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Spessot, Emanuele (2009) Sviluppo di tecnologie innovative in fonderia. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

Sand casting is the most ancient metal forming process, but it is still one of the more useful manufacturing process. On the other hand, aluminum is a quite new material, and he established itself in the industry for its intrinsic characteristics like lightness, corrosion resistance, machinability, formability, thermal and electric conductivity, and more. The increasing use of aluminum in the most advanced fields, like aerospace, naval, electric, chemical, push quality to higher levels, and it involves optimizing the methods developed during the years and the use of appropriate process control tool.

The aim of this work is to review techniques and methods already known in academic world, to adopt them correctly in a real manufacturing process. The principal industrial interface has been Castalia, a company specialized in making big aluminum components by sand casting. Big attention is focused on thermal analysis: it is very useful like process control tool and to obtain experimental data on the solidification conditions of the casting. These information are very important to estimate the microstructural and metallurgical characteristics of the component.

The principal themes are:

Liquid metal treatments: grain refinement and eutectic structure modify make it possible to increase many casting properties, both on foundry process and final casting characteristics. Thermal analysis is used to control the treatments efficency and to estimate the impact of different cooling rates on microstructure.

Mold material: the final casting characteristics depend from the properties and quality of the mold. Advanced image analysis instruments are used to characterize foundry sands end the effect of the sand reclamation.

Directional solidification: Changing of the cooling rate in some zones of the casting is useful to avoid aluminum microshrinkage problems during solidification. Chills can be used to increase cooling rate in the zones where feeding could be a problem. Exothermal powders could be put on the feeder surface to keep them hotter for long times.

Abstract (italiano)

Nonostante il processo di fonderia in sabbia sia la tecnica più antica di formatura dei metalli, ancora oggi è uno dei processi produttivi più utilizzati. D’altro canto l’alluminio è un materiale abbastanza nuovo, che si è imposto industrialmente per le sue caratteristiche intrinseche quali leggerezza, resistenza alla corrosione, lavorabilità, formabilità, conduttività termica ed elettrica, aspetto estetico e altri ancora. Il progressivo impiego nei settori più avanzati quali l’aerospaziale, il navale, l’elettrico ed il chimico, spinge verso una qualità dei getti sempre più alta, che comporta l’ottimizzazione dei metodi sviluppati negli anni e l’uso di opportuni strumenti di controllo del processo.

Lo scopo di questo lavoro è stato quello di rivedere metodi e tecniche già note a livello accademico, in modo da poterle applicare correttamente in un processo produttivo reale. In particolare, l’interfaccia industriale principale è stata Castalia, azienda specializzata nella realizzazione di grossi manufatti in alluminio mediante un processo di fonderia in sabbia - resina. Molta attenzione è stata data all’analisi termica, utilizzabile sia come strumento di controllo del processo, sia per ottenere informazioni sperimentali sulle modalità di solidificazione del getto, le quali diventano molto importanti per stimare le caratteristiche microstrutturali e metallurgiche del componente.

Volendo riassumere le principali tematiche affrontate si ricorda:

Trattamenti sulla lega liquida: l’affinazione del grano e la modifica della struttura eutettica permettono di incrementare diverse proprietà del getto, sia inerenti al processo fusorio che alle caratteristiche finali del getto. L’analisi termica è stata utilizzata per controllare l’efficacia dei trattamenti e per valutare l’impatto delle diverse velocità di raffreddamento sulla microstruttura.

Materiali di formatura: le caratteristiche finali di un getto dipendono fortemente dalla qualità e dalle proprietà della forma. Avanzati strumenti di analisi di immagine sono stati sfruttati per caratterizzare le sabbie da fonderia e l’effetto del trattamento di rigenerazione.

Direzionalità della solidificazione: per evitare problematiche legate al ritiro dell’alluminio in fase di solidificazione, può essere utile modificare la velocità di raffreddamento in alcuni punti del getto. Le conchiglie di raffreddamento vengono utilizzate per accelerare la solidificazione nei punti in cui l’alimentazione può essere più difficoltosa, mentre polveri esotermiche possono essere poste sopra le materozze per mantenerle calde più a lungo.

Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Bonollo, Franco
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 21 > Scuole per il 21simo ciclo > INGEGNERIA INDUSTRIALE > INGEGNERIA METALLURGICA
Data di deposito della tesi:29 Gennaio 2009
Anno di Pubblicazione:Gennaio 2009
Parole chiave (italiano / inglese):analisi termica, modifica, affinazione, sabbie, conchiglie, velocità di raffreddamento
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > ING-IND/21 Metallurgia
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali
Codice ID:1607
Depositato il:29 Gen 2009
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Bibliografia

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1. FOSECO - Non Ferrous Foundryman’s Handbook - Butterworth Heinemann, Cerca con Google

1999 Cerca con Google

2. Conserva, Bonollo, Donzelli - Alluminio – Manuale degli impieghi – 2004, Cerca con Google

Edimet Cerca con Google

3. Merrigan J. - Building aluminium high performance ships for the world, Cerca con Google

INCAT Tasmania PTY ltd, Australia, Aluminium process & product Cerca con Google

technology, February 2008 Cerca con Google

4. Joseph R. Davis - Aluminum and Aluminum Alloys -J. R. Davis & Associates, Cerca con Google

ASM International Handbook Committee Cerca con Google

- 144 - Cerca con Google

5. Marine Applications of Aluminum Alloys: Part One and Part two, Key to Cerca con Google

metals Non Ferrous Cerca con Google

http://nonferrous.keytometals.com/default.aspx?ID=CheckArticle&NM=99, Vai! Cerca con Google

Ferraris S., Volpone L.M. - Aluminium alloys in third millennium Cerca con Google

shipbuilding: materials, technologies, perspectives – The Fifth International Cerca con Google

Forum on Aluminum Ships Tokyo, Japan 11-13, October, 2005 Cerca con Google

6. M.Conserva, A.Alti - La lega Corrofond M3 per getti anodizzati - Cerca con Google

ALLUMINIO n°10, 1976 Cerca con Google

7. Rheinfelden - Catalogo leghe da Fonderia - Edizione 5/2003 Cerca con Google

8. VAW – Catalogo leghe da fonderia Cerca con Google

9. Bjørgum A., Dons A.L. - Corrosion properties of aluminium castings for Cerca con Google

automotive and marine applications - SINTEF Materials Technology Cerca con Google

10. ECS Staff Report - Lost Foam Jumps Onboard lor Outboards – Engineered Cerca con Google

casting solutions, november/december 2006 Cerca con Google

11. Spada, Alfred T. - Core Competency' Includes Lost Foam at Mercury Cerca con Google

Marine, Modern Casting, May 1, 2001 Cerca con Google

12. Spada, Alfred T. - Mercury castings: this firm's 2001 introduction of the Cerca con Google

pressurized lost foam process set a new standard for production casting, Cerca con Google

Modern Casting, August 1, 2002 Cerca con Google

13. Visser, Kopper, Schulz - Innovations in Marine Propeller Technology: High Cerca con Google

Ductility Mercalloy™ 366 Alloy, 110th Metal casting congress, NADCA Cerca con Google

14. Kopper, Donahue - Solder resistance mechanisms of novel Al-Sr-Si die Cerca con Google

casting alloys, TMS (The Minerals, Metals, & Materials Society), 2006 Cerca con Google

15. Kopper, Donahue, Olson, Midson – Le procede Mercury Marine de coulee de Cerca con Google

pieces en aluminium a l’etat semi-solide – Hommes & Fonderie, December Cerca con Google

2005, n° 360 Cerca con Google

16. Hypoeutectic aluminum-silicon alloy having reduced microporosity, United Cerca con Google

States Patent 6923935, Brunswick Corporation (Fond du Lac, WI, US) Cerca con Google

17. Aluminum die-cast material for boats, European Patent application Cerca con Google

00119033.9, Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Minato-ku Tokio (JP) Cerca con Google

18. Aluminum-Silicon Alloy Having Reduced Microporosity And Method For Cerca con Google

Casting The Same, United States Patent 7347905 B1 Cerca con Google

19. Aluminum-_silicon alloy with reduced soldering to die-casting die, European Cerca con Google

Patent application 05016760.0, Brunswick Corporation Lake Forest, Illinois Cerca con Google

60045 (US) Cerca con Google

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