BAKALARSKA PRACA

Prepis

1 SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE STROJNÍCKA FAKULTA PROCESY VYSOKOTLAKOVÉHO LIATIA POSKYTUJÚCE ODLIATKY S VYSOKOU INTEGRITOU VHODNÉ PRE DYNAMICKÉ APLIKÁCIE BAKALÁRSKA PRÁCA SjF Študijný program: automobily, lode a spaľovacie motory Študijný odbor: motorové vozidlá, koľajové vozidlá, lode a lietadlá Školiace pracovisko: Ústav technológií a materiálov Vedúci bakalárskej práce: doc. Ing. Ladislav Stanček, CSc. Konzultant: Ing. Eduard Sedláček Bratislava 2010 Michal Čeretka

2 2

3 Slovenská technická univerzita v Bratislave Strojnícka fakulta Ústav technológií a materiálov Akademický rok: 2009/2010 Evidenčné číslo: SjF ZADANIE BAKALÁRSKEJ PRÁCE Študent: Michal Čeretka ID študenta: Študijný program: Študijný odbor: Vedúci práce: Konzultant: Miesto vypracovania: automobily, lode a spaľovacie motory motorové vozidlá, koľajové vozidlá, lode a lietadlá doc. Ing. Ladislav Stanček, CSc. Ing. Eduard Sedláček Ústav technológií a materiálov, SjF STU v Bratislave Názov práce: Špecifikácia zadania: Procesy vysokotlakového liatia poskytujúce odliatky s vysokou integritou vhodné pre dynamické aplikácie 1. Analýza procesov tlakového liatia 2. Chyby tlakovo liatych odliatkov a ich spoľahlivosť 3. Vplyv tlaku aplikovaného v procese tuhnutia na vlastnosti a spoľahlivosť odliatkov 4. Možnosti spracovania zliatin v stave čiastočne tuhom (SSM Semi Solid Metals) 5. Zlievarenské technológie s vysokou spoľahlivosťou Rozsah práce: strán Dátum zadania bakalárskej práce: Termín odovzdania bakalárskej práce: Michal Čeretka Študent doc. Ing. Viliam Hrnčiar, CSc. vedúci pracoviska prof. Ing. Miroslav Vereš, PhD. garant študijného programu 3

4 Čestné prehlásenie Vyhlasujem, že som záverečnú prácu vypracoval samostatne s použitím uvedenej literatúry. Bratislava, 10. júna Vlastnoručný podpis 4

5 Ďakujem vedúcemu bakalárskej práce, doc. Ing. Ladislavovi Stančekovi, CSc., za odbornú pomoc, prejavenú ochotu a starostlivosť pri vedení mojich krokov počas celého obdobia tvorby bakalárskej práce. Bratislava, 10. júna 2010 Michal Čeretka 5

6 Názov práce: Procesy vysokotlakového liatia poskytujúce odliatky s vysokou integritou vhodné pre dynamické aplikácie Kľúčové slová: liatie s kryštalizáciou pod tlakom, liatie v čiastočne tuhom stave, tlakové liatie do vysokého vákua, kritické súčiastky Abstrakt: Predložená bakalárska práca sa zaoberá zlievarenskými technológiami vhodnými pre výrobu kritických súčiastok pre automobilový priemysel. Hodnotí možnosti tvarových technológií s ťažiskom na zlievanie pri uspokojovaní požiadaviek automobilového priemyslu. Vychádza z technológie vysokotlakového liatia a z analýzy jeho typických zlievarenských chýb. Uvažuje procesy využívajúce zliatiny ľahkých kovov. Práca prezentuje a hodnotí technológie vychádzajúce z vysokotlakového liatia a zachovávajúce jeho výhody, najmä hospodárnosť, čím zabezpečujú vysokú spoľahlivosť nevyhnutnú pre kritické súčiastky. Ťažisko pozornosti kladie na procesy zlepšujúce štruktúrne vlastnosti a charakteristiky ako sú liatie s kryštalizáciou pod tlakom (LKT), liatie v čiastočne tuhom stave a vysokotlakové liatie do vysokého vákua (Vacural). Title: The processes of high pressure die casting providing castings with high integrity applicable to dynamic applications Keywords: Squeeze Casting, Semi Solid Metal Casting, High Vacuum Die Casting, critical components Abstract: This baccalaureate work deals with casting technologies applicable to the production of critical components for Automotive industry. It evaluates the possibilities of near-net shape technologies with the accent on die casting by the requirement satisfaction of Automotive industry. It goes from high pressure die casting technology and analysis of its typical casting defects. It also concentrates on processes using light metallic alloys. The work presents and evaluates technologies which go from high pressure die casting and keep its advantages, especially economic efficiency and so ensure high safety of critical components. The centre of attention is focused on processes improving structural facilities and performances such as squeeze casting (SC), semi solid metal casting (SSM) and high pressure die casting in the high vacuum (Vacural). 6

7 Obsah 1 Úvod Technológia liatia a konkurenčné technológie tvárnenia Porovnanie technológie liatia s technológiou kovania Porovnanie technológie liatia s technológiou lisovania Technológie vysokotlakového liatia Vysokotlakové liatie (VTL) Liatie do teplej komory VTL stroja Liatie do studenej komory VTL stroja Inovácie technológie VTL Technológia Acurad Technológia GPF Chyby VTL odliatkov Analýza chýb odliatkov Predchádzanie tvorbe chýb v odliatkoch Technológie VTL zabezpečujúce vysokú celistvosť odliatkov Technológia vysokotlakového liatia do vysokého vákua Vacural Liatie s kryštalizáciou pod tlakom (LKT) Priame LKT Nepriame LKT Procesy liatia v čiastočne tuhom stave (SSM) Reoliatie Tixoliatie Tixotvárnenie Procesy výroby brečky SSR, NRC, SLC, CRP Záver Použitá literatúra Prílohy

8 1 Úvod Hliník ako konštrukčný materiál výrazne ovplyvňuje životný cyklus zdrojov energie a to najmä pohonných látok prostredníctvom automobilového priemyslu. V tomto prípade energetická analýza zahŕňa okrem spotreby pohonných hmôt aj energiu na výrobu materiálov a energiu na recykláciu. A práve preto musia byť výrobné náklady významne obmedzené z dôvodu dosiahnutia úspechu hliníkového vozidla na svetovom trhu. Najmä snaha o zvýšenie ekonomiky, bezpečnosti, komfortu vytvára tlak na spotrebu paliva a je veľkou motiváciu na zníženie pohotovostnej hmotnosti vozidla [1]. Existuje viacero spôsobov ako znížiť hmotnosť vozidla, ale jednou zo zásadných alternatív bola náhrada materiálov na báze železa použitých pri jeho konštrukcii materiálmi s nižšou hustotou. Popri využití nižšej hustoty hliníka oproti oceli sa do popredia dostáva ďalšia redukcia hmotnosti, prácnosti a spotreby energie prostredníctvom integrácie viacerých súčiastok do jedinej súčiastky. Pri splnení podmienky hospodárnosti a vysokej spoľahlivosti diktovanej požiadavkou maximálnej bezpečnosti, prichádzajú do úvahy zlievarenské technológie zaručujúce vylúčenie chýb odliatkov a umožňujúce získať z kovovej matrice celý potenciál mechanických vlastností. Ide o technológie vysokotlakového liatia poskytujúce odliatky s vysokou integritou a vysokými mechanickými vlastnosťami. Profesijná organizácia NADCA (North American Die Casting Association) definuje tlakové liatie s vysokou celistvosťou odliatkov ako procesy, ktoré minimalizujú turbulenciu pri plnení dutiny formy, umožňujú pôsobenie tlaku počas tuhnutia a dôsledne vyrábajú vysoko celistvé súčiastky, schopné rozpúšťacieho tepelného spracovania bez tvorby pľuzgierov [2]. Do tohto úsilia zapadá aj projekt Synergický vplyv gradientu rýchlostí prúdenia tuhnúcej taveniny a vysokých rýchlostí jej ochladzovania v procese liatia s kryštalizáciou pod tlakom zliatin NeFe kovov pre automobilový priemysel (AP) riešený na Ústave technológií a materiálov. Predložená bakalárska práca je súčasťou tohto projektu. 8

9 2 Technológia liatia a konkurenčné technológie tvárnenia 2.1 Porovnanie technológie liatia s technológiou kovania Technológia liatia [3] sa skladá z liatia alebo vstrekovania roztaveného kovu do formy obsahujúcej dutinu s požadovaným tvarom odliatku. Technológie liatia kovov môžu byť klasifikované buď druhom formy alebo použitým tlakom na vyplnenie formy s kvapalným kovom. Existuje celý rad metód pre produkciu určitej súčiastky. Každá z nich má svoj vlastný súbor výhod a nevýhod. Niektoré z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich výber procesu zahrňujú nasledujúce: - konštrukcia súčiastky, požadované tolerancie, špecifikácia kovu, požadovaná povrchová úprava, náklady na obrábanie. Najviac súčasných výkonných kolies (obr ) je vyrobených z hliníkových odliatkov alebo výkovkov. Kované kolesá sú vyrábané v niekoľkých krokoch v porovnaní s jedným krokom v procese odlievania. Odliatok má tú výhodu, že umožňuje konštruktérovi viac nezávislých úprav, pretože technológia zlievania je viac flexibilnejšia. Až do nedávnej doby, väčšina kolies bola odlievaná gravitačne (ťažšie a hrubšie). Dnes používané techniky nízkotlakového liatia podstatne znižujú pórovitosť. Obr Liate diskové koleso [3] Kovanie alebo tvárnenie za studena sú procesy tvárnenia kovov. Plastická deformácia spôsobuje zvýšenie počtu dislokácii čo povedie k stavu vyššej vnútornej napätosti. Spevnenie kovu za studena je pripisované vzájomnému pôsobeniu dislokácii s ostatnými prekážkami (napr. hranica zŕn). 9

10 Kované kolesá (obr ) sa používajú preto, že enormne vysoké pracovné tlaky pri tvárnení kovu vylučujú pórovitosť a dutiny, ktoré môžu byť iniciátormi porúch alebo korózie. Navyše, vzhľadom k hustote kryštalickej štruktúry, brúsené kované koleso bude udržiavať svoj lesk oveľa dlhšie ako leštený odliatok kolesa, ktorý môže byť pórovitý. Obr Zjednodušený opis postupu kovania jedného kolesa z tyče, kovanie predlisku, prerážanie a jednotlivé lemovanie [3] Nástroje vzhľadom na niekoľko krokov procesu a základné zliatiny sú pomerne drahšie ako v technológii zlievania. Navyše, nižšia hmotnosť kolesa, prinesie prospech vo forme zvýšenej úspory paliva a väčšieho zrýchlenia spôsobeného menšou hodnotou zotrvačnej rotujúcej hmoty. Z týchto dôvodov, sa zvyčajne kované kolesá používajú len pre vysoko výkonné aplikácie. 2.2 Porovnanie technológie liatia s technológiou lisovania Karosérie nákladných automobilov [4] sú zhotovené z výliskov plechu, ktoré sú spolu spojené odporovým bodovým zváraním. Tento spôsob konštrukcie má tendenciu zvyšovať váhu karosérie, pretože to predstavuje konštrukčnú nadmernosť. Napríklad: vonkajší panel z dôvodu tuhosti vyžaduje vnútorný panel, ktorý striedavo môže vyžadovať miestne výstuže. Technológia liatia umožňuje všetky tieto konštrukčné prvky a funkcie integrovať do jediného kusu a tak má potenciál výrazne znížiť hmotnosť. Tento zámer je ilustrovaný príkladom na obr , ktorý ukazuje, ako by mohlo byť niekoľko kusov oceľových výliskov (a) výklopnej zadnej časti s vnútornou konštrukciou integrovaných do jediného odliatku (b). 10

11 (a) (b) Obr Jednodielny integrovaný odliatok nahrádzajúci viacero oceľových výliskov výklopnej zadnej časti s vnútornou konštrukciou [4] Pozoruhodný príklad veľkého odliatku je konštrukcia držiaka chladiča Fordu F-150 znázornená na obr Jedná sa o jeden kus tenkostenného odliatku, ktorý nahrádza sedem oceľových výliskov s úsporou váhy 11,3 kg (25 libier). Je integrovaný do konštrukcie karosérie, kde prispieva k torznej tuhosti a zohráva úlohu pri nehode. Obr Jednodielna konštrukcia držiaka chladiča [4] Hlavným dôvodom pre veľké odliatky je schopnosť znížiť náklady tým, že spájanie jednotlivých komponentov znižuje váhu. Výhodou technológie liatia je vylúčenie konštrukčnej zložitosti a dodatočné použitie materiálu s nižšou hustotou, napr. horčík alebo hliník. 11

12 3 Technológie vysokotlakového liatia 3.1 Vysokotlakové liatie (VTL) Technológie zlievania [5] patria medzi najstaršie metódy na výrobu kovových výrobkov. Vo väčšine skorých zlievarenských technológií (z ktorých sa mnohé používajú dodnes) sa musela použitá forma zničiť s cieľom odstrániť výrobok po stuhnutí. Potreba trvalých foriem, ktoré by mohli byť použité na výrobu nekonečného množstva komponentov, boli jasnou alternatívou. V stredoveku remeselníci používali dokonalé železné formy pri výrobe cínových výrobkov. Navyše, prvé informácie o revolúcii sa vyskytli, keď Johannes Gutenberg vyvinul spôsob hromadnej výroby liatia písmen pomocou trvalých kovových foriem (obr ). Po stáročia sa naďalej vyvíjali procesy využívajúce trvalé kovové kokily. Koncom 19. storočia boli vyvinuté procesy, v ktorých bol kov vstrekovaný do kovovej formy pod tlakom. Vysokotlakové liatie je proces výroby súčiastok konečných tvarov pomocou trvalej kovovej formy, ktorý zahrňuje rýchlu a ekonomickú výrobu súčiastok od hmotnosti niekoľkých gramov do takmer 25 kg. Tradičné vysokotlakové liatie sa nepoužívalo na výrobu veľkých výrobkov. Posledné štúdie však ukázali, že veľké výrobky ako napríklad automobilový rám dverí alebo skriňa prevodovky, môžu byť vyrobené s použitím technológie vysokotlakového liatia. Konvenčne liate súčiastky pod tlakom môžu byť vyrábané v širokej škále systémov zliatin na báze hliníka, medi, horčíka, zinku, olova a mosadze. Obr Kovová forma na odlievanie fontov [6] 12

13 3.1.1 Liatie do teplej komory VTL stroja Existujú dve základné konvenčné technológie liatia: technológia liatia do teplej komory a technológia liatia do studenej komory. Tieto názvy vyplývajú z konštrukcie použitých systémov vstrekovania kovu. Schéma tlakového liatia na stroji s teplou komorou je znázornená na obr Významná časť systému vstrekovania kovu je ponorená do roztaveného kovu po celú dobu. To pomáha minimalizovať dobu cyklu, keď roztavený kov sa pri každom cykle nútene premiestňuje iba na veľmi krátke vzdialenosti. Stroje s teplou komorou sú veľmi rýchle v prevádzke s meniteľnou dobou cyklu od menej ako 1 s pre malé odliatky vážiace menej ako niekoľko gramov do 30 s pre odliatky od niekoľkých kilogramov. Formy sú plnené bežne medzi 5 a 40 ms. Tlakové liatie na stroji s teplou komorou sa tradične používa pre kovy s nízkymi bodmi tavenia, napríklad zliatiny olova a zinku. Vyšší bod tavenia kovov, vrátane zliatin hliníka spôsobuje rýchlu degradáciu systému vstrekovania kovov. Obr Schéma princípu tlakového liatia na stroji s teplou vertikálnou komorou [5] Liatie do studenej komory VTL stroja Typické použitie konvenčného tlakového liatia na strojoch so studenou komorou je odlievanie súčiastok zo zliatin mosadze a hliníka. Ilustrácia tlakového liatia na stroji so studenou komorou je prezentovaná na obr Na rozdiel od stroja s teplou komorou, je systém vstrekovania kovu v kontakte s roztaveným kovom len na krátky čas. Kvapalný kov je dávkovaný do plniacej komory pri každom cykle. 13

14 Ak je potrebné zabezpečiť ďalšiu ochranu dutiny formy a čela piesta, zvyčajne sa striekajú s olejom alebo mazivom. Tým sa zvyšuje materiálová životnosť formy a znižuje sa priľnavosť stuhnutej súčiastky a uľahčuje sa jej vyhadzovanie z formy. Obr Schéma princípu tlakového liatia na stroji so studenou horizontálnou komorou [5] Výhody vysokotlakového liatia [7]: - vysoká produktivita, - dobrá rozmerová presnosť, - dobrá kvalita povrchu, - môžu byť odliate tenkostenné dielce, - pri hromadnej výrobe je to veľmi ekonomický proces, - jemnozrnná štruktúra, - môžu byť odliate zložité tvary, - môžu sa vyrobiť súčiastky s malými rozmermi. Nevýhody tlakového liatia: - nehodí sa pre materiály s vysokým bodom tavenia, - nemôžu sa odlievať rozmerné dielce, - vysoké náklady na formu, - v tavenine sa môže zachytiť určité množstvo plynov vo forme pórovitosti, čo znižuje spoľahlivosť súčiastok, znemožňuje ich tepelné spracovanie, zváranie a prispieva k tlakovej priepustnosti. 14

15 Pórovitosť je odvodená z dvoch hlavných príčin [5]: zmrašťovania z priebehu tuhnutia a zo zachytávania plynov. Väčšina zliatin má vyššiu hustotu v tuhom stave v porovnaní s hustotou v stave kvapalnom. Dôsledkom toho je vytváranie zmrašťovacej pórovitosti v priebehu tuhnutia. Vzhľadom na turbulentný spôsob plnenia dutiny formy, sa plyn často zachytáva do roztaveného kovu, čo vedie k pórovitosti. 3.2 Inovácie technológie VTL Žiaľ vysokotlakové [5] liatie má zásadné obmedzenia, ktoré bránia jeho použitiu v širšom meradle. Pórovitosť je potenciálna chyba, ktorá často obmedzuje použitie technológie vysokotlakového liatia v prospech výrobkov vyrobených inými spôsobmi. Okrem toho, detekcia pórovitosti je náročná. Následné obrábanie pri skrytej pórovitosti vo vnútri odliatku ohrozuje celistvosť výrobku Technológia Acurad Technológia [8] pre vysoko kvalitné odliatky s obmedzenou pórovitosťou má dlhú históriu. Najmä technológia Acurad bola predávaná firmou GM od roku Podstata technológie je znázornená na obr Jedným zo znakov je hrubý zárez a nízka vstrekovacia rýchlosť zaisťujúca laminárne plnenie za účelom zníženia množstva bublín spôsobených zachytávaním plynu a vzduchu v objeme taveniny. Ďalším znakom je usmernené tuhnutie pri rozumnej kontrole teploty formy a vynútenie dosadzovania pohybom vnútorného piesta znižujúce zmrašťovaciu pórovitosť. Obr Schéma princípu technológie Acurad [8] 15

16 Technológia Acurad, nie je dnes používaná pre svoje strojové ťažkosti a nevhodnosť pre tenkostenné odliatky, napriek tomu je jej základná myšlienka využitá v súčasnej zlievarenskej technológii. Laminárne prúdenie je dosahované pri pomalom plnení a vysoký tlak po naplnení potlačí tvorbu zmrašťovacích chýb Technológia GPF Princíp technológie GPF (gas pore free) je znázornený na obr Metóda je tiež nazývaná liatie do kyslíkovej atmosféry. V tejto technológii sa kyslík vstrekne do plniacej komory a atmosféra v dutine formy je nahradená týmto aktívnym plynom, tavenina hliníka je vstrekovaná vysokou rýchlosťou cez vtokový zárez. Vákuum je vytvorené v dutine oxidačnou reakciou taveniny. Tak sa chyby z titulu naplynenia ako sú bubliny minimalizujú a tepelné spracovanie T6 a zváranie sú možné. Je nutná starostlivá ventilácia na odstránenie všetkého zvyškového kyslíka v dutine formy. Obr Schematický plán technológie GPF [8] 16

17 4 Chyby VTL odliatkov 4.1 Analýza chýb odliatkov Pórovitosť predstavuje prázdne miesta (dutiny) vo vnútri odliatku a to v dôsledku zachytávania plynu alebo nesprávnym nastavením tlaku vo VTL stroji. Pórovitosť je jednou z najvážnejších zlievarenských chýb hendikepujúca odliatok. Je v najvyššom záujme priemyslu a odberateľa odliatku (napríklad auto výrobcov), aby pórovitosť bola z odliatkov eliminovaná úplne, ale toto nie je vždy možné urobiť s bežnou úrovňou ponímania technológie. Okrem toho pokusy vylúčiť pórovitosť môžu ovplyvniť ďalšie technologické postupy a spôsobiť ďalšie zlievarenské chyby. Existujú tri hlavné typy pórovitosti [9]: - plynná pórovitosť, - zmrašťovacia pórovitosť, - toková pórovitosť. Plynná pórovitosť na obr je pórovitosť v odliatku spôsobená prítomnosťou plynov. Plynná pórovitosť môže vzniknúť z: - vytvárania plynu behom procesu, - zachytávania vzduchu, - zloženia taveniny. Obr Plynná pórovitosť daná uzatvorenou plynnou atmosférou [9] 17

18 Zmrašťovacia pórovitosť na obr je spôsobená zmrašťovaním kovu, keďže špecifický objem kovu sa zmenšuje, a tým je potrebný ďalší kov pre vyplnenie dutiny formy. Vo vysokotlakovom liatí sa očakáva, že tento problém môže byť minimalizovaný s využitím tlaku pri zapĺňaní prázdnych miest, počas tuhnutia kovu. Obr Prepojená zmrašťovacia pórovitosť [9] Vytváranie pórovitosti v odliatkoch je závislé na kombinácii technologických parametrov, zloženia taveniny a charakteristikách tuhnutia pod vysokým tlakom. Osobitnou príčinou tvorby pórovitosti je nežiaduci stav plniacej komory, dutiny, ventilácie, vtoku, vtokového kanála, tlaku tuhnutia, množstva maziva a tvorba pary z vody (je nosným médiom ošetrovacích prostriedkov) v priebehu procesu. Parametre plnenia komory sú možno najviac citlivé, pokiaľ ide o zachytávanie vzdušnej pórovitosti. Parametre také ako zrýchlenie plniaceho piesta, rýchlosť fázy pomalého pohybu piesta, priemer alebo dokonca spomalenie sú všetko parametre plnenia určujúce tvorbu vlny taveniny. Táto je rozhodujúcim faktorom pri rozhodovaní, či sa vzduch zachytí. 4.2 Predchádzanie tvorbe chýb v odliatkoch Mnohí autori [10] charakterizujú vzhľad zmrašťovacej pórovitosti ako hranatý v podstate drsný matný povrch aj ako dôkaz dendritickej štruktúry, zatiaľ čo plynná pórovitosť inklinuje viac sférickému tvaru s hladkým lesklým povrchom. Avšak, zmrašťovacia a plynná pórovitosť sa nie vždy tvoria samostatne a pôvod pórov môže byť často prisúdený kombinácii oboch mechanizmov. Zníženiu pórovitosti vyplývajúcej zo zachytávania plynov vo vysokotlakovom liati bol venovaný rozsiahly výskum s potrebou kontroly presného dávkovania a riadeného pohybu plniaceho piesta pred vyplnením plniacej komory. 18

19 Avšak, tieto premenné len kontrolujú množstvo plynu vstupujúceho do zlievania. Nesprávne navrhnutá konštrukcia formy, nezohľadňujúca zmrašťovanie počas tuhnutia sa nezachráni so zlepšenou kontrolou dávkovania. Malé priemery otvorov v odliatkoch sú najčastejšie tvorené pomocou jadier (obr ). Ak sú otvory umiestnené najmä v hrubých oblastiach odliatkov kde zmrašťovanie v dôsledku tuhnutia okolitej oblasti môže byť nedostatočne napájané, to vedie k pórovitosti, ktorá sa stáva otvorenou v priebehu nasledujúceho obrábania. Jadrá by mali byť vhodne umiestnené a nahradené dotlačnými kolíkmi predstavujúce príležitosť na vyrovnanie zmrašťovania počas tuhnutia bez výrazných zmien geometrie odliatkov. Pre lepšie zvládnutie situácií, v ktorých sú dotlačné kolíky užitočné pri znižovaní pórovitosti, kde ich používanie musí byť jasné už v počiatočnej etape projektovania formy. Toto môže uľahčiť efektívne odlievanie náročných odliatkov s veľkými rozdielmi v hrúbke prierezu. Obr Zmrašťovacia chyba odliatku s posuvným jadrom [10] Použitie dotlačných kolíkov na odstránenie zmrašťovacej pórovitosti v priemyselných hliníkových odliatkoch bolo preukázané v štúdii realizovateľnosti firmy Kim. Vzhľadom na to, že odliatok má zle dosadzovaný tepelný uzol a to s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobuje zmrašťovaciu pórovitosť v kritickej oblasti tohto odliatku, bolo odporučené pevné jadrá nahradiť s dotlačnými kolíkmi a dotlačný kolík bol navrhnutý dodávateľom náradia. Za účelom zníženia tvorby pórovitosti v kritickej oblasti odliatku sa skúmal optimálny čas aktivizácie dotlačného kolíka. Tento odliatok bol odliaty na vysokotlakovom lejacom stroji so studenou plniacou komorou s uzatváracou silou 2000 ton, ktorý pracuje s parametrami uvedenými v tab

20 Tab. 1 Parametre liatia odliatku [10] Parameter Nastavenie Nízka rýchlosť piesta počas plnenia komory (fáza pomalého pohybu piesta) [m/s] 0,4 Rýchlosť piesta počas plnenia dutiny formy (fáza rýchleho pohybu piesta) [m/s] 2,4 Percento zaplnenia plniacej komory [%] 50 Teplota liatia [ C] 680 Doba trvania liaceho cyklu [s] 80 Tlak dotlačného kolíka [MPa] 300 Predbežnými experimentmi sa zistilo, že pre dobu oneskorenia uvedenia kolíka do činnosti väčšiu než 4 s, nie je umožnené dosiahnuť plný zdvih kolíka. Tento výsledok bol neprijateľný pre zákazníka, preto maximálne oneskorenie kolíka bolo špecifikované na 3,5 s. Načasovanie bolo zúžené na 0,5 s odstupy od nuly do 3,5 sekundy so 7 liacimi cyklami pre každé nastavenie. Forma vyrába štyri odliatky v jednom cykle, čo zodpovedá veľkosti vzorky 28 odliatkov z celého časového intervalu. Postúpili tri zo štyroch odliatkov z každého liaceho cyklu, ktoré prešli liacou linkou, zatiaľ čo jeden odliatok bol použitý na deštruktívne skúšky. Aby sa umožnilo meranie hustoty v kritickej oblasti odliatku, skúšobné odliatky vybrané na deštruktívne skúšky boli rozrezané za kritickou oblasťou. Hustota bola odmeraná Archimedovou skúškou. Z použitej teoretickej hustoty 2,77 g / cm 3 pre zliatinu CA 313, potom bolo vypočítané percento pórovitosti. Tab. 2 Štandardy experimentálnej skúšky [10] Hodnotenie Popis 1 na povrchu je viditeľná nulová pórovitosť 2 1 chyba o veľkosti <<1mm chyby o veľkosti <<1mm 4 1 chyba o veľkosti medzi 0.5 a 1mm 5 2 chyby o veľkosti blížiacej sa 1mm 6 Viac ako 2 chyby, o veľkosti až do 1 mm, ale do vzájomnej vzdialenosti 3 mm od každej ďalšej 7 Jeden pór >1mm v ľubovolnej oblasti 8 Chyby menšie ako 1mm, ale do vzájomnej vzdialenosti 3 mm od každej ďalšej 9 Medzi 2 až 4 chybami >1mm 10 Hrubá neprijateľná pórovitosť 20

21 Doba aktivizácie dotlačného kolíka je dôležitá z dôvodu: - ak sú dotlačné kolíky zapojené príliš skoro, tlak sa rozptýli v dutine pred tuhnutím odliatku do tej miery, že zmrašťovanie vyžaduje dosadzovanie, čím sa znižuje schopnosť dotlačných kolíkov pôsobiť proti zmrašťovacej pórovitosti v miestnej oblasti. - ak dotlačné kolíky sú zapojené príliš neskoro, umožní sa tuhnutiu pokročiť natoľko, že zdvih kolíka bude limitovaný, čo vedie k menej efektívnemu znižovaniu pórovitosti.. Dotlačné kolíky sa v priemyselnom prostredí používajú z dôvodu výrazného zníženia nákladov na nepodarky v prevádzke vysokotlakového liatia hliníka. Pre veľké viac dutinové formy s miestnym tepelným uzlom sa v kritických oblastiach používajú dotlačné kolíky, čo má za následok pokles objemu pórovitosti o 80 percent. Pri rozvíjaní možností vysokotlakového liatia sa ukázali byť úspešné rôzne metódy, pri zachovaní krátkej doby cyklu a zachovaní rozmerovej stálosti a iných užitočných vlastností. V tomto úsilí rozšírili schopnosti technológie vysokotlakového liatia tri stratégie [5, 9]: 1. vylúčenie alebo zníženie množstva zachytených plynov, 2. odstránenie alebo zníženie rozsahu zmrašťovania v priebehu tuhnutia, 3. pozmenenie mikroštruktúry kovu. 21

22 5 Technológie VTL zabezpečujúce vysokú celistvosť odliatkov Technológie [5, 11, 13] vysokotlakového liatia s vysokou celistvosťou odliatkov boli úspešne vyvinuté a použité pre komerčné využitie v hromadnej výrobe. Medzi tieto technológie patria vysokotlakové liatie do vysokého vákua, liatie s kryštalizáciou pod tlakom (LKT) a technológie spracovania kovov v čiastočne tuhom stave (SSM). Technológia liatia do vysokého vákua využíva kontrolované vákuum na odstránenie plynov z dutín formy a vtokového systému v priebehu vstrekovania kovu. Tento proces pracuje na minimalizovaní množstva zachytených plynov. Pórovitosť spôsobená zachytávaním plynov je prakticky vylúčená. LKT sa vyznačuje použitím veľkej vtokovej sústavy a laminárnym plnením dutiny formy. Rovnako ako pri liati do vysokého vákua, tento proces pracuje na minimalizácii množstva zachyteného plynu. Avšak mechanizmus je veľmi odlišný. Spracovanie kovov v čiastočne tuhom stave je najväčšia skupina technológii vysokotlakového liatia poskytujúcich vysokú celistvosť odliatkov. V priebehu spracovania kovov v čiastočne tuhom stave a čiastočne kvapalnom stave sa kov mieša a následne zavádza do dutiny formy. Okrem zníženia pórovitosti v priebehu spracovania kovu v čiastočne tuhom stave sa vytvára unikátna mikroštruktúra. Mechanické vlastnosti tejto mikroštruktúry sú lepšie ako tie, ktoré plynú z vysokotlakovo liatych odliatkov. 5.1 Technológia vysokotlakového liatia do vysokého vákua Vacural Táto patentovaná technológia bola uvedená na trh firmou Weingarten Müller z Nemecka. Kvapalný kov je prevzatý z panvy elektricky vyhrievanej pece a zavedený do plniacej komory cez sacie potrubie pomocou vákua, ktoré je vytvorené vo forme a vypĺňa komoru. Dodané množstvo je určené časom dosadzovania. Po dávkovaní je forma vyplnená konvenčným spôsobom, vákuové ventily sa uzavrú v čase pred úplným vyplnením formy. 22

23 Patentovaná technológia Vacural znázornená na obr bola využívaná po mnoho rokov, aby vytvorila odliatky s extrémne nízkou úrovňou plynných a oxidických inklúzii. Podľa firmy Weingarten Müller technológia umožňuje spoľahlivú výrobu [11]: - veľmi húževnatých štruktúr, - tenkých stien (zvariteľné súčiastky karosérii), - povlakovateľných povrchov dielov. 1 Pec 2 Nasávacie potrubie 3 Plniaca komora 4 Plniaci piest 5 Pevný panel 6 Pevná polovica formy 7 Vákuový ventil 8 Pohyblivá polovica formy 9 Dutina formy 10 Ventil 11 Vákuová pumpa 12 Vákuová nádrž Obr Metóda Vacural (Müller Weingarten) [11] Hliníkové odliatky vyrobené technológiou Vacural sú: - tvárne, - tepelne spracovateľné, - zvariteľné. Toto nie je možné po vytvorení inklúzí z pár, plynov a vzduchu pri tlakovo liatych odliatkoch vyrobených konvenčnými zlievarenskými technológiami. Tieto poruchy znižujú pevnosť, bránia tepelnému spracovaniu a často zamedzia účinné zváranie postihnutých častí. Plynné inklúzie sú stlačené plniacim tlakom a expandujú počas tepelného spracovania a zvárania, čím sa vytvoria bublinky a dutiny, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú mechanické vlastnosti odliatkov. Technológia Vacural zabraňuje tomuto javu vákuovaním celého systému dutín vo forme. 23

24 Technológia Vacural ponúka významné výhody oproti konvenčným vákuom podporovaným zlievarenským postupom [12]: - iba čistý, odplynený kov odoberaný z pod hladiny taveniny v peci tak, aby sa do plniacej komory a následne do dutiny formy dostalo minimum oxidov, - nižšia oxidácia taveniny počas procesu odlievania, - definované vákuum vylučuje inklúzie z plynov alebo vzduchu v odliatkoch, - rýchlejšie tuhnutie, čo znamená, že zliatina hliníka má jemnejšiu štruktúru. Extrémne nízka úroveň plynných inklúzii v odliatkoch vyrobených technológiou Vacural umožňuje zlepšiť mechanické vlastnosti odliatkov prostredníctvom tepelného spracovania po odlievaní. V tomto smere je možné zabezpečiť vysokú statickú a dynamickú stabilitu tvaru a rozmerov a rovnako ako aj vysokú ťažnosť. Obr ilustruje použitú úroveň vákua v dutine formy v metóde Vacural. Vysoké vákuum je použité v procese už v priebehu nasávania kovu z pece. Obr Profil vákua v technológii Vacural [11] Vysoká kvalita ľahkých dielov a súčiastok (obr , obr ) s technológiou Vacural [12]: - vysoká konštrukčná pevnosť a tuhosť, - zlepšená ťažnosť a deformačné vlastnosti, - odliatky môžu byť tepelne spracované a tvarované, 24

25 - konštrukčné diely môžu byť presnou špecifikáciou odliatku, takže následne je potrebné len malé obrábanie, - cenovo priaznivá a ekologicky šetrná výroba. Vďaka pevnosti až 360 MPa a hodnote predĺženia až 16% a viac v závislosti od použitej zliatiny, technológia Vacural umožňuje hromadnú výrobu bezpečnostných dielov pre presné špecifikácie s extrémne tenkou stenou a vynikajúcimi konštrukčnými tvarmi. Obr Konzola [12] Obr Rameno [12] 5.2 Liatie s kryštalizáciou pod tlakom (LKT) LKT [13] je zaužívaná zlievarenská technológia, ktorá zachováva mnohé výhody konvenčného procesu VTL a je používaná na výrobu rôznych automobilových súčiastok, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť a ťažnosť, rovnako ako pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú tlakovú nepriepustnosť a odolnosť voči opotrebovaniu. LKT technológia je schopná vyrábať odliatky s rozmerovou presnosťou a tvarom blízkym konečným tvarom, ktoré sa vyrovnajú VTL odliatkom. Na rozdiel od VTL je LKT schopné produkovať vyššiu celistvosť odliatkov. V dôsledku toho sú konštruktéri schopní ďalej optimalizovať bežné hliníkové konštrukcie alebo nahradiť hliníkom ťažké materiály také ako sú oceľ a liatina. LKT je kompatibilné so zliatinami na báze hliníka, horčíka, zinku a medi. Doby cyklu sú dlhšie v porovnaní s VTL z dôvodu dlhšieho trvania vstrekovania kovu. Celistvá súčiastka je zlepšená pri minimalizácii zachytávania plynu a je znížené zmrašťovanie v priebehu tuhnutia. Väčšina súčiastok vyrobených LKT môžu byť tepelne spracované bez pľuzgierov za účelom zlepšenia mechanických vlastností. 25

26 5.2.1 Priame LKT Vyznačuje sa [5] použitím veľkej vtokovej sústavy (v porovnaní s VTL) a laminárnym plnením dutiny formy kovom. Technológia LKT pracuje na minimalizovaní zmrašťovania v priebehu tuhnutia a zachytávaní plynu. Laminárne plnenie umožňuje plynom uniknúť cez vtokovú sústavu formy ako cez výfuk, ktorý zostáva otvorený v celom priebehu vstrekovania kovu. Okrem toho, veľká plocha prierezu vtokov umožňuje zintenzívnenie tlaku na kov, na ktorý musí pôsobiť po celú dobu tuhnutia taveniny. Počiatky technológie LKT bolo možné vysledovať na technológii známej ako tvárnenie z kvapalného stavu. Schematicky zobrazený progresívny cyklus liatia s kryštalizáciou pod tlakom je znázornený na obr Na začiatku je kvapalný kov liaty do otvorenej formy ako je znázornené na obr (a). Potom je forma uzavretá (obr ) (b) a plnenie dutiny kovom prebieha v rámci formy. V priebehu tuhnutia sa zintenzívni tlak, ktorý je aplikovaný na kov vo forme. Potom čo je tuhnutie ukončené, odliatok je vyhodený ako je uvedené na obr (c). (a) (b) (c) Obr Schéma priamej metódy technológie LKT [5] Nepriame LKT Technológia P2000 TM Patent procesu P2000 TM [13] firmy Contech sa považuje za zlievarenskú technológiu nepriameho LKT. Obr znázorňuje schému typického odlievacieho stroja. Vertikálna studená komora je navrhnutá tak aby sa vyklápala pred dávkovaním kovu do studenej komory. Kov je liaty dolu bočnou stenou studenej komory pre minimalizáciu turbulencie, čím sa minimalizuje pórovitosť a tvorba oxidických blán. 26

27 To sa robí mimo liaceho cyklu počas fázy plnenia dutiny formy, takže celková doba cyklu je minimalizovaná. Kov je pomaly hnaný do predhriatej dutiny formy, a tlak je aplikovaný v priebehu celého tuhnutia. Pomalá vstrekovacia rýchlosť redukuje turbulencie čo vedie k minimálnemu zachytávaniu vzduchu. Obr Schematické zobrazenie liaceho stroja procesu P2000 TM [13] Sústavné pôsobenie tlaku [13] pomáha minimalizovať zmrašťovaciu pórovitosť a zintenzívňuje prenos tepla na rozhraní forma/kov čoho výsledkom je jemná mikroštruktúra, malé rozstupy dendritických ramien (DAS) a vláknitá morfológia kremíka. Zníženie zmrašťovacej a plynnej pórovitosti, jemná mikroštruktúra, a schopnosť tepelného spracovania sú faktory zodpovedné za zlepšenie celistvosti súčiastok. Patentovaná technológia LKT CONTECH P2000 TM bola nasadená v masovej výrobe viac ako 25 rokov a počas týchto rokov bola postupne upravovaná. Výsledkom je že, zlievarenský proces P2000 TM berie do úvahy všetky faktory, ktoré môžu ovplyvniť kvalitu odliatkov, vrátane systému chladenia formy, vtokovania a odvetrávania, parametrov procesu liatia, výberu a aplikácie mazania foriem, výberu zliatiny, spracovanie kovu, tepelného spracovania a sekundárnych operácií. Ak sú všetky tieto faktory uvažované počas konštrukčnej a vývojovej fázy výrobku, súčiastky môžu byť optimalizované nielen uspokojujúc funkčné požiadavky, ale aj výrobné požiadavky. 27

28 Obr Cyklus technológie nepriameho LKT a zariadenie na uzatvorenie formy pre hliníkové vložky Lokasil patriace bloku motora. a) dávkovanie taveniny do naklonenej komory; b) naklápanie komory do zvislej polohy; c) spojenie spodnej časti formy, pred pohybom piesta nahor; d) tavenina je tlačená do dutiny formy a aplikuje sa tlak v priebehu tuhnutia taveniny [14] Ako príklad funkčných požiadaviek možno uviesť pevnosť, životnosť, tuhosť, tvrdosť/odolnosť proti opotrebovaniu, vzhľad povrchu a balenie. Výrobné požiadavky zahŕňajú zlievateľnosť, rozmerové možnosti, optimalizáciu doby cyklu, spoľahlivosť obrábania, minimalizáciu trieskového obrábania, a celkovú kvalitu odliatku. Stanovenie správnej rovnováhy medzi týmito faktormi môže byť náročné. Odporúča sa preto, aby konštruktéri úzko spolupracovali so zlievarenskými inžiniermi čo najskôr v priebehu vývoja nového výrobku. 28

29 Zlievarenská technológia LKT je uznávanou tvarovou technológiou liatia a je schopná produkovať ľahké, vysoko celistvé, automobilové súčiastky (obr ), ktoré môžu byť použité pre konštrukčné aplikácie (obr ). Zlievarenská technológia LKT má mnoho výhod oproti iným zlievarenským technológiám vrátane vysokých mechanických vlastností, schopnosti dosiahnuť blízky konečný tvar súčiastky, minimálny obsah plynov a minimálnu zmrašťovaciu pórovitosť a umožňuje aj tepelné spracovanie. Dokonca s mnohými výhodami technológie LKT by nemohla byť zaručená požadovaná úroveň kvality bez správnej konštrukcie a inžinierstva. So starostlivo navrhnutou geometriou zlievania s návrhom konštrukcie možno kompenzovať problémy s výrobou a odlievacím výkonom. Obr Teleso hrebeňového riadenia pre nákladný automobil (P2000 TM ) [13] Obr Príklad hliníkového veka ložiska, ktoré bolo prevedené z technológie KL do technológie LKT (P2000 TM ) a všetky sekundárne obrábacie operácie boli odstránené [13] 29

30 5.3 Procesy liatia v čiastočne tuhom stave (SSM) Obr Schematické znázornenie procesov tvárnenia [15] V začiatkoch vývoja SSM [16] (obr ) bola myšlienka, že človek musí ochladiť taveninu do dvojfázovej oblasti, dendridickej morfológie a potom šmykovým napätím narušovať dendritickú tvorbu (tj. mechanickým miešaním taveniny alebo neskôr magnetohydrodynamickým MHD miešaním) za účelom výroby brečky. Avšak, počas posledných niekoľkých rokov, sponzorovanej práce na ACRC - MPI Ministerstvom energetiky, rovnako ako práca výskumného tímu v MIT, viedli k objavu, že netreba fragmentovať dendrity na výrobu čiastočne tuhej globulárnej štruktúry primárnej fázy alfa. Namiesto toho, ak teplota taveniny umožnila prípravu veľkého počtu zárodkov (výdatná nukleácia) a ak za určitým bodom zárodky nerástli (tj. potlačenie rastu dendritov), okrem toho sa roztavili do objemovej taveniny, potom by sa mohla produkovať brečka s ideálnou čiastočne tuhou štruktúrou priamo z taveniny. Vývoj mikroštruktúry počas prípravy brečky Ideálna mikroštruktúra [17] zliatiny v čiastočne tuhom stave pred procesom tvarovania súčiastky bola presne určená podielom objemu jemných a sférických tuhých častíc rovnomerne rozptýlených v kvapalnej fáze. 30

31 Primárnym cieľom prípravy brečky je vytvoriť také štruktúry na zabezpečenie priaznivých reologických vlastností s cieľom uľahčiť následný proces tvarovania súčiastok. Technicky môže byť táto štruktúra dosiahnutá radom rôznych techník. Môžu byť rozdelené do dvoch rôznych metód. Prvá metóda zahŕňa čiastočné tuhnutie taveniny pod nútenou konvekciou vyvolanou buď elektromagnetickým alebo mechanickým miešaním alebo čiastočné tuhnutie pod vplyvom vonkajšieho poľa, ako sú ultrazvukové vibrácie alebo impulzový elektrický prúd. Druhá metóda predstavuje znovu natavovanie zliatiny stuhnutej za určitých podmienok na 100 % tuhej fázy alebo sa zliatina pred znovu natavením spracovala termomechanicky. Charakteristika mikroštruktúry Pre stabilné zloženie zliatiny, sú konečné vlastnosti mikroštruktúry brečky v čiastočne tuhom stave obsiahnuté v kvantifikácii objemového podielu, veľkosti, tvare a rozdelení tuhých častíc. Popis vlastností zliatiny sa zvyčajne robí v stave tuhom po prudkom ochladení z teploty SSM. Doteraz takmer všetky kvantifikácie boli vykonané na dvoj rozmernom (2D) rovinnom vyleštenom povrchu použitím konvenčných metalografických techník. Toto by mohlo vyhovovať pre meranie veľkosti častíc a ich objemového podielu, ale je to nedostačujúce pre meranie tvaru a rozdelenia častíc. Tuhé častice v brečke v čiastočne tuhom stave nie sú obvykle sférické, ale majú zložitý tvar a čo je viac dôležitejšie, tuhé častice majú tendenciu zložito sa zoskupovať do 3D zoskupení [17]. Meranie podielu tuhého objemu Presné poznatky o podiele tuhej fázy v brečke v čiastočne tuhom stave sú rozhodujúce ako pre vedecké poznanie tak aj pre efektívne riadenie procesu. Pre danú zliatinu môže byť podiel tuhej fázy definovaný jednoznačne pri danej teplote za rovnovážnych podmienok. V každom inom prípade záleží na predchádzajúcej tepelnej histórii. Podiel tuhej fázy možno hodnotiť buď priamo alebo prostredníctvom vplyvu na fyzikálne vlastnosti. Nasledovné metódy majú potenciál pre stanovenie tuhého podielu [17]: - použitie termodynamických dát (rovnovážny fázový diagram), 31

32 - analýza tepelných techník, - kvantitatívna metalografia mikroštruktúry získanej prudkým ochladením z teploty SSM, - ultrazvukové monitorovanie (meranie rýchlosti šírenia ultrazvukových vĺn), - meranie elektrického odporu / magnetickej priepustnosti, - meranie mechanických vlastností (pretláčanie). Obr Schematické znázornenie zmeny morfológie z dendritickej na sférickú cez rozetovú pri zvýšenej šmykovej rýchlosti a intenzity vírenia [17] Posledné tri metódy nevyžadujú len kalibráciu, ale tiež špecifický vzťah medzi charakteristickým parametrom merania a podielom tuhej fázy, pretože šírenie vĺn a elektrické, magnetické a mechanické vlastnosti zliatin v čiastočne tuhom stave silno závisia na mikroštruktúre a to najmä na spojitosti a rozdelení tuhej fázy. Z týchto dôvodov sa prvé tri metódy zdajú byť viac praktické pre stanovenie tuhého podielu. Hoci sú tieto tri metódy všetky približné, každá z nich má svoj vlastný význam a jedinečné výhody: používanie termodynamických dát je rýchly nástroj pre konštrukciu zliatiny, tepelná analýza poskytuje jednu s porovnateľných informácii a odhaľuje predošlú tepelnú históriu zliatiny a kvantitatívnou mikroskopiou po prudkom ochladení sa odhaľuje viac informácií o mikroštruktúre, také ako morfológia (obr ) a rozdelenie tuhej fázy v čiastočne tuhom stave. 32

33 5.3.1 Reoliatie Technológia [18] reoliatia je inovatívny jedno krokový SSM proces, kde postup výroby sa blíži ku konečným tvarom vysoko celistvých súčiastok, priamo z Al zliatin v kvapalnom stave. Inovačne prispôsobuje dobre zvládnuté rozptyľujúce miešacie pôsobenie vysokým šmykom extrúdera s dvojitou skrutkovicou s úlohou vytvoriť in situ čiastočne tuhú brečku, s nasledovným priamym tvarovaním tejto čiastočne tuhej brečky do súčiastky použijúc existujúci proces tlakového liatia na stroji so studenou komorou. Na obr je schematicky ilustrovaný proces reoliatia pre Al zliatiny. (a) miešanie (b) odlievanie Obr Schematické znázornenie technológie reoliatia [15] Tento proces sa skladá z dvoch základných funkčných celkov, (a) miešadla na výrobu brečky (kľúč technológie) a štandardná studená komora VTL stroja (b). Technológia reoliatia začína plnením vopred stanovenej dávky kvapalného kovu z taviacej pece do miešadla, kde sa rýchlo ochladí na teplotu metódy SSM zatiaľ čo mechanickým šmykom miešadla sa mení kov z kvapalného stavu na čiastočne tuhý stav s predbežne zisteným objemovým podielom tuhej fázy s prikázanou teplotou miešacieho zariadenia. Brečka v čiastočne tuhom stave je potom plnená do plniacej komory VTL stroja za účelom tvarovania súčiastok. S cieľom zabrániť oxidácii Al zliatiny je v procese tvorby brečky použitý dusík ako ochranná atmosféra. Prúdenie kovu v kvapalnom stave vo vnútri miešadla sa vyznačuje vysokou šmykovou rýchlosťou, vysokou intenzitou turbulencie a cyklickými zmenami šmykových rýchlostí. 33

34 (a) (b) Obr Dendritická štruktúra získaná odliatím z kvapalného stavu (a) globulárna štruktúra získaná odliatím v čiastočne tuhom stave (b) [15] Výhody technológie reoliatia [18]: Na základe experimentov na optimalizáciu technológie a hodnotenia výroby súčiastok (obr , obr ), boli označené tieto výhody technológie reoliatia v porovnaní s technológiou VTL: - jemná a jednotná mikroštruktúra ako dôsledok zvýšenia efektívnej nukleácie a sférického rastu počas tuhnutia pri vysokej šmykovej rýchlosti a vysokej intenzity turbulencie, - dosahuje sa nulová pórovitosť (pod 0,5 obj. %) v dôsledku odstránenia zachytávania vzduchu zásluhou laminárneho plnenia formy sa dosiahne viskóznou brečkou v čiastočne tuhom stave, - dobré rozptýlenie oxidických častíc s jemnou veľkosťou a sférickou morfológiou sa dosiahne intenzívnym šmykovým pôsobením pomocou výrobcu brečky s dvojitou skrutkovicou, - oveľa lepšie mechanické vlastnosti,predĺženie najmä v dôsledku zdokonaľovania štruktúry a jednotnosti,obmedzenie alebo dokonca odstránenie pórovitosti a ďalších chýb odliatkov, - dlhšia životnosť formy, - nižšia miera odpadu a vyššia výťažnosť materiálu, - celkove nižšie výrobné náklady na súčiastku, - reoliatie možno dosiahnuť jednoduchým pripojením miešadla ku studenej plniacej komore VTL stroja. 34

35 Nevýhody technológie reoliatia [15]: - absorbovanie vodíka, - konzistencia procesu. Obr Automobilové súčiastky Obr Veko zadného sedadla vyrobené procesmi SSM [15] motocyklu BMW R1200 C [15] Tixoliatie Technológia tixoliatia [19] pozostáva zo vstrekovania materiálu v čiastočne tuhom stave do dutiny formy. Za účelom dosiahnutia tixotropného správania materiálu (viskozita klesá s rastom šmykového napätia a časom), musí byť jeho štruktúra pred dávkovaním zložená z tuhých globulárnych dendritov rozptýlených v podiele kvapalného eutektika (štruktúra reoliatia). Preto materiál musí byť podrobený predbežnej procedúre na získanie polotovarov, ktoré majú správnu štruktúru vhodnú pre technológiu tixoliatia. Ďalšie metódy, ktoré sú k dispozícii pre dosiahnutie tejto štruktúry: elektromagnetické miešanie, mechanické miešanie, pasívne miešanie, zjemnenie zrna. Elektromagnetické miešanie je najčastejšie používané pre zliatiny hliníka. Počas tuhnutia, miešanie láme dendritické stromčeky, ktoré tuhnú v globulárnom tvare. Nasledujúca schéma na obr ukazuje jednotlivé kroky technológie tixoliatia. (a) miešanie (b) polotovar - tyč (c) ohrev (d) odlievanie Obr Schematické znázornenie technológie tixoliatia [15] 35

36 Ako je znázornené na obr (b) dlhé stuhnuté tyče sú rezané na kratšie tablety podľa konečnej hmotnosti súčiastky a (c) následne sú znovu ohrievané do čiastočne tuhého stavu (40-60% -ný podiel tuhej fázy, podľa použitého procesu) a na záver (d) sa dávkujú do plniacej komory VTL stroja. Čiastočne tuhý kov je schopný vyplniť formu laminárnym tokom predchádzajúcim akémukoľvek zachyteniu plynu (pórovitosť) vo finálnom odliatku. Preto, okrem vysokej dosiahnuteľnej kvality odliatku (obr , obr ) je možné zlepšiť mechanické vlastnosti prostredníctvom tepelného spracovania, čo nie je možné u odliatkov vyrobených technológiou VTL. Ďalšie veľké výhody dosiahnuté v technológii tixoliatia sú zásluhou aj skutočnosti, že materiál je ohrievaný a dávkovaný pri teplote asi 100 C pod bodom tavenia: úspora energie, prísnejšie tolerancie súčiastok (menšie zmrašťovanie vo forme, menšie zvyškové napätia, menšie deformácie odliatkov), menej obrábacích operácií (technológia blízka konečnému tvaru), žiadna nebezpečná manipulácia s roztaveným kovom atď. Výhody technológie tixoliatia [19]: - plnenie tenkých prierezov (2 mm), - nízka pórovitosť materiálu / zachytávanie vzduchu, - nízke teplotné šoky formy, - vysoká energetická účinnosť (30 % tlakového liatia), - tavenie (príprava zliatiny) mimo zlievarne, Z toho ďalej vyplýva: - znížené nákladov na obrábanie, - schopnosť dosahovať komplexné tvary, - tepelná spracovateľnosť odliatkov, - vysoké mechanické vlastnosti, - dlhšia životnosť formy, - úspora energie, - bezpečné pracovné podmienky. Nevýhody technológie tixoliatia [15]: - vysoká cena materiálov tyčí v porovnaní s normálnou zlievarenskou zliatinou, - v snahe vyhovieť výrobným rýchlostiam sú vyžadované viacnásobné indukčné ohrievacie stanice, ktoré vyžadujú vysoké kapitálové náklady, 36

37 - odpad z výroby nemožno recyklovať na mieste a je tiež značne znehodnotený, - tyče sú dodávané v konkrétnych dĺžkach, ktoré znamenajú, že sa nevytvára ďalší odpad v podobe odrezkov, - v priebehu ohrevu nastáva na povrchu tyčí oxidácia, preto formy musia byť navrhnuté tak, aby sa oxidy odstránili v priebehu procesu tvarovania, - v priebehu ohrevu existujú straty kvapalného kovu z tyče (pred odlievaním). Obr Otočný čap nápravy [19] Obr Rám sedadla [15] Tixotvárnenie Počas technológie tixotvárnenia [20] prebieha proces tvarovania kovových materiálov medzi teplotou solidu a likvidu. Medzi týmito teplotami, koexistujú tuhá a kvapalná fáza. Metóda tixotvárnenia je znázornená na obr , kde môžme vidieť podobnosti s kovaním. (a) ohrev (b) dávka vo forme (c) tixotvárnenie Obr Schéma technológie tixotvárnenia [20] Typickú technológiu tixotvárnenia môžeme rozdeliť do troch krokov. - na začiatku procesu, je surovina umiestnená do nástroja. Po umiestnení surového materiálu, lis (obr ) pohyb barana iniciuje zatváranie formy. 37

38 Typické rýchlosti uzatvárania ležia medzi 600 a 800 mm za sekundu. Keď narazí lisovník na surový materiál, rýchlosť lisovníka musí byť značne znížená. Rýchlosť je potrebné znížiť, pretože vzhľadom k extrémne nízkej mechanickej pevnosti materiálu v čiastočne kvapalnom stave, vyskytuje sa nebezpečenstvo jeho rozstreku. - druhá fáza je proces tvarovania. Tu je tiež nutné mať vysokú rýchlosť lisovníka za účelom predchádzania úplnému stuhnutiu materiálu. Rýchlosti v rozmedzí 400 až 800 mm za sekundu, sú závislé na geometrickom tvare súčiastky. Avšak, rýchlosť musí byť zvolená tak, aby sa dosiahlo laminárne vyplnenie dutiny. V niektorých prípadoch je tiež lepšie použiť priebeh rýchlosti meniacej sa v závislosti od dráhy, ako použiť konštantnú rýchlosť. - počas tretej fázy procesu tvarovania, materiál úplne stuhne. V tomto okamihu, musí existovať vnútorný tlak v produkte aspoň 100 MPa. Toto je dosiahnuté prostredníctvom maximalizovania sily barana, ktorý v tomto čase pôsobí na nástroj. Fáza tuhnutia trvá od 3 do 8 sekúnd, v závislosti na materiáli a náradí. Po nej, neexistuje žiadne významnejšie nebezpečenstvo zmrašťovania alebo sťahovania kvapalnej fázy produktu. Keď je tuhnutie zavŕšené, nástroj je otvorený a odliatok je odobratý. Obr Hydraulický lis pre technológiu tixotvárnenia [20] V kontraste k tixoliatiu, tixotvárnenie ponúka výhody kratšieho materiálového toku a tiež hospodárnejšieho využitia materiálu. Taktiež v tixotvárnení, ako dôsledok kratšieho materiálového toku, je v procese tvarovania materiálu potrebný kratší čas zotrvania v kvapalnej fáze. Dôsledkom toho je tiež kratšia doba kontaktu medzi produktom a nástrojom. Tuhnutie produktov nastáva za stáleho a vysokého tlaku. 38

39 Vysoký tlak vedie k produktom, ktoré vykazujú mechanické vlastnosti rovnocenné s vysoko kvalitnými vlastnosťami dosiahnutými technológiou kovania. Príklad tixotvárnenej súčiastky a prelínania je znázornený na obr (časť nárazníka automobilu). Obraz ilustruje postupnosť jednotlivých krokov plnenia foriem. Obr Kroková výroba časti automobilového nárazníka z hliníka tixotvárnením [20] Tab. 3 Zhodnotenie zlievarenských technológií [15] Vlastnosti Reoliatie Tixoliatie LKT VTL NTL Zmrašťovacia pórovitosť Dutiny Segregácie Mechanické vlastnosti Aplikácia zliatin na tvárnenie Trhanie za horúca Zabiehavosť Doba liaceho cyklu Životnosť formy Výrobné náklady Celkom (0) Zlá (1) Čiastočne zlá (2) Dobrá (3) Výborná Procesy výroby brečky Semi-Solid Rheocasting (SSR TM ) Práca v M.I.T. [22] viedla k poznaniu, že kritickým faktorom pre tvorbu nedendritickej brečky v čiastočne tuhom stave je kombinácia rýchleho chladenia a prúdenia, keď sa zliatina ochladzuje cez teplotu likvidu s miešaním (už) nepotrebným po vytvorení iba veľmi malého podielu tuhej fázy. 39

40 Pre väčšiu pružnosť technológie bolo použité oddelené chladiace zariadenie a zariadenie na miešanie pre odvod tepla a vytváranie prúdenia v roztavenej zliatine. Schému technológie možno vidieť na obr Najvýznamnejšie zistenie pochádzajúce z experimentov bolo, že miešanie po poklese teploty kovu pod teplotu likvidu nemá žiaden účinok na mikroštruktúru. Krok 1 - Roztavená zliatina je držaná nad teplotou likvidu, Krok 2 - Rotujúca chladná tyč klesá do taveniny, iniciujúc tuhnutie, Krok 3 - Rotujúca tyč je odstránená a pokojná tavenina chladne na želanú teplotu tvarovania [22]. Obr Schéma technológie (SSR TM ) [21] Technológia SSR TM má významné výhody v porovnaní s inými technológiami reoliatia. - odvod tepla a prúdenie sú ovládané so samostatným chladiacim / miešacím zariadením, čo je lepšie než spoliehanie sa na tepelné straty z liatia do studenej nádoby. To umožňuje širšiu oblasť vstupných teplôt taveniny a zaisťuje stabilné teploty brečky po procese chladenia, - počas procesu reoliatia je teplo odstránené z kovu predtým, než je prevedené do zlievarenského stroja, čím sa znižuje doba cyklu zlievarenského stroja, - chladenie nastáva v tavenine prostredníctvom rotujúcej tyče, čím sa zaistí rovnomerné ochladzovanie materiálu. Iné procesy, ktoré sa spoliehajú na teplo odstránené cez vonkajší povrch zásobníka sú viac náchylné k tvorbe dendritickej kôry, kvôli rýchlej lokalizácii chladenia na povrchu, 40

41 - rýchle ochladzovanie a miešanie tyčou vytvára veľmi jemnú mikroštruktúru, ktorá nevyžaduje zdĺhavé hrubnutie na dosiahnutie globulárneho stavu a môže byť okamžite odliata. Stanica [22] technológie SSR TM bola navrhnutá a skonštruovaná na základe výskumu v MIT. Plán stroja je uvedený na obr Hlavným znakom stroja sú grafitové chladiace tyče. Skoro každá funkcia stroja je vzťahovaná buď na pohyb, chladenie alebo čistenie tyčí. Obr Plán stanice technológie SSR TM [23] The New Rheocasting Process (NRC) Koncept New Rheocasting [24] je založený na vynútenej homogénnej nukleácii tvorbe zŕn tuhého roztoku α, ktoré pokračujú v raste v globulárnom tvare danom riadeným ochladzovaním. Obr znázorňuje schému procesu. Keď sa tavenina dotýka steny oceľového téglika jeho teplota okamžite klesne do oblasti koexistencie kvapalnej a tuhej fázy a začína tvorba zárodkov tuhého roztoku α. Obr Výrobné kroky technológie NRC (dávkovanie zliatiny do oceľového téglika pre tvorbu zárodkov a rast sférických alfa - častíc, riadené chladenie, tepelná úprav teploty homogenizácie, potom prenos do Vertikálneho LKT stroja pre výrobu súčiastky blízkej konečnému tvaru) [24] 41

42 Obr znázorňuje popis priemyselného automatického NRC stroja. Toto zariadenie sa skladá z troch hlavných zložiek, tavenia a udržiavacej pece: (1) jednotka výroby brečky; (2) čistenie téglika a prípravná jednotka; (3) liaci stroj LKT - HVSC 800. Obr Popis výrobnej jednotky NRC [24] Sub Liquidus Casting (SLC) SLC proces [4] je najnovšia metóda pre SSM liatie, ktorá bola vypracovaná firmou THT Presses, Inc., Dayton, Ohio. Proces SLC využíva bežný zlievarenský ingot, primárne alebo sekundárne, a nevyžaduje žiadne prídavné zariadenia pre zlievarenský stroj alebo spracovateľský čas mimo normálneho zlievarenského cyklu. SLC je vhodná pre zlievanie hliníka a horčíka. SLC stroje majú vertikálnu plniacu komoru a horizontálne orientovanú deliacu rovinu formy. Zatiaľ čo stroj je o niečo menší, ponúka objem dávky väčší, ekvivalentný väčšiemu konvenčnému stroju. Tiež, kvôli ich unikátnej plniacej komore a konštrukcii piesta (obr ) sú stroje schopné väčších strekov ako stroje s vyššou nosnosťou. Obr Plniaca komora procesu SLC [25] 1 - viacnásobné malé zárezy; 2 zárezová doska; 3 kov vhodný pre SSM procesy (podiel tuhej fázy g s= 0,45-0,55); 4 prechladený kov (g s=0,55 1,0); 5 vodou chladený plniaci piest; 6 vodou chladená plniaca komora. 42

43 Technológia SLC využíva koncepciu veľkého priemeru plniacej komory a krátkeho plniaceho zdvihu. Táto koncepcia dovoľuje väčšie dávky a umožňuje tesnú kontrolu teploty kovu potrebnej pre spracovanie SSM brečky. Tým sa znižuje potrebná rýchlosť piesta a drasticky sa zníži vplyv tlakov v závere každého cyklu. Toto tiež poskytuje príležitosť pre vtokovania viac dutín. Kontinuálny reokonverzný proces (CRP) CRP je [16] jednoduchý proces, v ktorom dve taveniny (buď rovnaké zliatiny, alebo dve rôzne zliatiny), držané na určitej úrovni prehriatia sú pasívne zmiešané vo vnútri reaktora. Reaktor zaisťuje odňatie tepla a vynúti prúdenie v počiatočnej fáze tuhnutia, čo vedie k formovaniu tixotrópnych štruktúr. Obr znázorňuje schému CRP procesu. Medzi výhody CRP patrí jednoduchosť procesu, flexibilita, prísne riadenie celého vývoja tvorby SSM štruktúry, rýchle nastavenie podielu tuhej fázy a recyklovateľnosť odpadu. Pojem flexibilita poukazuje na prijateľnosť procesu pre aplikácie tixoliatia a reoliatia. Hlavné vlastnosti CRP zariadenia zahrňujú nezávislé riadenie teploty v jednotlivých východzích roztavených zliatin, vyhrievaný kanálový systém pre dopravu týchto dvoch tavenín a reaktor, ktorý umožní dva existujúce javy: a) bohatú nukleáciu v tavenine, b) vynútené prúdenie dvoch prúdov počas ich toku reaktorom. Reaktor (obr ) môže byť predhriaty na rôznu úroveň extrakcie tepla. Dôležité parametre zahrňujú prehriatie a chemické zloženie taveniny, rýchlosť extrakcie tepla, reaktora a teplota prijímajúceho zásobníka. Obr Schéma procesu CRP [16] Obr CRP Reaktor [25] 43

44 Je dôležité [4] preukázať, že zo získaných poznatkov z procesov je možné ich využitie na zníženie váhy reálneho vozidla. Ako ukážka bola vybraná niekoľko kusová oceľová konštrukcia vnútorného panelu blatníka známeho v priemysle ako "brokovnica", ktorá bola nahradená s jediným odliatkom znázorneným na obr Obr Konštrukcia vnútorného panelu blatníka [4] Aj keď táto konkrétna súčiastka by nemala byť nevyhnutne považovaná za rozmernú, ale stelesňuje geometrické prvky a výrobné problémy, ktoré by mohli nastať v oveľa väčšej súčiastke, takej ako bočná stena karosérie. Táto súčiastka má ďalšie výhody pre výskum, pretože je súčasťou konštrukcie karosérie (obr ), kde prispieva k tuhosti a hrá úlohu pri vedení a akumulácii energie nárazu (obr ). Obr Odliatok integrovaný do karosérie [4] Obr Súčiastka musí kontrolovať energiu nárazu [4] Navyše táto súčiastka je pripojená k držiaku chladiča, ktorý je taktiež odliatok väčších rozmerov. Výsledkom tohto výskumu je predná časť konštrukcie pre veľkú karosériu pickupu alebo SUV vyrobeného výlučne z odliatkov, ktoré preukazujú zníženie hmotnosti o 50% až 60% v porovnaní s konvenčnou oceľovou konštrukciou. 44

45 6 Záver Vysokotlakové liatie (VTL) je jeden zložitý a súčasne najekonomickejší proces pre hromadnú a veľkosériovú výrobu. Umožňuje vyrábať odliatky s vysokou zložitosťou, s vysokou kvalitou povrchu, blízke konečným tvarom a rozmerom. Vysoká dynamika procesu však môže viesť k chybám odliatku. Výsledkom snahy o predchádzanie vzniku chýb bolo viacero inovácií VTL, ktoré problematiku čiastočne riešili. Napr. metódy Acurad a GPF, ktorých cieľom bola minimalizácia zachytených plynov v objeme taveniny zlepšili mechanické vlastnosti budúcej súčiastky, avšak najvyššie požiadavky na spoľahlivosť vyžadovanú výrobcami automobilov podmienené dynamickým namáhaním ešte nesplňovali. Z tohto dôvodu v polovici dvadsiateho storočia sa začínajú rozširovať resp. vyvíjať technológie najprv pre zliatiny hliníka zachovávajúce vyššie uvedené výhody VTL poskytujúce vysokú pevnosť, ťažnosť, tlakovú nepriepustnosť a vysokú odolnosť proti opotrebovaniu s minimom chýb v konečnom odliatku. V práci boli ukázané príklady troch technológií, ktoré vyhovujú požiadavkám výrobcov automobilových súčiastok na vysokú spoľahlivosť a bezpečnosť. Vychádzajúc z analýzy procesu liatia boli zdôvodnené teoretické základy týchto procesov. Prvou z nich je technológia liatia s kryštalizáciou pod tlakom (LKT), o ktorej prvé zmienky pochádzajú z bývalého Sovietskeho zväzu, z obdobia prvej polovice minulého storočia. Hlavným znakom technológie LKT je vysoký tlak pôsobiaci v celom priebehu tuhnutia taveniny vo forme. Týmto sa zabezpečili vysoké hodnoty mechanických vlastností odliatkov ako pevnosť a tlaková nepriepustnosť a v podstate sa vylúčil výskyt plynnej a zmrašťovacej pórovitosti (P.5). V druhej polovici minulého storočia sa naštartovali na MIT v USA štúdie liatia zliatin v čiastočne tuhom stave. Cieľom bolo miešaním narušovať dendritickú kryštalizáciu a vytvoriť brečku (zliatinu v čiastočne tuhom stave), ktorá slúži na priame odlievanie tvarových súčiastok alebo na výrobu zlievarenského polotovaru (tyče). Tým, že časť (40-65)% tuhnutia prebehne mimo zlievarenskej formy sa odstránila zmrašťovacia pórovitosť. Vysoká zdanlivá viskozita brečky potlačila turbulenciu, ktorá bola príčinou plynných vtrúsenín. 45

46 Navyše sa nahradila dendritická morfológia tuhého roztoku globulárnou morfológiou a zlepšili sa mechanické vlastnosti, ale najmä celistvosť budúcej automobilovej súčiastky (P.3). Poslednou technológiou, ktorá bola uvedená na trh firmou Weingarten Müller z Nemecka je metóda Vacural. Táto technológia využíva vysoké vákuum na odstránenie plynných inklúzii v odliatkoch. Extrémna úroveň odplynenia vylučuje spoľahlivo plynnú pórovitosť, umožňuje tepelné spracovanie a zabezpečuje vysoké mechanické vlastnosti ako pevnosť, tuhosť a ťažnosť o čom sa možno presvedčiť aj prostredníctvom skúšky ilustrovanej v P.1. Hlavným cieľom zlievarenských vysokotlakových technológii liatia však stále zostáva produkcia vysoko celistvých súčiastok s vysokou spoľahlivosťou a vysoká miera bezpečnosti automobilov. 46

47 7 Použitá literatúra [1] STODOLSKY, F. et al. Life-Cycle Energy Savings Potential from Aluminum- Intensive Vehicles. [online], 2004, [cit ]. Dostupné na internete: < >. [2] STANČEK, L., VANKO, B., SEDLÁČEK, E., BATYŠEV, A.I., BATYŠEV, K.A. Procesy tlakového liatia s vysokou spoľahlivosťou odliatkov a ich uplatnenie v automobilovom priemysle. Zborník prednášok z 9. medzinárodnej konferencie Technológia Bratislava, Septembra, 2005, s [3] Calcom SA. Casting vs Forging. [online], 2003, [cit ]. Dostupné na internete: < [4] MAJ, M. et al. Ultra-Large Castings of Aluminum and Magnesium. [online], 2005, [cit ]. Dostupné na internete: < [5] VINARCIK, E. HIGH INTEGRITY DIE CASTING PROCESSES. [online], 2004, [cit ]. Dostupné na internete: < 0Casting%20Processes%20(Wiley,2002)(ISBN% )(232s)_E_.pdf >. [6] Wikipedia. Matrix (printing). [online], 2010, [cit ]. Dostupné na internete: < [7] KOPELIOVICH, D. Casting properties. Substances & Technologies. [online], 2009, [cit ]. Dostupné na internete: < [8] NISHI, Naomi. Developments in Aluminum Alloy Die Casting. In DIE CASTING ENGINEER, September 2006, s [9] KHAN Ihmad et al. MODELLING OF POROSITY DEFECTS IN HIGH PRESSURE DIE CASTING WITH A NEURAL NETWORK. [online], 2003, [cit ]. Dostupné na internete: < [10] BINNEY Matthew et al. Porosity reduction in a High Pressure Die Casting through the use of Squeeze Pins. [online], 2003, [cit ]. Dostupné na internete: < [11] SCHWAM, David. North American Die Casting Association. Vacuum Die Casting. #528, Illinois : NADCA, s [12] VACURAL a new dimension in quality [online]. Ritter Aluminium, 1999 [cit ]. Dostupné na internete: < 47

48 [13] BROWN, Z. et al. SQUEEZE CAST AUTOMOTIVE APPLICATIONS AND DESIGN CONSIDERATIONS. [online], 2009, [cit ]. Dostupné na internete: < >. [14] KAUFMANN, H., UGGOWITZER, P. Metallurgy and Processing of High-Integrity Light Metal Pressure Casting. [online], 2007, [cit ]. Dostupné na internete: < probekapitel.pdf>. [15] GOVENDER, G.,IVANCHEV, V. Near Net Shape Forming Using Semi-Solid Metal Forming. [online], 2006, [cit ]. Dostupné na internete: < [16] APELIAN, D. et al. Low Cost and Energy Efficient Methods for the Manufacture of Semi-Solid (SSM) Feedstock. [online], 2005, [cit ]. Dostupné na internete: < B06F445?purl=/ nQw6EK/>. [17] FAN, Z. Semisolid metal processing. [online], 2002, [cit ]. Dostupné na internete: < 0003/getImage.pdf>. [18] FAN, Z. Rheo-diecasting of Al-Alloys. [online], 2004, [cit ]. Dostupné na internete: < [19] FUGANTI, A. et al. Thixoforming of aluminium alloy for weight saving of a suspension steering knuckle. [online], 2001, [cit ]. Dostupné na internete: < >. [20] BAUR, J., MESSMER, G. RECENT DEVELOPMENTS IN THIXOFORGING. [online], 2000, [cit ]. Dostupné na internete: < [21] YURKO, J. SSR TM Process. [online], 2004, [ ]. Dostupné na internete: < [22] YURKO, J. et al. Commercial Development of the Semi-Solid Rheocasting (SSR TM ) process. [online], 2003, [cit ]. Dostupné na internete: < [23] BEDUSCHI, E. Realizzazione e sperimentazione di una apparecchiatura per l ottenimento di leghe semisolide. [online], 2006, [ ]. Dostupné na internete: < >. [24] FRAGNER, W. et al. SCALE-UP OF MAGNESIUM NEW RHEOCASTING FROM A LABORATORY LEVEL TO AN INDUSTRIAL PROCESS. [online], 2003, [cit ]. Dostupné na internete: < 48

49 [25] JORSTAD, John. Future Technology in Die Casting. [online], 2006, [cit ]. Dostupné na internete: < [26] LANCER 2.0 GT BECOMES MITSUBISHI MOTORS MALAYSIA S LATEST REVELATION.[online], 2007, [cit ]. Dostupné na internete: < unch/mitsubishi_lancer_20gt_launch.html>. 49

50 8 Prílohy P.1 Proces Vacural - Pozdĺžne rameno. P.2 Technológia LKT - Stĺpik riadenia [5] Skrútenie o 360 bez praskliny ako dôkaz vysokej ťažnosti materiálu odliatku [12] P.3 SSM procesy - Zadný záves dverí P.4 SSM procesy - Konzola radiacej páky [16] Audi A2 [15] P.5 Technológie LKT a SSM P.6 Mitsubishi Motors - Hliníkový blok - Otočný čap nápravy [21] motora - Mitsubishi Lancer 2.0 GT [26] 50