Projekt Rozwojowy Nr:  N R07 0011 06

Sygnatura Politechniki Śląskiej:  PBR-17/RM-2/2009

Tytuł projektu:

„Opracowanie technologii wytwarzania tłoków kompozytowych

do sprężarek powietrza”

Cel projektu:

Celem projektu nt. „Opracowanie technologii wytwarzania tłoków kompozytowych do sprężarek powietrza” jest ustalenie warunków wytwarzania zawiesin kompozytowych w warunkach półprzemysłowych i wykonanie partii prototypowych tłoków w oparciu o metodę odlewania kokilowego. Zaproponowane we wniosku wytworzenie tłoków do sprężarek powietrza wynika z możliwości wykonania krótkich serii tłoków z wykorzystaniem linii produkcyjnej firmy „Złotecki” sp. z o.o., która wyraziła chęć współpracy przy realizacji projektu.

Streszczenie:

Opracowana w Katedrze Technologii Stopów Metali i Kompozytów Politechniki Śląskiej metoda zawiesinowa umożliwia na skalę laboratoryjną wytworzenie kompozytów o osnowie stopów Al zbrojonych cząstkami ceramicznymi SiC, Al2O3 oraz o zbrojeniu heterofazowym. Wykorzystanie jako zbrojenia mieszaniny cząstek SiC i węgla szklistego umożliwia uzyskanie materiału o lepszych właściwościach trybologicznych w porównaniu z efektami uzyskanymi dla jednego rodzaju fazy zbrojącej, co zostało potwierdzone w ramach wcześniejszych badań realizowanych przez zespół (m. in. projekt KBN 3/T08D 024 28: „Kształtowanie funkcjonalnej warstwowej struktury odlewów kompozytowych zawierających zbrojenie heterofazowe”). Dotychczasowe doświadczenia autorów wnioskowanego projektu (m. in. realizacja projektu PBZ – KBN-114/T08/2004 - „Nowe tworzywa i procesy technologiczne w odlewnictwie, Zadanie II.4.2 i Zadanie II.5.2”) wskazują, że parametry wprowadzania cząstek ceramicznych do ciekłego metalu oraz warunki homogenizacji wiążą się bezpośrednio ze skalą układu. Dlatego głównym założeniem projektu jest zbudowanie stanowiska piecowego z układem mieszania w warunkach obniżonego ciśnienia, w którym możliwe będzie wytworzenie i homogenizacja jednorazowo ok. 50 kg materiału kompozytowego. Taka ilość wsadu powinna umożliwić wykonanie serii tłoków do sprężarek powietrza w warunkach linii przemysłowej firmy „Złotecki” sp. z o.o. z zachowaniem powtarzalnych warunków produkcji. Wstępne badania autorów projektu potwierdzają możliwość odlewania kokilowego tłoków z zawiesin kompozytowych. Jednak mniejsza lejność zawiesiny kompozytowej w porównaniu z dotychczas stosowanym siluminem wymaga modyfikacji układu zalewowego i zmiany warunków krzepnięcia materiału w formie. W tym celu zakres badań przewidzianych w projekcie obejmować będzie zamodelowanie procesu wypełniania kokili oraz ocenę możliwości sterowania procesem krzepnięcia w celu uzyskania właściwego rozmieszczenia faz zbrojących w odlewie. Planowane badania obejmować będą analizę procesu krzepnięcia materiału kompozytowego oraz zaprojektowanie i wykonanie kokili do odlewania tłoków. Na każdym etapie wytwarzania  realizowane będą badania struktury i właściwości odlewów. Istotne znaczenie będzie miała weryfikacja technologiczności wykonania tłoków poprzez wykonanie pełnej obróbki wykańczającej w warunkach przemysłowej linii obróbczej . Planowane są także wstępne badania eksploatacyjne w skojarzeniu tłok kompozytowy – tuleja cylindrowa.

Efektem końcowym będzie opracowanie zaleceń technologicznych i procedury wytwarzania tłoków kompozytowych w technologii odlewania kokilowego.

Osoba do kontaktu: dr inż. Maciej Dyzia

Politechnika Śląska
Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii
Katedra Technologii Materiałów (RM2)
Politechnika Śląska
ul. Krasińskiego 8
40-019 Katowice,
tel. 032 603 4368
fax. 032 603 4469
e-mail: Maciej.Dyzia@polsl.pl