Z E S Z Y T Y NAUKOWE P O LITE C H N IK I Ś L Ą S K IE ] 1978
S e r i a : M ech an ik a z . 65 N r k o l . 569
Jó z e f G AW ROŃ SK I, A n d rz e j P IL A R Z
I n s t y t u t O d l e w n i c t w a P o l i t e c h n i k a Ś l ą s k a
TEO R ETY C ZN E PO D ST A W Y OTRZYM YW ANIA POW ŁOK NA
ODLEWACH P R Z Y W Y K O RZY STA NIU S IŁ ELEK TR O D Y N A MIC ZNYC1I
S t r e s z c z e n i e . W a r ty k u le p r z e d s ta w io n o te o r e ty c z n e p o d sta w y k ie r o w a n ia r u chem s t a łe j c z ą s t k i w c iek ły m m e ta lu , d z ię k i p o łącz o n em u o d d z ia ły w a n iu p o la e l e k tr y c z n e g o i m a g n e ty c z n e g o na te n m e ta l. O k re ś lo n o te o r e ty c z n i e w ie lk o ś ć siły d z ia ł a ją c e j n a c z ą s t k ę , k ie r u n e k je j d z ia ł a n ia o r a z p r ę d k o ś ć r u c h u c z ą s t k i .
W ykonano b a d a n ia m o d elo w e, k tó r e p o tw ie r d z iły s łu s z n o ś ć a n a liz y t e o r e ty c z n e j . O p isa n a a n a li z a te o r e ty c z n a i b a d a n ia m odelow e s ą w stęp n y m etap e m p r a c , m a ją c y c h na c e lu o p ra c o w a n ie te c h n o lo g ii w y tw a rz a n ia pow łok kom pozytow ych na o d le w a c h , p o le g a ją c e j na o s a d z e n iu s ta ły c h c z ą s t e k n a w y b ra n e j p o w ie rz c h n i o d lew u d z ię k i w y k o rz y s ta n iu s i ł e le k tro d y n a m ic z n y c h .
1 . W s t ę p
W o s ta tn ic h la t a c h w zw iązk u z n ie u s ta n n ą k o n ie c z n o ś c ią p o p ra w y w ła ś c iw o ś c i o d le wów c z y n io n e s ą p ró b y s to s o w a n ia r ó ż n y c h o d d z ia ły w a ń fiz y c z n y c h na c ie k ły lu b k r y s ta liz u ją c y m e ta l. W ś r ó d ty c h o d d z ia ły w a ń w ym ienić n a le ż y m iędzy innym i s to s o w a n ie d rg a ń m e c h a n ic z n y c h o c z ę s t o tliw o ś c ia c h a k u s ty c z n y c h , in fra d ź w ię k o w y c h lu b u l t r a dźw ięk o w y ch , s to s o w a n ie s ta ły c h lub zm ien n y ch pól m a g n e ty c z n y c h , pól e le k tr y c z n y c h lub p o łą c z o n e o d d z ia ły w a n ie p ó l m a g n e ty c z n y c h i e l e k tr y c z n y c h . P o łą c z o n e o d d z ia ły w anie pól m a g n e ty c z n y c h i e le k tr y c z n y c h z n a jd u je z a s to s o w a n ie w u r z ą d z e n i a c h z w a nych u rz ą d z e n ia m i k o n d u k c y jn y m i. Do u r z ą d z e ń te g o ty p u z a lic z y ć m ożna pompy k o nduk- cyjne do t r a n s p o r t u c ie k łe g o m e ta lu , s e p e r a t o r y , k r y s t a l i z a t o r y k o n d u k c y jn e do c i ą g łego o d le w a n ia o r a z u r z ą d z e n i a do p ro w a d z e n ia k r y s t a l i z a c j i p r z y p o łącz o n y m o d d z ia ływ aniu pól m a g n e ty c z n y c h i e le k t r y c z n y c h .
W I n s ty tu c ie O d le w n ic tw a P o lite c h n ik i Ś l ą s k i e j w G liw ic a c h p o d ję to b a d a n ia m a ją c e na c e lu s t w ie r d z e n ie m o ż liw o śc i k ie r o w a n ia ru c h e m c e lo w o w p ro w a d z o n y c h s ta ły c h c z ą s te k do c ie k łe g o m e ta lu za p om ocą p o łą c z o n e g o o d d z ia ły w a n ia p o la m a g n e ty c z n e g o i e le k tr y c z n e g o . K ie ro w a n ie ru c h e m c z ą s t e k m oże być s z c z e g ó ln ie p r z y d a tn e w p r o w adzeniu o s a d z a n ia s ta ły c h c z ą s t e k w w y b ra n y c h m ie js c a c h odlew u lu b na je g o p o w ie rz c h n i /o trz y m y w a n ie o b s z a r ó w o dlew u o b u d o w ie k o m p o z y to w e j/ o r a z p r z y ró w n o m iernym r o z m ie s z c z e n iu c z ą s t e k w c a ł e j je g o o b ję to ś c i c o p o s ia d a p o d sta w o w e z n a c z e - n ie n p . w o d le w a n iu s u s p e n s y jn y m .
J .G a w r o ń s k i, A . P i l a r z
P i e r w s z ą c z ę ś c i ą b a d a ń p ro w a d z o n y c h w tym z a k r e s ie by ło o p ra c o w a n ie t e o r e t y c z n y c h p o d sta w a n a li z y ru c h u c z ą s t k i o r a z p ro w a d z e n ie w stę p n y c h b adań m odelow ych m a
ją c y c h p o tw ie r d z ić s łu s z n o ś ć p rz e p r o w a d z o n e j a n a liz y te o r e ty c z n e j . W yniki b a d a ń mo
d e lo w y c h b ę d ą sp ra w d z ia n e m m o ż liw o śc i z a s to s o w a n ia o p ra c o w a n e j m etody w z a g a d n ie n ia c h p ra k ty c z n y c h .
2 . T e o r e ty c z n e p o d sta w y a n a liz y r u c h u c z ą s t k i
Aby p r z e p r o w a d z ić a n a li z ę ru c h u c z ą s t k i k o n iecz n y m j e s t u c z y n ie n ie p ew nych z a ło ż e ń w stę p n y c h u p r a s z c z a ją c y c h a n a l i z ę . Jako p o d sta w ę a n a liz y p rz y jm ie m y r y s . 1.
R y s . l . E le m e n t m e ta lu u m ie s z c z o n y w sta ły m p o lu m ag n e ty c z n y m , p r z e z k tó r y p rz e p ły w a p r ą d e le k t r y c z n y
Na r y s u n k u tym p r z e d s ta w io n o e le m e n t c ie k łe g o m e ta lu . Z a k ła d a m y , ż e e le m e n t te n z n a jd u je s ię w s ta ły m , je d n o ro d n y m p o lu m ag n ety czn y m o in d u k c ji B . 1’o p r z e z m etal p rz e p ły w a p r ą d s t a ł y o n a tę ż e n iu I . Z a k ła d a m y , ż e w. n a s t ę p s tw ie p rz e p ły w u p r ą d u w o b ję t o ś c i m e ta lu p o w s ta je p o le e le k t r y c z n e je d n o r o d n e . Z a k ła d a m y ta k ż e b r a k ru c h u c ie k łe g o m e ta lu . Z a ło ż e n ie to , m im o, ż e j e s t d a le k im od r z e c z y w i s t o ś c i , n ie w p ro w a d z a i s to tn e g o b łę d u do a n a l i z y i m ożem y je p r z e tr a n s f o r m o w a ć do ru c h o m e g o u k ła d u w s p ó ł
r z ę d n y c h p o r u s z a ją c e g o s i ę w r a z z m e ta le m . P o c z y n io n e z a ło ż e n ia p o s ia d a ją sw e u z a s a d n ie n ie , g łó w n ie w o p a r c iu o d o s tę p n e o p ra c o w a n ia l i t e r a t u r o w e .
D la p r z y j ę te g o , ja k n a ry s u n k u z w ro tu w e k to r a in d u k c ji m a g n e ty c z n e j B i k ie r u n k u p rz e p ły w u p r ą d u , p o w s ta n ie s i ła e le k tro d y n a m ic z n a F z w ró c o n a z g o d n ie z o s i ą y . S i ł a t a sp o w o d u je p o w s ta n ie d o d a tk o w e g o c iś n ie n ia d z ia ł a ją c e g o w p ła s z c z y ź n ie x z .
T e o r e t y c z n e p o d s t a w y o t r z y m y w a n i a . 85
W i e l k o ś ć g ę s t o ś ć p r ą d u w o b j ę t o ś c i m e t a l u w y n i e s i e :
J -a bI /1 /
J e ś l i d o k o n a m y p o d z i a ł u c i e k ł e g o m e t a l u n a e l e m e n t y o w y s o k o ś c i .A z , t o s i ł a A F w y
w i e r a n a n a b o c z n ą p o w i e r z c h n i ę f o r m y w y n i e s i e
A F = B • 1 • A z
a c iś n ie n ie b ę d ą c e sk u tk ie m o d d z ia ły w a n ia t e j s iły
Af B • I
A p =A z - a
/
2/
I V l
Z p o w y ż s z e j z a le ż n o ś c i w y n ik a , ż e c iś n ie n ie j e s t s t a łe n a c a ł e j p o w ie rz c h n i xz m etalu /p o m ija ją c c iś n ie n i e m e t a l o s t a t y c z n e / . C a łk o w ite c iś n ie n i e b ę d z ie w ię c sum ą c iś n ie n i a m e ta lo s ta ty c z n e g o i c iś n ie n i a p o w s ta łe g o w w yniku o d d z ia ły w a n ia s i ł e le k tr o d y n a m ic z n y c h .
p = z . ę . g BI
/ 3 / gdzie - g ę s t o ś ć m e ta lu
Na r y s . 2 p r z e d s ta w io n o r o z k ł a d p o s z c z e g ó ln y c h c iś n ie ń o r a z c iś n ie n i a c a łk o w ite g o ja k o fu n k c ję w y s o k o ś c i o dlew u
P r z e a n a l iz u j e m y z ja w is k a to w a r z y s z ą c e u m ie s z c z o n e j w o b ję t o ś c i c ie k łe g o m e ta lu s t a ł e j c z ą s t k i p r o s to p a d ło ś c ie n n e j o in n e j p rz e w o d n o ś c i w ła ś c iw e j e l e k t r y c z n e j , n iż p r z e w o d n o ś ć c ie k łe g o m e ta lu i o in n e j m a s ie w ła ś c i w e j .
R y s u n e k 3 p r z e d s ta w ia c z ą s t k ę o w y m ia ra c h A x , A y , A z w p ro w a d z o n ą do c ie k łe g o m e ta lu .
Na e le m e n t te n b ę d z ie d z ia ła ć s i ła w y p o ru ró w n a
A W = A x - A y • A z - J • g /A / R y s . 2 . R o z k ła d c i ś n ie n i a w m e ta lu
jako fu n k c ja w y s o k o ś c i:
1 - C iś n ie n ie e le k tro d y n a m ic z n e 2 - C iś n ie n ie m e ta lo s ta ty c z n e 3 - C iś n ie n ie c a łk o w ite
A P = A x • A y A s g d z ie : A V - o b ję to ś ć c z ą s t k i
l ~ n ia sa w ła ś c iw a c z ą s t k i
o r a z s i ła c ię ż k o ś c i
A G = A x • A y • A z ? ! • 8 / 5 / W ypadkow a s iła w k ie r u n k u pionow ym w y n ie s ie :
8 /? ! ' ? / ■ 8 / ę r ^ / A V , / 5 ’ /
86 1 .G a w ro ń s k i, A . P i l a r z
— i # —
Kł
< 3 1 / 1 /
/
z
R y s . 3 . S t a ł a c z ą s t k a w c ie k ły m m e ta lu
P o n ie w a ż z a ło ż o n o s t a łą g ę s to ś ć p r ą d u w c a łe j o b ję to ś c i m e ta lu w c e lu o k r e ś le n ia w ie l
k o ś c i s i ły e le k tro d y n a m ic z n e j d z i a ł a j ą c e j n a c z ą s t k ę p rz e w o d z ą c ą , o k re ś lim y r ó ż n i c ę p o te n c ja łó w w y s tę p u ją c ą p o m ięd zy ś c ia n k a m i c z ą s t k i ró w n o le g ły m i do p ła s z c z y z n y x y .
N a p ię c ie p o m ięd zy e le k tro d a m i d o p ro w a d z a ją c y m i p r ą d d o m e ta lu w y n ie s i e : G - c
a b g d z ie :
G
- o z n a c z a o p o rn o ś ć w ła ś c iw ą m e ta lu• r1 1 11 I - c
p o n ie w a ż fc? = to U = - ,
g d z ie : ^ - p rz e w o d n o ś ć e l e k tr y c z n a w ła ś c iw a m e ta lu N a tę ż e n ie p o la e le k tr y c z n e g o E w e w n ą trz m e ta lu w y n ie s ie :
1
1 6 /
1 6 ’ I
*
-
J o bP o n ie w a ż p o m ięd zy g ę s t o ś c ią p r ą d u a n a tę ż e n ie m p o la i s t n i e j e z w ią z e k
i = (f ’ E
111
181 to k o r z y s t a j ą c z e w z o ru / 7 / m ożem y o k r e ś li ć g ę s to ś ć p r ą d u j^ p ły n ą c e g o p o p r z e z c z ą s te c z k ę
^ 1 IB1,
l l a b 1 8 I
W obec te g o p r ą d A I p ły n ą c y p o p r z e z c z ą s t k ę w y n ie s ie : A 1 - f j - A * - A y
1
• r i x
A i = ► ab 1 9 /
T eoretyczne podstawy otrzym ywania. 87
/ 1 0 /
no 'i
ż e n a
Na c z ą s tk ę tą z a d z ia ła w ię c s iła e le k tro d y n a m ic z n a F A f = B - A l - A z
l u b
A F = 3 1 ' A v . J j _
a b ' f
R o z p a t r u j ą c d z ia ł a n ie s i ł w k ie r u n k u poziom ym n a le ż y w z ią ć p o d u w a g ę t o , p ła s z c z y z n ę c z ą s t k i o w y m ia ra c h A x i A z d z ia ł a ró w n ie ż s i ł a b ę d ą c a n a s tę p s tw e m is tn ie n ia s i ł e le k tro d y n a m ic z n y c h w c ie k ły m m e ta lu . W ie lk o ść te g o o d d z ia ły w a n ia z n a j
d ziem y p o s łu g u ją c s i ę r y s . 4 . D la u k ła d u w s p ó łr z ę d n y c h , ja k n a r y s u n k u m ożna p r z y j ą ć , ż e n a p o w ie r z c h n ia c h c z ą s t k i ró w n o le g ły c h do p ła s z c z y z n y x z w y s tę p u je r ó ż n i c a c iś n ie ń ró w n a r ó ż n ic y c iś n ie ń w p ła s z c z y z n a c h ró w n o le g ły c h do p ła s z c z y z n y x z i o d le g ły c h od n ie j o y i y + A y .
C iś n ie n ia w ty c h p ła s z c z y z n a c h o b lic z a m y k o r z y s t a j ą c z r y s . 5 . R o z d z ie lim y w a r to ś ć n a tę ż e n ia p r ą d u n a c z ę ś c i I i I" p r z e p ły w a ją c e p o p r z e z e le m e n ty m e ta lu p o k a z a n e na r y s . 5 . P o n ie w a ż n a p ię c ie p o m ię d z y e le k tr o d a m i w y n o s i:
U = j* a b / U /
T o n a tę ż e n ie p r ą d u I ’ w y n ie s ie
88 j G a w ro ń s k i, A . P i l a r z
R y s . 5 . S c h e m a t do w y z n a c z e n ia r ó ż n ic y c iś n ie ń w p ła s z c z y z n a c h od lew u o d le g ły c h o A y
r
1 c
£ a b c t ay
b /1 2 /
i po d o b n ie
1" - l(y + A y )
b /1 2 ’ /
C iś n ie n ie w yw ołane s iła m i e le k tro d y n a m ic z nym i w m e ta lu w p ła s z c z y ź n ie o d le g łe j o A y od p ła s z c z y z n y x z w y n o si:
B I ’ c _ B 1 y a - c a b a - c
a w p ła s z c z y ź n ie o d le g łe j o y + A y /1 3 /
" . B l ( y t A y )
P = ab /1 3 ’ /
R ó ż n ic a c iś n ie ń p o m ięd zy tym i p ła s z c z y z n a m i:
A p . p . . p - . . B k .
B I Ay
A p = “ i b / H /
N a c z ą s t k ę d z ia ła w ię c s i ł a w k ie r u n k u o s i y o w ie lk o ś c i:
A F = A p • A x • A z P
/ 1 5 /
C a łk o w ita s i ł a d z i a ł a ją c a n a c z ą s t e c z k ę b ę d z ie w ię c w ypadkow ą t r z e c h s i ł : s i ł y A ? w k ie r u n k u pionow ym , s iły e le k tro d y n a m ic z n e j A F i s i ł y A F ^ p o c h o d z ą c e j z r ó ż n i c c i ś n ie ń c ie c z y b ę d ą c e j n a s tę p s tw e m w y stę p o w a n ia s i ł e le k tro d y n a m ic z n y c h w c ie k ły m m e ta l u .
O d d z ia ły w a n ie ty c h s i ł p r z e d s ta w io n o n a r y s . 6 . W ie lk o ś ć s i ły w y p ad k o w ej W w y n ie s ie
W =
]/(w
) 2 + (A F - A F ^ / 1 6 /T e o r e t y c z n e p o d sta w y o tr z y m y w a n ia .
P o d s t a w i a j ą c u p r z e d n i o w a r t o ś c i s i ł o t r z y m a m y :
\ W AP
K ą t, pod k tó ry m b ę d z ie d z ia ła ć s i ł a , w y lic z y ć m oż
n a z z a le ż n o ś c i:
/ li>’ /
/ AFp
i
n n
1 1 7 ’ i
z stąd
06, a r c tg [( g Ł - g / 1 8 /
R y s . 6 . S ił y d z ia ł a ją c e na s t a łą c z ę s tk ę
z z a le ż n o ś c i p o w y ż s z e j w y n ik a, ż e k ą t d z ia ła n ia s i ły w ypadkow ej n ie z a le ż y od o b ję to ś c i c z ą s t e c z k i a n i od je j w y m ia ró w .
2 . 1 . R uch c z ą s t e c z k i w c ie k ły m m e ta lu
P o d w pływ em u p r z e d n io o k r e ś lo n e j s iły c z ą s t k a b ę d z ie p r z e m ie s z c z a ć s ię w c iek ły m m e ta lu . J e ś li z a łó ż m y k u lis ty k s z t a ł t c z ą s t k i , to s iła o p o ru o k r e ś lo n a b ę d z ie w zo rem S to k e s a
W s z y s tk ie w y p ro w a d z o n e z a le ż n o ś c i p o z w a la ją nam s ą d z i ć o c h a r a k t e r z e r u c h u s t a łe j c z ą s t k i z n a jd u ją c e j s ię w c ie k ły m m e ta lu p o d d an eg o p o łą c z o n e m u o d d z ia ły w a n iu p o la e le k tr y c z n e g o i m a g n e ty c z n e g o . Z e w z g lę d u n a p o c z y n io n e w s tę p n e z a ło ż e n ia , w ie lk o ś c i w y lic z o n e z w y p ro w a d z o n y c h w z o ró w s ą o b a r c z o n e pew nym b łę d e m le c z p o c z y n io n e b a d a n ia w s tę p n e w y k a z a ły , ż e b łą d te n j e s t n ie w ie lk i i w obec c z e g o o k r e ś le n ie p a r a m e tró w r u c h u c z ą s t e k n a d r o d z e a n a li ty c z n e j w p o d a n y s p o s ó b m oże b y ć p r z y d a tn e w p r ó b a c h z a s to s o w a ń p r a k ty c z n y c h .
Fq = 6
Jl
*2 R V ,g d z ie : rj - le p k o ś ć c ie k łe g o m e ta lu , R - p ro m ie ń c z ą s t k i k u l i s t e j, V - p r ę d k o ś ć r u c h u .
P r ę d k o ś ć , po u s t a le n i u s i ę w aru n k ó w r u c h u w y n ie s ie
g
90 ] . G a w ro ń s k i, A . P i l a r z
3 . B a d a n ia w ła sn e
W c e lu p rz e p r o w a d z e n ia b a d a ń m a ją c y c h na c e lu s p r a w d z e n ie p ra w d z iw o śc i w y p ro w a
d z o n y c h z a le ż n o ś c i te o r e ty c z n y c h w In s ty tu c ie O d lew n ictw a P o lite c h n ik i Ś lą s k ie j sk o n stru o w a n o s ta n o w is k o b a d a w c z e . Z a sa d n ic z y m i elem en tam i te g o sta n o w isk a s ą :
a / e le k tro m a g n e s o s z e r o k o ś c i s z c z e lin y p o m ięd zy n ad b ieg u n n ik am i 150 mm. E l e k t r o m ag n es p o s ia d a u z w o je n ie w ykonane z d r u tu m ie d z ia n e g o o ś r e d n ic y 3 mm i il o ś c i
zw ojów n = 2 8 0 0 . E le k tro m a g n e s te n p o z w a la n a u z y s k a n ie s ta łe g o pola m ag n ety cz- o in d u k c ji 0 - 1 , 3 T e s l i ,
b / z a s i la c z e le k tro m a g n e s u , w s k ła d k tó r e g o w c h o d z ą :
- a u to tr a n s f o r m a to r tr ó jf a z o w y o m ocy 3 x 2 kW o n a p ię c iu w yjściow ym reg u lo w an y m w z a k r e s i e 0 do 250 V .
- z e s p ó ł d io d p ro s to w n ic z y c h 6 x BY2002R
- z e s p ó ł k o n d e n s a to ró w f ilt r u ją c y c h 20x400^ u F w p o łą c z e n iu ró w n o le g ły m .
Z a s i l a c z te n p o z w a la n a d o s t a r c z e n i e do e le k tro m a g n e s u p rą d u s ta łe g o o n a tę ż e n iu re g u lo w a n y m p ły n ie w z a k r e s i e od 0 do 50 A .
c / z a s i la c z p rą d u n is k ie g o n a p ię c ia , w s k ła d k tó r e g o w c h o d z ą :
- a u to tr a n s f o r m a to r jed n o fa z o w y o m ocy 2 kW i n a p ię c iu w yjściow ym regulow anym p ły n ie w z a k r e s ie od 0 do 250 V
- tr a n s f o r m a t o r 220 V /5 V o o b c ią ż a ln o ś c i u z w o je n ia w tó rn e g o 1200 A - z e s p ó ł d io d p ro s to w n ic z y c h 2xBY2002R w p o łą c z e n iu ró w n o le g ły m .
Z a s il a c z te n p o z w a la na u z y s k a n ie p rą d ó w zm iennych o n a tę ż e n ia c h do 1200 A lu b s ta ły c h do 400 A /k r ó tk o t r w a ł e 600 A /
Z e w z g lę d u n a o g ra n ic z o n e w y m iary p r z e s t r z e n i p o m ięd zy n ad b ieg u n n ik am i do b ad a ń w s tę p n y c h u ż y to s k r z y n e k f o r m ie r s k ic h o w y m ia ra c h 150x150x180 mm w ykonanych z d r e w n a . O dlew p ró b n y m iał k s z t a łt p r o s to p a d ło ś c ia n u o w y m ia ra c h 50x50x80 mm. W tr a k c i e fo rm o w a n ia w p r z e s t r z e n i w nęki fo rm y u m ie s z c z a n o dw a p ła s k o w n ik i /e l e k t r o d y / mie d z ia n e o p r z e k r o ju 32 mm . Do w s tę p n y c h m odelow ych b a d a ń u ż y to jak o m etalu o snow y, 2 s to p u o ło w iu , c y n y i kadm u o te m p e r a tu r z e to p n ie n ia o k o ło 1 8 0 ° C . W c z a s i e tr w a n ia p r ó b do sto p u te g o w p ro w a d z a n o ś r u t m ie d z ia n y o ś r e d n ic y z ia r n a około 0 , 8 mm.
3 . 1 . S p o s ó b p ro w a d z e n ia b ad ań
P r z e d p r z y s tą p ie n ie m do z a le w a n ia fo rm y m etalem p rz y g o to w a n o ś r u t m ie d z ia n y w s p o s ó b n a s tę p u ją c y : p o w ie rz c h n ię z i a r n ś r u tu w y tra w io n o w 30% r o z tw o r z e k w a su s o l n e g o , a n a s tę p n ie p rz e m y to w 20% ro z tw o r e m c h lo r k u c y n k u . P o w y ż s z e c z y n n o ś c i m iały n a c e lu u ła tw ie n ie z w ilż e n ia p o w ie rz c h n i ś r u tu p r z e z s t o p . P r z y g o to w a n ie ś r u tu od b y w ało s ię r ó w n o c z e ś n ie z to p ie n ie m m e ta lu . P o s to p ie n iu m etalu w il o ś c i p o tr z e b n e j do
T e o re ty c z n e p o d sta w y o tr z y m y w a n ia . 91 w y p ełn ien ia je d n e j fo rm y i p r z e g r z a n iu do te m p e r a t u r y 2 5 0 °C , w sypyw ano do n ie g o p rz y g o to w a n y ś r u t o m a s ie o k o ło 100 g. P o z a m ie sz a n iu z a w a r to ś c i ty g la m etal w le w a no do fo rm y u m ie s z c z o n e j w p o lu m agnetycznym i w łą c z a n o z a s i l a c z e . K rz e p n ą c y odlew zn ajd o w ał s ię w p o lu m ag n ety czn y m a ż do c h w ili z a k r z e p n ię c ia w c a łe j o b ję t o ś c i . P o o s ty g n ię c iu o d lew w y b ijan o z fo rm y i c ię to w p ła s z c z y z n a c h p r o s to p a d ły c h i ró w n o le g ły c h do je g o o s i w c e lu u ja w n ie n ia r o z k ła d u ś r u tu w je g o o b ję t o ś c i . P r ó b y p r z e p ro w a d z a n o s t o s u ją c r ó ż n e w a r to ś c i in d u k c ji p o la m a g n e ty c z n e g o , r ó ż n e w a r to ś c i n a t ę ż e ń p rą d ó w p r z e p ły w a ją c y c h p r z e z m e ta l o r a z ró ż n e te m p e r a t u r y z a le w a n ia .
3 . 2 . A n a liz a w yników b a d a ń
Na p o d s ta w ie o b s e r w a c j i p r z e k r o jó w p r ó b e k o d le w a n y c h w po lu m ag n ety czn y m s tw ie r d z ić m o ż n a , ż e w y n ik i p r ó b p o tw ie r d z a ją s łu s z n o ś ć te o r e ty c z n y c h r o z w a ż a ń . We w s z y s tk ic h p ró b k a c h s tw ie rd z o n o n ie s y m e tr y c z n y r o z k ł a d ś r u tu m ie d z ia n e g o w o b ję t o ś c i o d le w u . R o z k ła d ś r u tu w p ła s z c z y ź n ie p r z e k r o ju w y b ra n e g o odlew u p r z e d s t a - w ia ją r y s . 7 , 8 , 9 . W e w s z y s tk ic h p r z y p a d k a c h s t w i e r d z ić m ożna w pływ o d d z ia ły w a n ia p o la m a g n e ty c z n e g o n a o s a d z a n ie w p ro w a d z o n y c h d o d atk ó w d o m e ta lu - o sn o w y .
U. W n io sk i
O p ra c o w a n ie t e o r e t y c z n e p r o c e s u o s a d z a n ia d o d atk ó w w p ro w a d z a n y c h do m etalu k r z e p n ą c e g o w p o lu m ag n ety czn y m j e s t p o d s ta w ą do r e a l i z a c j i n a s tę p n y c h p r ó b , m a ją c y c h w o s ta te c z n y m e fe k c ie u m o ż liw ić o p a n o w a n ie n o w e j te c h n o lo g ii u s z l a c h e tn i a n ia o d le w u .
W stę p n e p r z e p r o w a d z o n e p ró b y w y k a z a ły , ż e o p ra c o w a n ie te o r e ty c z n e j e s t s łu s z n e i j e s t m o żliw e k ie r o w a n ie ru c h e m c z ą s t k i z n a jd u ją c e j s i ę w c ie k ły m m e ta lu , c z e g o o s ta te c z n y m e fe k te m m oże b y ć o s a d z e n ie je j w żąd an y m m ie js c u o d le w u .
P o w y ż s z e o p ra c o w a n ie s ta n o w i o p is w s tę p n y c h p r a c , m a ją c y c h n a c e lu u ła tw ie n ie r e a l i z a c j i p o z o s ta ły c h e ta p ó w b a d a ń .
9 2 | .G a w ro ń s k i. A . P i l a r z
R y s . 7 . R o z m ie s z c z e n ie c z ą s t e k w o b ję to ś c i o d lew u d la n ie w ie lk ic h w a r to ś c i ilo c z y n u B :1
T e o r e t y c z n e p o d s ta w y o t r z y m y w a n ia . . . 9 3
A - A
B-e
R y s . 8 . R o z m ie s z c z e n ie c z ą s t e k w o b ję to ś c i o d lew u dla d u ż y c h w a r to ś c i B.T /w id o c z n e z g ro m a d z e n ie s ię c z ą s t e k w g ó r n e j s t r e f i e o d le w u /
J .G a w r o ń s k i , A .P i l a r z
R y s . 9 . R ó w n o m ie rn e r o z m ie s z c z e n ie c z ą s t e k n a w y b ra n e j b o c z n e j p o w ie rz c h n i o d lew u p r o s to p a d ło ś c ie n n e g o /d la B . l = 0 ,3 T 4 3 5 0 A /
T e o r e t y c z n e p o d s ta w y o trz y m y w a n ia . 95
l i t e r a t u r a
1, G ie lfg a t J . : Ż id k ij m ie ta ł pod d ie js tw ie m e le k tro m a g n itn y c h s i ł . Z n a n ie . R yga 1975 2. D u d ziew icz J . : P o d s ta w y e le k tro m a g n e ty z m u . W N T, W a rs z a w a 1 9 7 2 .
3 . p o lis z c z u k W . : M o d e m iz iro w a n n s ja u sta n o w k a MDN 6 d la e le k tro m a g n itn o g o d o z ir o - w ania a lu m in ije w y c h i c is k o w y c h s p ła w ó w . L itie jn o je p ro iz w o d s tw o n r 1 1 /1 9 7 4 . 4 , G a w ro ń sk i J . , P i l a r z A . , M is e r a F . : M o żliw o śc i w y k o rz y s ta n ia s ił p o la m a g n e ty c z
nego w p r o c e s ie k r y s t a l i z a c j i o d le w u . M a te r ia ły 111 S ym pozjum N aukow ego AGH z o k a z ji D nia O d le w n ik a , K rak ó w 1 9 7 7 .
T H E O R E T IC A L P R IN C IP L E S O F PR O D U C TIO N O F C O A TIN G S ON C A S T IN G S W ITH TH E U S E O F ELE C T R O D Y N A M IC F O R C E S S u m m a r y
T h e p a p e r p r e s e n t s t h e o r e t i c a l p r i n c ip l e s o f c o n tr o l o f th e m otion of a s o lid p a r tic le in liq u id m e ta l b y m e a n s of co m b in ed a c ti o n o f e l e c t r i c a n d m a g n e tic f i e ld s on the m e ta l. T h e o r e t i c a l e v a lu a tio n w as. m ade o f th e f o r c e a c tin g on a p a r t i c l e , d i r e c tion o f th e a c ti o n a n d v e lo c ity o f th e p a r t i c l e . T h e o r e t ic a l c o n s id e r a t io n s w e re c o n f i r med by e x p e r im e n ts on a m o d e l. T h e t h e o r e t i c a l a n a ly s is a n d m odel e x p e rim e n ts fo rm a p r e lim in a r y s ta g e o f w o rk s a im ed a t d e v e lo p m e n t of a te c h n iq u e f o r p r e p a r a ti o n of c o m p o site c o a tin g s on c a s t in g s b y m ean s of a p p lic a tio n of e le c tro d y n a m ic f o r c e s f o r d e p o s itio n o f s o lid p a r t i c l e s on a s e l e c te d s u r f a c e of a c a s t in g .
TJSOPETMECKHE OCHOBbl IIOJE/HEHMH nOKPblTHw HA OTJIHBKAX II PM H C D 0JIŁ30BA H M aJIEKTPOflMHAMiiHECKia CM
P e a ¡o u e
\
B CTaTLO aaiOTCH T eopeTM M ecK H e o c h o b u ynpaB iieH H H nBMaceHMeu T B ep a o ft q a c iH - UH b u c h u k o u u G T a ju ie d j i a r o s a p n o n H O B p eu eH H o u y B 3a n u o f l e 8 cTBiiD a a e it T p ii q e c K o r o h M arH H T H oro n o jie ii Ha u e x a j u . T e o p e T n q e c K M o n p en eix eH O B8 JinqH H y c h j i h , n e v i- CTByiomeB H a q a c i i m y , H a n p a B Jie H n e ee aeflC TB H H , a TaKsce c K o p o c r B s b m * 8 h h h ł a c T M i w . IIpoB eneH O u o fleJiB H iie H C C xenoB aH H H , KOTOpue n o aiB ep u H JiM npaBHJiBHO- c t b TdopeTH RecK oro a H a n H 3a . OnHcaHHuii T eo p eT H q ec K H fi aH ajwa m u oaejiB H L ie h c - CJI6 A0 B8 HMH HBJ1HBTCH n p 6 ABapH T6 HBHUl BTailOll p ad O T C UeilBlO p a 3 padOTKH T6 X - HOJIoriłM ITCHiyReHHH K01i n 0 3 HIlH0 HHHX nOKpblTilfi H a OTJIHBKaX, KOTOpaH 3aKJII0»iaeTCH b t o u , qxo djiaronapH HCii0JiB30BaHHB ajieK TpoflM H aiH uiecK H X c h ji T B e p n u e q a c T r n w o c a x n a » T C H H a B u dpaH H oti n o B e p x H o c T H o t j i h b k h .
