»

7» Badania procesów krzepnięcia odlewów w formach metalo­

wych.

8» Automatyzacja procoeów odlewniczych.

9» Transport pneumatyczny w odlewni.

10» Zastosowanie w odlewnictwie nowych gatunków koksów.

Do końca 1964 r. zostały przeprowadzone na Wydziale Mecha­

nicznym Pol., Śi. rozprawy następujących prac . habilitacyjnych i doktorskich, wykonanych w Katedrze Odlewnictwa Pol.Śląskiej;

1) praca habilitacyjna pt. "Wpływ pola styku ziarn na wy­

trzymałość syntetycznych mas formierskich w stanie wil­

gotnym oraz anizotropia własności wytrzymałościowych",wy­

konana przez dr inż. Jana Lewandowskiego;

2) praca doktorska pt. "Aktywizacja polskich bentonitów" - -, wykonana przez mgr inż» Tadeusza Wachęlkę;

3) praca doktorska pt. "Określenie zależności między para­

metrami fizycznymi modyfikatorów i metali modyfikowa­

nych,; a ich wpływem na rozdrobnienie struktury pierwot­

nej stopów ołowiu, cynku, antymonu i aluminiugf - wyko­

nana przez mgr inz. Stanisława Juyęj,

4 ) praca doktorska pt. "Określenie przyczyn powstawania ob­

wódki per litycznej w żeliwie .ciągliwym" - wykonana

przez

mgr inż. Stefana Pieprznika;

5 ) praca doktorska pt. "Transport pneumatyczny materiałów formierskich" - wykonana przez mgr inż. Zbigniewa Piąt­

ki ewicza;

6) praca doktorska pt. "Rola powłoki i szczeliny gazowej w wymianie ciepła między odlewem a formą metalową", wyko­

nana przez mgr inż. Józefa Gawrońskiego;

7 ) praca doktorska pt. "Wpływ ultradźwięków na grafityza- cję czarnego żeliwa ciągliwego" - wykonana przez mgr inż. Janusza Braszczyńskiego.

8) praca doktorska pt. "Wpływ modyfikatorów na porowatość odlewów ze stopów Al-S3g" - wykonana przez mgr inż.. Bog­

dana Iwasyka.

Obecnie w Katedrze Odlewnictwa opracowuje się pod kierun­

kiem prof, dr inż. Wacława Sakwy dalszych 9 prac doktorskich.

W okresie 19 lat wykonano w Katedrze kilkaset prac nauko­

wo-badawczych, ekspertyz i opracowań technologicznych dla przemysłu z zakresu tworzyw odlewniczych, nowych metod for­

mowania i odlewania oraz z zakresu maszyn i urządzeń odlewni­

czych. W Zakładzie Odlewnictwa zrealizowano kilkanaście ty­

sięcy zamówień na różnego rodzaju specjalne odlewy dla prze­

mysłu.

Katedra zorganizowała 2 konferencje naukowo-techniczne,po­

łączone ze zjazdami absolwentów sekcji odlewniczej Wydziału Mechanicznego Pol. ál. Pracownicy Katedry brali udział w licznych konferencjach i zjazdach naukowych w kraju i za gra­

nicą.

Katedrę odwiedzili liczni przedstawiciele uczelni zagra­

nicznych (ZSRR, CSRS, Jugosławia, Bułgaria, Kuba, Węgry, NRD).

W okresie istnienia Katedry studia o specjalności "Urzą­

dzenia i technologia odlewnictwa" ukończyło 241 inżynierów I i II stopnia na studiach dziennych oraz na studiach wieczorom wych w Katowicach dalszych 83 osób.

Od i960 r. Katedra prowadzi systematyczne szkolenia pody­

plomowe dla wyższego personelu technicznego odlewni krajo­

wych. Do końca 1964 roku łączna jlośó uczestników tych kur­

sów wynosiła 200 osób.

Działalność Katedry Odlewnictwa ... 99

Zadania naukowe. .1 dydaktyczne oraz perspektywiczny rozwó.i Ka­

tedry Odlewnictwa

Rozwój gospodarki narodowej w dziedzinie przemysłu maszynowe­

go wymaga dalszego i bardziej intensywnego rozwoju prac nau­

kowych z dziedziny odlewnictwa« Dla spełnienia tych zadań,jak również zadań dydaktycznych przewiduje się dalszy rozwój Ka­

tedry.

Od r. 1380, według planów perspektywicznych, specjalność

’’Urządzenia i technologia odlewnictwa" ma kończyć na studiach dziennych 30 studentów rocznie. Taką samą ilość studentów przewiduje się na studiach wieczorowych.

Poważne zadania dydaktyczne i naukowe narzucają koniecz­

ność dalszego wyposażenia istniejących laboratoriów Katedry.

W związku z tym przewiduje się instalację pieców indukcyj­

nych próżniowych, uzupełnienie aparatury badawczej w istnie­

jących laboratoriach: metalograficznym, technologii formy,ma­

szyn i urządzeń odlewniczych, chemicznym i wytrzymałościowym«

Istnieje pilna potrzeba zbudowania laboratorium do badań de­

fektoskopowych wyposażonego w urządzenia do badań ultradźwię­

kowych, magnetycznych, rentgenowskich oraz izotopowych« Prze­

widuje się również zorganizowanie laboratorium automatyki o- raz laboratorium badań fizykochemicznych własności metali w

stanie stałym i ciekłym.

Głównym kierunkiem w pracach Katedry Odlewnictwa Politech­

niki Śląskiej są problemy związane z badaniem żeliwa ze szcze­

gólnym uwzględnieniem takich zagadnień jak modyfilcacja, wa­

runki krystalizacji pierwotnej i wtórnej, powłoki ochronne na odlewach.

Drugim kierunkiem prac w zawężonym zakresie jest problema­

tyka automatyzacji i mechanizacji procesów odlewniczych (u- kłady regulacji i transportu pneumatycznego).