European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Fluidised Bed Heat Treatment Furnace for HPDC engine blocks and other transport components offering new opportunities for lightweight, cost competitiveness and energy saving

Article Category

Article available in the following languages:

Nowa obróbka cieplna nadzieją na lżejsze i mocniejsze części aluminiowe

Nowy system ze złożem fluidalnym do obróbki cieplnej części aluminiowych umożliwia zmniejszenie masy tych komponentów, z korzyścią dla odlewni i firm motoryzacyjnych, a także dla konsumentów i środowiska.

Transport i mobilność icon Transport i mobilność

Proces odlewania wysokociśnieniowego (HPDC) polega na wtłaczaniu stopionego metalu do formy pod wysokim ciśnieniem. Większość odlewów ciśnieniowych jest wykonywana z metali nieżelaznych, takich jak cynk, miedź lub aluminium. O ile koszty urządzeń często ograniczają jego zastosowanie w masowej produkcji, oferuje on większą szybkość wytwarzania skomplikowanych kształtów niż jakakolwiek inna metoda, a także zapewnia trwałość i stabilność wymiarową oraz dodatkowe korzyści dotyczące wytrzymałości i wagi. Jednak pomimo że HPDC jest procesem wysoce wydajnym, wyklucza on stosowanie konwencjonalnej obróbki cieplnej, ponieważ uwięziony gaz powoduje powstawanie pęcherzy – co wymaga opracowania nowych zaawansowanych procedur. Wspierany przez UE projekt HardALU powstał właśnie w celu opracowania alternatywnego rozwiązania, a efektem prac jest obróbka termiczna o jednorodnej temperaturze na całej powierzchni elementu, przy odchyleniu o nie więcej niż 3 °C na różnych powierzchniach części. Technologia złoża fluidalnego Wysokowydajne, lekkie elementy aluminiowe są szczególnie ważne dla przemysłu motoryzacyjnego, w którym mogłyby zastąpić na przykład cięższe odlewy żeliwne, w tym te stosowane w blokach silnikowych, zmniejszając ich wagę. Ponieważ jednak nie mogą być poddawane konwencjonalnej obróbce cieplnej (z powodu pęcherzyków powietrza), elementy muszą zwykle mieć większą grubość, a więc większą masę, co ma wpływ na ekonomikę rozwiązań transportowych, jak również na ich oddziaływanie na środowisko. Podstawę podejścia HardALU stanowi rozwiązanie z zastosowaniem złoża fluidalnego. Technologia ta polega na przepuszczaniu gazu przez złoże drobnoziarnistego piasku, które zachowuje się podobnie do płynu. Następnie w mieszaninie można zanurzać części – jest to tzw. „hartowanie” – a dzięki temu, że powierzchnia elementu pozostaje w pełnym kontakcie z piaskiem w złożu fluidalnym, może być obrabiana w sposób bardziej jednorodny. Przykładowo, możliwe jest osiągnięcie temperatur od 490 °C do 540 °C w ciągu 7 do 10 minut w przypadku dużych bloków silnikowych, przy szybkości transferu ciepła trzy do czterech razy wyższej niż w przypadku konwencjonalnych technik wykorzystujących wymuszony obieg powietrza. Jaume Tort, koordynator projektu, wspomina: „Ta fluidyzacja piasku okazała się największym wyzwaniem w projekcie, zmuszającym nas do przeprowadzenia wielu testów i modyfikacji. Ostatecznie udało nam się uzyskać prawidłową fluidyzację piasku przy wsparciu Uniwersytetu Karola III w Madrycie”. Uczestnicy projektu współpracowali również z centrum technologicznym IK4 Azterlan w zakresie testowania elementów obrabianych i walidacji urządzeń. Z punktu widzenia ochrony środowiska, dzięki nowej technologii, części mogą być teraz obrabiane w sposób, który wcześniej nie był możliwy. Zmniejsza on ich grubość, a tym samym masę, co skutkuje niższym zużyciem paliwa przez pojazd i obniża emisję C02. Dodatkowo dzięki skróceniu czasu obróbki zmniejszone zostaje również zużycie energii elektrycznej wykorzystywanej podczas produkcji. System znajduje się obecnie w zakładzie klienta, dzięki czemu może być poddany rygorystycznym testom w warunkach przemysłowych. Jest również dostępny do celów demonstracyjnych dla potencjalnych odbiorców. „Jeżeli chodzi o przyszłość, szczególnie ekscytujące jest to, że technologia ta stymuluje szerszy rozwój w dziedzinie odlewania ciśnieniowego aluminiowych elementów konstrukcyjnych, takich jak wieżyczki amortyzatorów samochodów, które są obecnie wykonywane ze stali”. Tort tłumaczy: „To przełom, ponieważ takie skomplikowane części są bardzo cienkie i aby mogły pozostawać wytrzymałe i niezawodne, wymagają skutecznej obróbki termicznej”.

Słowa kluczowe

HardALU, komponenty, aluminium, silniki, odlewanie ciśnieniowe, części, formy, obróbka cieplna, produkcja, złoże fluidalne, metal

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania