Physical and chemical processes in metalcasting. Procesy fizykochemiczne w odlewnictwie

In complex foundry processes, surface phenomena, that is, all the interdisciplinary physicochemical reactions taking place at the body-body interface, are mainly related with the effects that occur in solid bodies. Of particular interest are the phenomena at the solid body-gas, solid body-liquid, and solid body-solid body interface. These phenomena influence in a very important manner all technological processes related with castings manufacture. Therefore, our knowledge of the surface phenomena taking place in these processes may decide about the production of castings characterised by the required quality and physico-chemical properties, and hence by the satisfactory utilisation properties.

In this aspect, the results of the investigations were presented which form an important part of a wide spectrum of problems related with castings manufacture. The investigated problems are related with the ceramic compositions used in the manufacture of near-net-shape castings (specially those characterised by high biocompactability) and castings from magnesium alloys, including also a new family of the ceramic slurries characterised by improved technological and ecological properties. There are also problems of finding an optimum solution for the spheroidising and inoculating treatment, filtration, and nodularisation of austenite, as well as problems of cast iron hardenability. Attention deserve protective oxide coatings applied on the surface of castings made from aluminium alloys, assigned for the heavy-duty operation.

W złożonych procesach odlewniczych zjawiska powierzchniowe, czyli ogół interdyscyplinarnych zjawisk fizykochemicznych zachodzących na granicy dwóch ciał, dotyczą głównie zjawisk powierzchniowych ciała stałego. Są to szczególnie interesujące oddziaływania obserwowane na granicy ciało stałe-gaz, ciało stałe-ciecz, jak również ciało stałe-ciało stałe. Mają one niezwykle istotny wpływ na przebieg wszystkich procesów technologicznych, związanych z wytwarzaniem odlewów. Zatem, poznanie zjawisk powierzchniowych zachodzących w tego rodzaju procesach, jest czynnikiem decydującym o uzyskaniu odlewów posiadających wymaganą jakość i właściwości fizykochemiczne, a tym samym użytkowe.

W powyższym aspekcie, przedstawiono wyniki badań, będące istotną częścią szerokiego spektrum zagadnień związanych z wytwarzaniem odlewów. Dotyczą one mas ceramicznych stosowanych w produkcji odlewów precyzyjnych (szczególnie o wysokiej biokompaktybilności), odlewów ze stopów magnezu oraz mas ceramicznych o korzystniejszych właściwościach technologicznych i ekologicznych. Istotna grupa zagadnień jest związana z optymalizacją procesów sferoidyzacji, modyfikacji, filtracji, globularyzacji austenitu, czy też hartowności żeliw. Dużo uwagi poświęcono także ochronnym powłokom tlenkowym, nanoszonym na powierzchnie odlewów ze stopów aluminium, pracujących w ciężkich warunkach otoczenia.