Fémelőállítási és Öntészeti Intézet

Kutatás

Kutatási Kompetenciák

Öntészeti folyamatok számítógépes modellezése

Különböző szimulációs szoftverek alkalmazásával az öntészeti folyamatok számítógépes modellezése.

Alkalmazott szoftverek: Novaflow&Solid (CV=Control Volume módszere), SIMTEC/WINCAST (FEM=Finite Element módszer), Flow3D (CFD=Computational Fluid Dynamics módszer elvén működik).

A szoftverek segítségével lehetővé válik a nyomásos és gravitációs öntéstechnológiai módszerek esetén az olvadék formatöltési és dermedési folyamatának szimulációjára, a formatöltés során előforduló levegőbezáródások, valamint a dermedés során megfigyelhető hőcentrumok és porozitások vizsgálatára. A SIMTEC/WINCAST program alkalmazásával a visszamaradó öntési feszültségek szimulációja is elvégezhető.

A laboratórium eszközei:

  • Formatöltési- és dermedési szimulációk készítése SIMTEC/WinCast véges elemes szimulációs szoftver, NovaFlow&Solid Control Volume szimulációs szoftver, Flow3D CFD szimulációs szoftverekkel

Öntödei homokvizsgálatok

Formázó és maghomokkeverékek tulajdonságainak minősítése, valamint magkészítésnél használt kötőanyagok tulajdonságainak minősítése.

Öntödei homokok granulometriai jellemzőinek vizsgálata

A granulometriai jellemzők vizsgálatánál a homok szemcseeloszlását, fajlagos felületét, szemcsealakjának vizsgálatát végezzük el. Öntödei formázó homokok szemcseeloszlásának vizsgálata szitagép segítségével történik, amelyhez magyar szabványú szitasor tartozik. Igény szerint német szabványú szitasor is felhasználható. A vizsgálathoz tartozik egy kéttizedes pontosságú analitikai mérleg is. A homok fajlagos felületét az erre szolgáló DISA gyártmányú készülékkel végezzük el. A homokszemcsék alakját sztereomikroszkópon ellenőrizzük.

Szemcsés anyagok fajlagos felületének meghatározása

A fajlagos felület, mint jellemző a homok granulometriai tulajdonságainak egyike. Különösen fontos paraméter, amelyet folyamatosan ellenőrizni kell az öntödei homok vásárlásánál, ill. a használata során is. A formázókeverék számos tulajdonságát befolyásolja pl. szilárdság, gázáteresztőképesség, kötőanyag felvétele stb.

  • Szemcsés anyagok nedvességtartalmának meghatározása

Digitális kijelzős nedvesség meghatározó készülékkel (Kern nedvesség meghatározó mérleg DBS 60-3) történik az öntödei homokok és porok nedvességtartalmának vizsgálata.

Öntödei homokkeverékek iszaptartalmának meghatározása

Homokkeverékek 0,02 mm-nél kisebb szemcsenagyságú por frakció mennyiségének meghatározását jelenti. A keverés folyamata Multiserw Morek féle – Iszapkeverő Lsz-2 berendezéssel történik.

  • Nedves bentonitos formázókeverékek tulajdonságainak vizsgálata

A formázókeverékből készített szabványos próbatestek tömöríthetőségének, gázáteresztőképességének, nyomószilárdságának, nedves szakítószilárdságának, aktív bentonit tartalmának meghatározása.

  • Homokmagok melegdeformációs tulajdonságainak vizsgálata

A vizsgálat során a homokmagok hőigénybevétel hatására bekövetkező deformáció jellegét tanulmányozzuk. Az elkészített szabványos próbatesteket hot – distortion vizsgálókészüléken állítjuk elő.

Formázó- és maghomokkeverékekből készült szabványos próbatestek szilárdsági jellemzőinek vizsgálata

Különböző maghomokkeverékekből készített szabványos próbatestek nyomó-, nyíró-, hajlító-, és szakítószilárdságának meghatározása.

A próbatestek előkészítése speciális laboratóriumi maglövőberendezéssel történik, amely az alkalmazott szerszámtól függően különböző maghomokkeverékekből a készülék Hot-Box-; Cold-box; Croning – és Szervetlen vízüveges magkészítő technológia (pl. Inotec eljárás) alkalmazásával készült szabványos próbatestek (hajlító próbatest, melegdeformációs próbatest) gyártására alkalmas.

A vizsgálatok útján lehetővé válik a homok, kötőanyag és adalékanyag mennyiségének és minőségének a magok szilárdsági jellemzőire gyakorolt hatásának vizsgálata.

Homokvizsgáló laboratórium eszközei:

Fritsch Analysette 3 pro vibrációs szitagép,

– DISA típusú fajlagos felületmeghatározó készülék POF,

– Kern nedvesség meghatározó mérleg,

– Multiserw Morek féle – Iszapkeverő Lsz-2 berendezés,

– Multiserw Morek féle TYP LM 2c kollerjáratos görgős keverőberendezés,

– +GF+ döngölőkészülék,

– Multiserw Morek féle tömörítő berendezés,

– DISA típusú elektromos gázáteresztőképesség mérő készülék,

– DISA típusú nyomószilárdság vizsgálókészülék,

 

– DISA típusú nedves szakítószilárdság vizsgálóberendezés,

– DISA típusú meleg szakítószilárdság vizsgáló készülék,

– PMK típusú aktívbentonit meghatározására alkalmas mérőkészülék

– Multiserw Morek féle laboratóriumi homokkeverő TYP LMB-U,

– Simpson Gerosa típusú laboratóriumi maglövőberendezés

– Simpson Gerosa típusú Hot – distortion vizsgálóberendezés,

– Multiserw Morek féle maglövőberendezés LUT,

– Multiserw Morek féle univerzális szilárdságvizsgáló berendezés LRu-2e

Öntészeti alumínium ötvözet olvadékok vizsgálata

Olvasztás és olvadék minősítés: Komplett olvasztástechnológia felülvizsgálata, tanácsadás. Olvadékra, fémminősége visszavezethető selejtokok vizsgálata, valamint ötvözetek fejlesztése tesztelése.

  • Öntészeti alumínium ötvözet olvadékok lehűlési viszonyainak vizsgálata

Az ún. termikus elemzés során az olvadék hűlése közben lejátszódó átalakulási folyamatokat követjük nyomon az idő és a hőmérséklet függvényében.

  • Öntészeti alumínium ötvözet olvadékok zárványtartalmának vizsgálata

A vizsgálat célja az ötvözet olvadékok tisztasági fokának meghatározása, amely egy 200 °C-ra előmelegített speciális geometriájú kokillába öntött K-próbán történik.

  • Öntészeti alumínium ötvözet olvadékok sűrűségének meghatározása

A vizsgálati módszerrel meghatározzuk az ötvözet olvadékok oldott gáztartalmát, ezáltal lehetőség van az olvadék gáztalanító műveletének hatékonyságát megállítani.

  • Öntészeti ötvözet olvadékok hőmérsékletének mérése

Az olvadékok hőmérsékletlének mérésére szolgáló adatgyűjtőmérőrendszerekkel hőmérséklet érték rögzítése.

  • Speciális mérésadatgyűjtők alkalmazása az egyes vizsgálatokhoz

Az Intézet rendelkezik egy QuantumX adatgyűjtőberendezéssel (QuantumX 840B), amely 8 csatornás univerzális mérőrendszer, csatornánként max. 40kS/s mintavételi sebességgel rendelkezik. A készülék alkalmas hőmérséklet, nyomás, elmozdulás, torzulás, erő stb. mérésére. Oktatási és kutatási célokra egyaránt felhasználható.

A QuantumX mellett 2db NI típusú hőmérséklet mérésére szolgáló adatgyűjtővel (NI USB-9211 A4-CH,24DIT; NI USB-6009 14 BIT) is rendelkezik az Intézet. Oktatás keretében és kutatás során egyaránt alkalmazza az Intézet olvadékok hőmérsékletének mérésére, lehűlési viszonyok vizsgálatára.

  • Olvadékok előállítása olvasztó- és hőntartó kemencék felhasználásával

A kemencékben réz- bronz-, alumínium-, öntöttvasak – és acélolvadékok előállítása történik. Olvadékra, fémminősége visszavezethető selejtokok vizsgálata. Ötvözetek fejlesztése tesztelése.

A laboratórium eszközei:

  • QuantumX 840B adatgyűjtőberendezés,
  • K-kokilla,
  • termikus analízishez állvány,
  • MK 3VT típusú készülék, amely a sűrűségindex meghatározásra alkalmas berendezés,
  • Az MK 3VT berendezéshez tartozó MK 2200 típusú precíziós mérleg,
  • Silvercut CN-205M2 precíziós vágógép,
  • 3 db induciós olvasztókemence: 20–100 kg acél, öntöttvas és rézötvözetek olvasztására,
  • 1 db TCAL 50 típusú kemence alumínium olvadék előállítására: 4–100 kg tömegű, alumínium ötvözetek olvasztására,
  • 1db alumíniumolvasztó kemence,
  • 1db ellenállásfűtésű rézolvasztókemence

Nyomásos öntészet

Az Intézet műhelycsarnokában található hidegkamrás nyomásos öntőgép (Öntőgép IDRA OL-160 és tartozékai) jelenleg kétféle szerszámmal üzemel. Oktatási, kutatási célra egyaránt alkalmazható. Az Intézet az utóbbi egy évben számos külső cég számára tartott nyomásos öntészeti kurzust, ahol a résztvevők nemcsak az elméleti alapokkal, hanem a gép mellett is gyakorlatot szerezhettek. Mindkét szerszám egyfészkes. Egy kifolyási próbatest (R-lap próbatest) és egy szakítópálcacsokor (6db eltérő falvastagságú próbatest) állítható elő. Nyomásos öntészeti specifikus kérdések megválaszolása mellett elérhető tanácsadás.

Öntvények anyagvizsgálata és hibaanalízis - Mikroszkópos vizsgálat Zeiss Stemi sztereomikroszkóppal, és Zeiss Axio fénymikroszkóppal

Öntvények vizsgálata, hibaokok feltárása. Különböző minták töretfelületeinek és makrocsiszolatainak térben történő mikroszkópos vizsgálata Zeiss Stemi 2000C mikroszkóppal (Schott KL 1500 LCD transzformátorral felszerelve). Különböző típusú csiszolt minták (alumínium ötvözetek, öntöttvasak, rézötvözetek) mikroszkópos vizsgálata Zeiss Axio Observer mikroszkóppal, amelyre digikamera, AxioCam ICC3 kamera van felszerelve.

3D nyomtatás - Mintakészítés

A tervezett alkatrészek és termékek nyomtatása műanyagból és fémből.

Additív gyártástechnológiai laboratórium eszközei:

  • Formlabs form 2 – típusú (SLA) 3D nyomtató,
  • Formlabs formcure – UV kemence,
  • Cetus3D – típusú (FDM) 3D nyomtató,
  • Inventables x-carve – típusú 3D maró,
  • Iniettore waxy kompressor – viasz injektáló berendezés,
  • Vulcanizzatore twin big – szilikongumi vulkanizáló berendezés,
  • Indutherm MC 20V – típusú öntőgép,
  • Orlas Creator RA 3D lézeres fémnyomtató berendezés,
  • ATO Lab fémporgyártó berendezés,
  • CTX alpha 500 SINUMERIK 840D esztergaközpont,

DMU 40 HEIDENHAIN iTNC530 fúró-maró megmunkálóközpont.

Felülettechnológiai vizsgálatok

Felületi bevonatok minősítése, korróziós vizsgálatok. 

Alkalmazott eszközök, berendezések: 

  • sópermetkamra; 
  • leszakításos tapadásmérő; 
  • felületi érdességmérő; 
  • rétegvastagságmérő-berendezés 
  • Tristar 3000 micromeritics fajlagos felületmeghatározó berendezés; 

MOM derivatográf 1000-1500 °C-os kemencével. 

Pirometallurgiai vizsgálatok

Fémek és ötvözeteik olvasztása, mintakészítés. 

Alkalmazott berendezések: 

  • Vákuumindukciós kemence; 
  • 1600 °C-os hőkezelő kemence; 
  • indukciós mintaolvasztó-berendezés; 
  • acélolvasztó indukciós kemence. 

GDOS műszeres elemző kémiai összetétel meghatározása

Felületi rétegek kémiai összetételének meghatározása HORIBA IVON GDOS spektrofotométerrel.