o w o c z e s N y

e c h N i k

e N T y s T y c z N y

T E C H N I K A

d e n t y s t y c z n a

Wpływ wykonania formy

odlewniczej na jakość odlewu

– cz. II

Porowatość odlewów określano

metodą metalograficzną na próbkach
nietrawionych. W tym celu wykona-
no zdjęcia mikroskopowe 5 losowo
wybranych obszarów próbki przy
powiększeniu 150 x, które następnie
poddano binaryzacji. Polegała ona
na tym, że na obrazie rozróżnio-
no i zaznaczono widoczne ciemne
punkty (pory). Przykład próbki przed
binaryzacją i po binaryzacji przed-
stawiono na fot. 1. Tak otrzymane
obrazy poddano analizie za pomocą
programu do metalografii ilościowej
Met-Ilo (2). Procentowy stosunek ob-
szarów ciemnych stanowił procento-
wą zawartość porów w danej próbce.

Badania mikroskopowe wykona-

no na zgładach metalograficznych
poddanych trawieniu elektrolitycz-
nemu. W metodzie tej próbka sta-
nowiła anodę, natomiast katodą był
miedziany cylinder. Jako elektrolitu
użyto kwasu solnego (HCl) i wody
w proporcjach 1:9. Każda próbka
trawiona była przez 5 sekund przy
natężeniu prądu 3,75 A. Dzięki temu
uzyskano obraz wyraźnych granic
ziaren na powierzchni próbki.

W pierwszej części artykułu omówio-
ny został aspekt makroskopowy od-
lewów otrzymanych w formach przy-
gotowanych w różny sposób. Wady
i nieprawidłowości w odlewanych
elementach były widoczne „gołym
okiem”. W części drugiej przedsta-
wione zostały badania mikroskopo-
we struktur uzyskanych odlewów.
Można więc powiedzieć, że skutkom
nieprawidłowego przygotowania
formy odlewniczej przyglądamy się
na poziomie mikroskopowym. Jest
to równie ważne, ponieważ o właści-
wościach mechanicznych odlewów,
oprócz składu chemicznego, decydu-
ją struktura metalograficzna, a także
niejednorodności w skali mikro.

rzygotowanie

materiału

badawczego

Sposób przygotowania formy i od-
lewania próbek był analogiczny
do opisanego w części pierwszej,
oznaczenia poszczególnych próbek
w tej części pracy są więc analogicz-
ne jak w części pierwszej (1). Z otrzy-
manych odlewów wycięto fragmenty
prętów o największych średnicach,
z których wykonano zgłady metalo-
graficzne będące przedmiotem dal-
szych badań mikroskopowych. W ra-
mach pracy wykonano następujące
badania:
– pomiar porowatości,
– określenie struktury metalograficz-

nej,

– pomiary twardości.

TITLE



Embodiment effect of the

casting mold for casting quality – part II

SłoWa kLuczoWE



odlew, forma

ogniotrwała

STrESzczEnIE



celem niniejszych

badań było określenie wpływu
przygotowania formy ogniotrwałej
na jakość odlewu.

kEy WordS



mold casting, refractory

form

Summary



The aim of this study

was to determine the effect of the
preparation on the quality of the
refractory mold casting.

Marta Rekść

, Piotr Rekść

, Renata Kurpiejewska

, Leszek Klimek

iniejsza praca jest
kontynuacją zagadnień

przedstawionych w artykule
pt. „Wpływ wykonania
formy odlewniczej na jakość
odlewu” zamieszczonym

w numerze 3/2013

„Nowoczesnego Technika

Dentystycznego”.

We wszystkich próbkach

zaobserwowano

budowę

dendrytyczną

. Wielkość

dendrytów była uzależniona

od sposobu chłodzenia

formy oraz jej temperatury

podczas odlewu.

/ 2 0 1 3

T E C H N I K A

d e n t y s t y c z n a

r e k l a m a

Wpływ wykonania formy

odlewniczej na jakość odlewu

– cz. II

Pomiary twardości wykonano metodą Vickersa przy ob-

ciążeniu 10 N zgodnie z normą PN-EN ISO 6507-1. Do ba-
dania użyto twardościomierza CLEMEX, który spełnia
wymagania dla twardościomierzy, zgodne z normą
PN-ISO 4546. Na każdej próbce wykonano po 5 pomiarów.

yniki

badań

Wyniki badań porowatości
W tab. 1 przedstawiono wyniki pomiarów porowatości,
średnie i odchylenia standardowe dla poszczególnych
próbek.

Wyniki badań struktury
Na fot. 2-4 przedstawiono mikrostruktury wybranych
próbek.

Wyniki badań twardości
W tab. 2 przedstawiono wyniki poszczególnych pomia-
rów twardości, średnie i odchylenia standardowe dla
poszczególnych próbek.

mówienie

wyników

Analiza wyników badań porowatości wykazała, że prób-
ki A, B, C, D, E, F oraz H wykazują zbliżoną procento-
wo ilość porowatości. Większą porowatość wykazały

Pomiar porowatości [%]

Badania w powiększeniu 150 x

Próbka

III

Średnia

0,44

0,18

0,21

0,19

0,28

0,26

0,113137

0,21

0,16

0,28

0,14

0,2

0,049497

0,32

0,31

0,34

0,30

0,33

0,32

0,007071

0,22

0,17

0,31

0,32

0,26

0,256

0,028284

0,34

0,33

0,37

0,31

0,35

0,34

0,007071

0,38

0,16

0,53

0,49

0,42

0,396

0,028284

1,44

1,72

1,21

2,5

2,16

1,806

0,509117

0,22

0,19

0,23

0,32

0,29

0,25

0,049497

17,02

13,14

21,07

14,92

13,83

15,996

2,255671

1,12

0,89

0,97

1,03

1,06

1,014

0,042426

Tab. 1. Wyniki analizy porowatości

Pomiar [HV

]

Próbka

III

VII

VIII

Średnia

348

353

339

384

358

339

368

343

353,3

14,3

334

343

363

358

368

339

395

363

321

343

352,7

21,1

373

353

339

368

348

378

395

330

378

290

355,2

30,4

276

330

358

389

407

330

358

389

343

321

350,1

38,9

395

368

384

439

339

348

321

364,9

34,4

313

378

348

413

339

348

321

343

305

339

344,7

31,6

401

378

389

373

426

389

384

373

389

392,8

19,4

358

348

368

313

348

378

348

373

378

356,0

19,7

413

432

426

407

426

432

378

401

413

415,4

16,9

343

330

378

363

348

353

389

373

353

360,3

18,1

Tab. 2. Wyniki badań twardości metodą Vickersa HV

tel.

+48 602 479 844

www.skandent.com

POLEASINGOWE SYSTEMY CAD/CAM TANIO

99 zł

ZA STRUKTURĘ

Z CERKONU

o w o c z e s N y

e c h N i k

e N T y s T y c z N y

T E C H N I K A

d e n t y s t y c z n a

próbki G i J, których temperatura
form podczas wykonywania odlewu
różniła się od pozostałych próbek.
Przyczyną tego może być zwiększone
tempo krzepnięcia metalu, podczas
którego gazy i drobne zanieczysz-
czenia nie nadążają z wydzieleniem
się na zewnątrz i zostają zamknię-
te w metalu (3, 7). W otrzymanych
wynikach najbardziej wyróżnia się

Przykładowa analiza porowatości dla próbki D: a) widok na wybrany obszar próbki, b) ten sam

obszar po binaryzacji

Struktura próbki B po trawieniu

Struktura próbki G po trawieniu

Struktura próbki D po trawieniu

jednak próbka I, która wykazała naj-
większy odsetek porowatości. Należy
jednak dodać, że fragment wybrany
do analizy obejmował część próbki,
która się odlała. W rzeczywistości
porowatość odlewu jest zdecydowa-
nie większa i wynosi więcej niż 50%,
co można zaobserwować na próbce
zobrazowanej na fot. 11a i b w pierw-
szej części artykułu (1).

We wszystkich próbkach zaob-

serwowano budowę dendrytyczną.
Wielkość dendrytów była uzależ-
niona od sposobu chłodzenia formy
oraz jej temperatury podczas odlewu
(8, 9).

Analizując wielkości ziaren i den-

drytów, można stwierdzić, że w prób-
kach A, B, C, D oraz H są podobnej
wielkości. Podobieństwo wyni-
ka ze sposobu chłodzenia, które
we wszystkich tych próbkach było
takie samo. Mniejsze ziarna i krótsze
dendryty zaobserwowano w struk-
turze próbek E i J, u których pro-
ces chłodzenia przebiegał szybciej
– w próbce E zaraz po wykonaniu
odlewu, a w próbce J od razu płynny
metal wpłynął do formy o mniejszej
temperaturze, co przyspieszyło jego
krzepnięcie (9-11). Największe ziarna
i najdłuższe dendryty wykazywała
próbka F, co było wynikiem sposo-
bu jej chłodzenia, razem z piecem,
natomiast stosunkowo małe ziarna
i krótkie dendryty wykazywała prób-
ka G. Najmniejsze ziarna widoczne
są w próbce I, na której chłodzenie
wpłynęło więcej czynników niż
w pozostałych próbkach – tempe-
ratura formy, obecność wosku oraz
woda zawarta w masie (3, 5, 13).
Również dendryty w tej próbce były
najmniejsze w porównaniu z innymi
próbkami.

Na wielkość ziaren wpłynęła licz-

ba zarodków, jakie wytworzyły się
w pierwszej fazie krzepnięcia metalu
po odlewie. Im szybciej przebiegało
chłodzenie lub im zimniejsza była
forma, tym zarodków powstawa-
ło więcej, co w efekcie prowadziło
do powstania większej liczby ziaren
w strukturze (3, 9, 11, 13-16).

Pomiary twardości wykazały,

że próbki A, B, C, D oraz H wyka-
zują zbliżoną twardość 350,1÷356
HV

. Od tych wyników nieznacznie

odbiegają twardość próbki E wyno-
sząca 364,9 HV

, która chłodzona

była nieco szybciej niż pozostałe

t. ar

chiwum autor

ów

ĘBY DENTEX

– 25 lat do

świadczeń

– trzywarstwowe akrylowe

– anatomiczne kształty: owalne,

kwadratowe i trójkątne

– naturalny efekt  uorescencyjny

– stabilność kolorów

– 14 kolorów Dentex i 14 kolorów

Dentex-V (wg Vity)

– wolne od monomeru resztkowego

– nowa seria zębów o zwiększonej

twardości w skali

Vickersa 49,90 HV0,1

– atrakcyjna cena

– przystosowane do protez stałych

i ruchomych

ZALETY

P.U.H. Dentex Sp. z o. o,

98-220 Zduńska Wola, Opiesińska 30b

dentex@zdnet.pl, www.dentex.zdnet.pl

DZI

Ś ZAMAWIASZ JUTRO MASZ

Zęby produkowane

zgodnie z certy kowanym

SZJ wg norm ISO 13485,

ISO 9001,

spełniają wymagania

Dyrektywy 93/42/EEC

/ 2 0 1 3

T E C H N I K A

d e n t y s t y c z n a

próbki, oraz próbki J – 360,3 HV

Najmniejszą średnią twardość mia-
ła próbka F – 344,7 HV

. Najwyższą

natomiast średnią twardość miała
próbka I – 415,4 HV

, a także stosun-

kowo wysoką próbka G – 392,8 HV

Otrzymane wyniki twardości są bez-
pośrednio powiązane ze strukturą
poszczególnych próbek. Im mniejsze
były ziarna, tym większą twardość
miały próbki (9).

odsumowanie

Na podstawie przeprowadzonych
badań można stwierdzić, że sposób
wykonania formy wpływa na szyb-
kość chłodzenia odlewu, a tym sa-
mym na jego strukturę, porowatość,
co ma wpływ na końcowe właściwo-
ści mechaniczne odlewu. Im szybciej
chłodzona jest forma, tym struktura
stopu jest bardziej drobnoziarnista
i zwiększa swoją twardość.

1, 2, 3, 4

Politechnika Łódzka,

Instytut Inżynierii Materiałowej

Uniwersytet Medyczny w Łodzi,

Zakład Technik Dentystycznych

Katedry Stomatologii Odtwórczej

Piśmiennictwo
1. Rekść M., Rekść P., Kurpiejewska R.,

Klimek L.: Wpływ wykonania formy od-
lewniczej na jakość odlewu. „Nowoczesny
Technik Dentystyczny”, 3/2013, s. 53-58.

2. Szala J.: Met-ilo – nowe narzędzie do ilo-

ściowego opisu obrazu struktury tworzyw.
Materiały II Krajowej Konferencji Metalo-
graficznej pt. „Przemysłowe Laboratorium
Metalograficzne – wyposażenie, metody

badawcze, osiągnięcia i problemy”, Ustroń-
-Zawodzie, kwiecień 1999, 41-52.

3. Borkowski S., Siekański, K.: Analiza

zmian w strukturze niezgodności wyrobów
odlewanych po wdrożeniu zarządzania
procesowego. „Archiwum Odlewnictwa”,
R. 4, nr 14, s. 70-75, Gliwice 2004.

4. Falęcki Z.: Analiza wad odlewów. AGH,

1991.

5. Gawdzińska K., Głowacki B.: Propozycja

oceny porowatości w odlewach z metalo-
wych kompozytów nasycanych. „Archiwum
Odlewnictwa”, R. 4, nr 14, s. 146-153, Gli-
wice 2004.

6. Kozakowski S.: Badania odlewów: tech-

nologie odlewnicze, typowe dla nich wady
i metody ich ujawniania. Biuro Gamma,
Warszawa 2008.

7. Sims Ch.T.: The Carbides in Base Cobalt

Alloys. „Journal Metals”, s. 27-42, 1969.

8. Dańko J., Fedoryszyn A.: Urządzenia

i systemy intensywnego chłodzenia masy
formierskiej. „Archiwum Odlewnictwa”,
R. 1, nr 1, s. 58-66, Gliwice 2001.

9. Hajduga M., Aplikowska I.: Wpływ tem-

peratury odlewania na wady strukturalne
metalicznych uzupełnień protetycznych.
„Nowoczesny Technik Dentystyczny”,
nr 4, s. 30-32, Katowice 2007.

10. Drotlew A., Ignaszak Z., Bieńko P., Popie-

larski P.: identyfikacja termofizycznych
właściwości mas formierskich z dodatkiem
mikroochładzalników. „Archiwum Odlew-
nictwa”, R. 4, nr 14, s. 132-137, Gliwice
2004.

11. Falęcki Z.: Analiza wad odlewów. AGH,

1991.

12. Fedoryszyn A., Dańko J., Smyksy K.: Ana-

liza wyposażenia linii przygotowania masy
używanej. Materiały III Konferencji Odlew-
niczej, TECHNICAL’2000, s. 79, Nowa Sól
2000.

13. Gawdzińska, K., Głowacki, B.: Propozycja

oceny porowatości w odlewach z metalo-
wych kompozytów nasycanych. „Archiwum

ĘBY DENTEX

– 25 lat do

świadczeń

– trzywarstwowe akrylowe

– anatomiczne kształty: owalne,

kwadratowe i trójkątne

– naturalny efekt  uorescencyjny

– stabilność kolorów

– 14 kolorów Dentex i 14 kolorów

Dentex-V (wg Vity)

– wolne od monomeru resztkowego

– nowa seria zębów o zwiększonej

twardości w skali

Vickersa 49,90 HV0,1

– atrakcyjna cena

– przystosowane do protez stałych

i ruchomych

ZALETY

P.U.H. Dentex Sp. z o. o,

98-220 Zduńska Wola, Opiesińska 30b

dentex@zdnet.pl, www.dentex.zdnet.pl

DZI

Ś ZAMAWIASZ JUTRO MASZ

Zęby produkowane

zgodnie z certy kowanym

SZJ wg norm ISO 13485,

ISO 9001,

spełniają wymagania

Dyrektywy 93/42/EEC

Odlewnictwa”, R. 4, nr 14, s. 146-153, Gli-
wice 2004.

14. Górny, Z.: Odlewnicze stopy kobaltu.

Struktura, właściwości, topienie i odle-
wanie. „Przegląd Odlewnictwa”, Vol. 58,
nr 7-8, s. 420-430, Kraków 2008.

15. Parkitny R., Skrzypczak T.: Symula-

cja  krzepnięcia  objętościowego  metali
z  uwzględnieniem  przechłodzenia  tempe-
raturowego.  „Archiwum  Odlewnictwa”,
R. 4, nr 14, s. 389-374, Gliwice 2004.

16. Wybrane zagadnienia z technologii odlew-

nictwa. Praca zbiorowa, Wyd. Politechniki
Warszawskiej, Warszawa 1982.

Sprostowanie

W części pierwszej artykułu

zamieszczonej w numerze

3/2013 „Nowoczesnego Technika

Dentystycznego” wkradła się

nieścisłość. Błędnie podaliśmy

nazwę producenta masy Gilvest MG.

Nie jest nim firma BEGO, a firma

BK Giulini Chemie AG. Za pomyłkę

przepraszamy zarówno czytelników,

jak i obie firmy.

W tym miejscu składamy

podziękowania

technikowi dentystycznemu

Maciejowi Szwedowi za zwrócenie

nam uwagi. Taki odzew świadczy

o tym, że nasi czytelnicy uważnie

i krytycznie czytają artykuły

zamieszczone w „Nowoczesnym

Techniku Dentystycznym”, co mnie

osobiście jako redaktora naczelnego

ogromnie cieszy.

Leszek Klimek

r e k l a m a

Document Outline