Livarski vestnik

E. Flender*
*Bundesverband der Deutschen Giesserei-Industrie, Düsseldorf, Nemčija
KAJ USPEŠNE MALE IN SREDNJE VELIKE EVROSPKE LIVARNE DELAJO PRAV

Christian Heiselbet, Franz Josef Feikus, Leopold Kniewallner
Nemak Europe
IZZIVI E-POGONSKIH KOMPONENT – REŠITVE V LIVARSKIH TEHNOLOGIJAH

Zdenka Zovko Brodarac1, Davor Stanić2
1 Univerza Zagreb, Metalurška fakulteta, Aleja narodnih heroja 3, 44103 Sisak, Hrvaška
2 CIMOS-P.P.C. Buzet, d.o.o., Most 24, 52420 Buzet; Politehnika Pula – Tehnično-poslovna fakulteta, Riva 6, 52100 Pula, Hrvaška
VPLIV TOPLOTNE OBDELAVE NA RAZVOJ LASTNOSTI PRI ZLITINI AlSi7Mg(Cu)

Maja Vončina1, Jožef Medved1, Stanislav Kores2, Pan Xie3, Andreas Cziegler4, Peter Schumacher4
1 Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, Aškerčeva cesta 12, 1000 Ljubljana, Slovenija
2 Talum Tovarna aluminija d. d. Kidričevo, Tovarniška cesta 10, 2325 Kidričevo, Slovenija
3 Center for High Resolution Electron Microscopy, College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha, 410082, LR Kitajska
4 Montanuniversität Leoben, Chair of Casting Research, Franz-Josef-Straße 18, 8700 Leoben, Avstrija
VPLIV MOLIBDENA IN CIROKNIJA NA ALUMINJEVE LIVARSKE ZLITINE


E. Flender*
KAJ USPEŠNE MALE IN SREDNJE VELIKE EVROPSKE LIVARNE DELAJO PRAV

Izvleček

Čeprav je livarska industrija v primerjavi z drugimi majhna, je kljub temu pod vplivom globalnega razvoja. V Evropi imajo livarne presežne zmogljivosti za skoraj vse lite materiale in različne postopke ulivanja, zato je vsakemu livarju jasno, da če on ne bo izdelal določenega ulitka, bo to pač storil nekdo drug. Livarji dobavljajo velikim industrijskim sektorjem. V primerjavi z avtomobilsko, energetsko, strojno, elektrotehnično in gradbeno industrijo pa so za evropsko livarsko industrijo, ki se ukvarja z dobavo, značilna mala in srednje velika podjetja, ki so pogosto v zasebni lasti. Zato je jasno, da je evropska livarska industrija pogosto pod izjemnim pritiskom prilagoditvam  poslovnim navadam svojih strank.

Te razmere male in srednje velike livarne silijo v razvoj jasnega vpogleda in strategije glede tega, kar je dobro za njihova podjetja – najsi to velja za razvoj poslovnih potencialov ali preživetje.


Christian Heiselbet, Franz Josef Feikus, Leopold Kniewallner
IZZIVI E-POGONSKIH KOMPONENT – REŠITVE V LIVARSKIH TEHNOLOGIJAH

Izvleček

Avtomobilska industrija se zaradi pomanjkanja fosilnih goriv in zahtev političnega preoblikovanja energetske politike sooča z velikimi izzivi. Elektromobilnost postaja središče zanimanja in proizvajalce originalne opreme sili v premislek – ali naj tradicionalne pogonske sisteme pustijo za seboj in se podajo na pot usvajanja novih konceptov elektronskih pogonov?

Vse manjša količina virov in vse več pravnih predpisov vodita v porast obratovalnih stroškov za tradicionalne motorje z notranjim izgorevanjem. Dodatno vse večja količina emisij CO2 po vsem svetu in visoka okolijska osveščenost sprožata debato o skorajšnjem energetskem prehodu, kar se odraža v strogih okolijskih zakonodajah in državnih razvojnih programih. E-mobilnost in elektrifikacija vozil, ki jo spremlja, pridobivata vse več pozornosti.

Velja splošno predvidevanje, da bodo električni pogoni srednje- ali dolgoročno zamenjali klasične motorje z notranjim izgorevanjem. Vendar pa do tega trenutka ne obstaja niti dogovor o natančnem datumu, kdaj naj bi se to zgodilo, niti o časovnem obdobju, kako dolgo bodo hibridne različice prisotne na tržišču. Napovedi trenutno predvidevajo pomemben porast tržnega deleža električnih in hibridnih vozil v naslednjih nekaj letih. Zaradi elektrifikacije pogonskih sistemov se bo povpraševanje po kokilno litih komponentah za izvedbo elektronskih pogonov bistveno zvečalo. Velika sprememba v zgradbi vozil in vgrajene komponente bodo dolgotrajno vplivale na livarsko industrijo: številne tradicionalne kokilno lite komponente klasičnih pogonskih sistemov (motorni blok, glava motorja, ohišje menjalnika itn.) se bodo močno spremenile ali prenehale obstajati, zamenjale pa jih bodo nove lite komponente električnih pogonov. Hkrati bo potreba po lahkih komponentah, ki jo bo spremljal upad teže, v ospredje postavila pomen litih komponent, izdelanih iz neželeznih kovin, kot je aluminij.

Tukaj so izjemno pomembna ohišja električnih motorjev in akumulatorjev. To so izjemno kompleksni elementi zaradi vdelave različnih funkcij (npr. hladilnih kanalov). Prav tako se pričakuje, da se bodo dimenzije litih komponent zvečale, zvečala pa se bo tudi velikost serij, kar bo povzročila vse obsežnejša elektrifikacija. To predstavlja izjemen izziv zlasti za razvoj izdelkov in inženiring.

Za izpolnitev zahtev glede teh novih litih komponent je nujna vpeljava novih postopkov in metod v verigo ustvarjanja vrednosti. To vpliva zlasti na same postopke ulivanja. Ekonomsko in tehnično primerna izbira postopka ulivanja je odvisna od kompleksnosti litja in zahtevanega števila proizvedenih delov. Zahteve glede lastnosti komponent, zlasti glede tesnjenja (neprepustnosti) in stabilnosti pri trku, so izjemno velike. Poleg tega je treba upoštevati tudi nadaljnje postopke na področjih mehanske obdelave, spajanja in sestavljanja. Zato so potrebne zmožnosti raznolike in zahtevajo celovito oceno celotne procesne verige. Proizvodni koraki, ki sledijo postopku ulivanja, bodo pridobili pomen v verigi ustvarjanja vrednosti.

Izzivi električno gnanih komponent, izdelanih iz aluminijastih litih delov, ki se pojavljajo pri potencialnih postopkih ulivanja, so podrobneje obravnavani v nadaljevanju.


Zdenka Zovko Brodarac1, Davor Stanić2
VPLIV TOPLOTNE OBDELAVE NA RAZVOJ LASTNOSTI PRI ZLITINI AlSi7Mg(Cu)

Izvleček

Zasnova materialov skozi izbor kemijske sestave, termodinamično modeliranje, obdelava s cepljenjem in modificiranjem, pravilen razvoj tehnologije za litje, ki mu sledi ustrezna toplotna obdelava, bi lahko izboljšali lastnosti ulitkov. Zaradi zapletenih geometrij ulitkov in značilnosti strank so proizvajalci ulitkov prisiljeni k uvajanju proizvodnih postopkov, ki vključujejo dodatne korake, npr. toplotno obdelavo. Zahteven postopek, ki poteka pri razmeroma visoki temperaturi in je poleg tega še dolgotrajen, učinkuje na mikrostrukturne spremembe materiala ter tako neposredno vpliva na njegove mehanske lastnosti. Pomemben vidik za nove izboljšave in uporabe je poglobitev razumevanja spreminjanja mikrostrukturnih sestavin kot posledice toplotne obdelave in posledično izboljšanih mehanskih lastnosti. Toplotno obdelavo spremljajo povišani stroški in daljši proizvodni časi, ki vodijo do slabše konkurenčnosti proizvajalcev ulitkov. Primerjava pridobljenih lastnosti navadnih ulitkov ter toplotno obdelanih ulitkov razkriva, da so uvedeni proizvodni postopki tesno povezani z denarnimi in časovnimi naložbami v odnosu z doseženimi izboljšavami lastnosti.

Običajne zlitine AlSi7Mg so pogosta izbira za proizvodnjo ulitkov zapletenih geometrij. Snovanje novih kemijskih sestav zlitine AlSi7Mg(Cu) z dodatkom Cu (do 1,435 wt.%) predstavlja izziv na poti k doseganju naprednih mehanskih lastnosti že pri običajnih, torej neobdelanih ulitkih. Širok razpon zapletenih reakcij in intermetalnih faz izhajata iz številnih interakcij legirnih elementov (Si, Mg, Cu) in elementov v sledovih (Fe, Mn). Toplotna obdelava učinkuje na spremembo morfologije železnih faz in izboljšavo mikrostrukturne sestavine ter izboljša kovinsko matriko sekundarnih elementov za legiranje, kot sta Cu in Mg. Natančna določitev vedenja zlitine je bila izvedena z modeliranjem faznega diagrama ravnovesja, sočasne toplotne analize in metalografskih raziskav obeh stanj, torej tako običajnih kot toplotno obdelanih ulitkov. Toplotno obdelane mikrostrukture se spremenijo, npr. prečistijo se, v njih pa poteče enakomerna porazdelitev mikrosestavin, izboljša se kovinska matrika magnezija in bakra ter posledično fragmentacije faz, ki se strdijo nazadnje.

Inovativna kemijska sestava in znano zaporedje strjevanja določenih faz ter njihova morfologija in porazdelitev pa pomenijo znatno izboljšanje nateznih mehanskih lastnosti že pri običajnih ulitkih.

Toplotna obdelava ne vpliva na bistveno izboljšanje mehanskih lastnosti.


Maja Vončina1, Jožef Medved1, Stanislav Kores2, Pan Xie3, Andreas Cziegler4, Peter Schumacher4
VPLIV MOLIBDENA IN CIROKNIJA NA ALUMINJEVE LIVARSKE ZLITINE

Izvleček

Modeliranje razvoja mikrostrukture med izdelavo omogoča globlje razumevanje sinergijskega vpliva različnih obdelovalnih parametrov, ki vplivajo na razvoj mikrostrukture. Cilj je bil razviti aluminijevo livarsko zlitino, ki ima izboljšane mehanske lastnosti, hkrati pa zmanjšuje težo končnega izdelka, ki se uporablja v avtomobilski industriji. Raziskane so bile mikrostruktura in mehanske lastnosti zlitine AlSi9Cu3(Fe) ob prisotnosti različnih kombinacij dodatkov Zr in Mo. Lite eksperimentalne zlitine so bile izpostavljene toplotni obdelavi T6. Natezne preizkuse smo izvedli za vse eksperimentalne zlitine pri 25 °C. Za proučevanje nastanka različnih intermetalnih faz smo uporabili optično mikroskopijo in elektronski mikroanalizator. Ugotovljeno je bilo, da lahko optimalna kombinacija dodatka Zr in Mo rahlo izboljša mehanske lastnosti preiskovane zlitine v litem stanju in znatno v toplotno obdelanem stanju T6.