Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Könnyűfémek a járműiparban Korszerű anyagok és technológiák, M.Sc. 2013.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Könnyűfémek a járműiparban Korszerű anyagok és technológiák, M.Sc. 2013."— Előadás másolata:

1 Könnyűfémek a járműiparban Korszerű anyagok és technológiák, M.Sc. 2013

2 Öntészeti Alakítható Nem neme- síthető Nemesíthető Könnyűfémötvözetek típusai

3 Konkrét példa túltelített oldatokból történő kiválási folyamatokra Kiválásos keményedés - Al –ötvözetekben: itt több lépcsős a kiválási folyamat !

4 Mi minden készül Mg –alapú ötvözetekből? Al-Mg ötvözetből készült motorblokk

5 Nemcsak a járműipar használja Magnéziumból gyártott alkatrészek

6 A Mg termelése és az előállítási kapacitás eloszlása a világ országai között

7 A Mg legfontosabb tulajdonságai Általános tulajdonságok Vegyjel12 Elemi sorozatalkáli földfémek Csoport, periódus mező2,3,s Atömtömeg24,305 g/mol Mágnesességparamágneses Fizikai tulajdonságok Halmazállapot szilárd Sűrűség ρ=1,738 g/cm 3 Young modulus E = 45 Gpa Olvadáspont 650°C (923 K ) Forráspont 1090°C (1363 K) Olvadáshő 8,48 kJ/mol Párolgáshő 128kJ/mol Égéshő 25,2 MJ/kg Atomi tulajdonságok Kristályszerkezet hexagonális Ionizációs energiák (1,2,3) 1 : 737,7 kJ//mol 2 : 1450,7 kJ/mol 3 : 7732,7 kJ/mol

8 Az ötvözők Mindenütt a kiválásos folyamatok szerepelnek (akár olvadékból, akár szilárd állapotból: szekunder folyamatok).

9 Leggyakrabban alkalmazott ötvözőelemei AZ91D (ASTM) MGAl9Zn1D (MSZ EN) AlMnZnSiCuNiFe 8,5-9,50,17-0,40,45-0,90,050,0250,0010,004 BetűÖtvözőBetűÖtvöző AAlumíniumMMangán CRézQEzüst ERitkaföldfémekSSzilícium HTóriumWIttrium JStronciumXKalcium KCirkóniumZCink LLítium

10 A legismertebb ötvözet, mint szerkezeti anyag

11 Az eutektikumoknak kulcsszerepe van a szerkezeti Mg ötvözetek tervezésében

12 Az ötvözetkészítés metallurgiai folyamatai Primer krist, és precipitációs folyamatok szerepe Mg-Al sss : Mg(Al) túltelített szilárd oldat

13 Introduction Magnesium-based hybrid materials are applied in engine componenets. Because of construction these materials with different machinability have to be cut together. During simultaneous machining the cutting edge intersects the boundary of the jointed materials. Source: mwerks.com (2003) Source: EMO (2005)

14 Introduction Source: mwerks.com (2003) The BMW Mg-Al crankcase The BMW Mg-Sint bedplate

15 Different cutting forces Optimized cutting edge material geometry Temperature control during machining Different cutting edge geometries Different cutting parameter (speed) Mg: bottom limit SD11: upper limit Different cutting temperatures AIM: Economical and ecological simultaneous milling of Mg+sintered steel hybrid materials. Mg chip and dust → Fire hazard Challanges of dry machining of Mg-SD hybrid material: Introduction Machine with safety concept

16 Characterization of Mg-hybrid boundary (Result of previous tool optimization experiments, presented on 24 th Colloquium in Svitavy.)

17 Mg ismert előnyös tulajdonságai mellett: fokozott tűzveszélyesség. Hol fordul elő veszélyhelyzet? - előállítás, megmunkálás, járműbaleseti tűzesetek.

18 Fontosabb technológiai ismeretek a Mg-tűz megelőzésére A bomlás során magnézium oxid (MgO) nagy mennyiségű hidrogén gáz, valamint további nagy mennyiségű hő fejlődik. 1. ábra Mg reakciója gőzzel Ennél a reakciónál szükségszerű megemlíteni, hogy ha nagyon tiszta tömbi magnéziumot reagáltatunk vízzel, akkor az viszonylag csekély mértékben és csak rövid ideig mutat reakciót. Ennek oka a következő reakció egyenletben keresendő. 2. ábra Tiszta tömbi magnézium reakciója vízzel Ebben az esetben magnézium oxid helyett magnézium hidroxid keletkezik, ami egy tejszerű oldhatatlan folyadék

19 A tűz keletkezése az alkatrész tömegétől, geometriájától, a hőmérsékletétől függ

20 Speciális előállítási (öntési, alakítási) technológiák Mg alapú ötvözetekhez Számos indítéka van a különleges öntési, alakítási technológiák bevezetésének: - a fokozott munkavédelmi problémák - gazdaságossági célok - mint szerkezeti anyagot szilárdítani kell (kiválásos keményítés, alakítási keményítés, és ezeknek kombinációja

21 Milyen mechanizmusok vezetnek a szilárdításhoz?

22 Az itt alkalmazott technológiák már átvezetnek a kompozitgyártási technológia területére

23

24 Thixo-alakítás Definíció: Thixotrópia Fémek esetében a szolidusz és a likvidusz közötti hőmérsékleten a szilárd, összefüggő részecskék mellett folyadék fázis is jelen van. Ekkor nyugalmi állapotban az anyag még mint szilárd test viselkedik. Ha erre a vegyesfázisú anyagra nyírófeszültség hat, akkor elszakadnak a részecskék közti kötések, a viszkozitás jelentős mértékben lecsökken, és a fém mint nagyviszkozitású folyadék viselkedik. Ez a tulajdonság a thixotrópia. A thixotrópia bizonyos fémeknél, elsősorban alumínium- és magnézium-ötvözeteknél jól definiálható hőmérséklet-tartományban alakul ki.

25 Thixo-alakítás A thixo-alakítás folyamata (1): 1. Félkész termék (öntött rudak) gyártása: 1. Félkész termék (öntött rudak) gyártása: Kristályképződés irányítása elektromágneses térrel. Cél: egyenletesen finomszemcsés szövetszerkezet. 2.Félkész termék újrahevítése: 2.Félkész termék újrahevítése: A megfelelő méretre darabolt rudakat indukciuós úton a likvidusz és a szolidusz közé hevítik (az alacsonyabb olvadáspontú fázis megolvad). Ez a hevítés hozza létre a finomszemcsés szövetszerkezetetből a teljesen globulitos (gömbszemcsés) szövetszerkezet-et, amely az alakítás szempontjából a legkedvezőbb. A folyadékfázis eloszlásának egyenletesnek, a hőmérsékleti gradiensnek minimálisnak kell lennie.

26 Thixo-alakítás A thixo-alakítás folyamata (2): 3.Alakadás: 3.Alakadás: A félkész termékeket - célszerűen robottal - egy a thixo alakítás igényeire kifejlesztett öntőgép (sajtológép) tartályába helyezzük. A tartályból az öntőcsatornába való átáramláskor - a jelentős keresztmetszet csökkenés miatt - nyírófeszültség ébred az anyagban. A nyírófeszültség hatására elszakadnak a gömbszemcsék közti kötések, és az anyag teljes térfogatában nagy viszkozitású folyadékká válik. Ez a thixotrópia jelensége és a thixo-alakítás névadója. A nyírófeszültség csökkenése után a viszkozitás csak jelentős időbeli késéssel nő ismét eredeti értékére. A sajtolóerő hatására a folyékony fém lamináris áramlással kitölti az előmelegített öntőformát. 4.Utómunkálás

27 Thixo-alakítás

28 Thixo-alakítás / Nyomásos-öntés

29 Budapest University of Technology and Economics Department of Vehicles Manufacturing and Repairing 1. Workpiece materials 1. AJ62 + AlSi17 cylinder block upper and lower surface 2. AJ 62 + sintered steel lower cranckshaft bearing casing – “bed plate” Figure 2 – Scheme of engine block to be machined 2 nd Consortium meeting M th of November, 2004 Barcelona


Letölteni ppt "Könnyűfémek a járműiparban Korszerű anyagok és technológiák, M.Sc. 2013."

Hasonló előadás


Google Hirdetések