Skład zespołu:

• Dr hab. inż. Katarzyna Major-Gabryś, prof. uczelni – Kierownik zespołu, Bibliografia BG AGH
• Prof. dr hab. inż. Jerzy Zych, Bibliografia BG AGH
• Dr hab. inż. Aldona Garbacz-Klempka, prof. uczelni, Bibliografia BG AGH
• Dr hab. inż. Maria Maj, prof. uczelni, Bibliografia BG AGH
• Dr hab. inż. Jarosław Jakubski, prof. uczelni, Bibliografia BG AGH
• Dr inż. Dariusz Drożyński, Bibliografia BG AGH
• Dr inż. Janusz Kozana, Bibliografia BG AGH
• Dr inż. Marcin Piękoś, Bibliografia BG AGH
• Dr inż. Jan Mocek, Bibliografia BG AGH

Doktoranci:

• mgr inż. Michał Angrecki
• mgr inż. Sabina Puzio

Wybrane publikacje z zakresu odlewania ablacyjnego:

1. Effect of the type of inorganic binder on the properties of microwave-hardened moulding sands for ablation casting technology / S. Puzio, J. Kamińska, M. Angrecki, K. MAJOR-GABRYŚ // Archives of Metallurgy and Materials / Polish Academy of Sciences. Committee of Metallurgy. Institute of Metallurgy and Materials Science ; ISSN 1733-3490. - 2020 vol. 65 iss. 4, s. 1385-1390. - Bibliogr. s. 1390. - tekst: http://www.imim.pl/files/archiwum/Vol4_2020/28.pdf
2. The influence of the modified ablation casting on casts properties produced in microwave hardened moulds with hydrated sodium silicate binder, K. Major-Gabryś, M. Hosadyna-Kondracka, S. Puzio, J. Kamińska, M. Angrecki, Archives of Metallurgy and Materials, 2020 vol. 65 iss. 1, s. 497-502. http://www.imim.pl/files/archiwum/Vol1_2020/60.pdf
3. Effect of the type of inorganic binder on the properties of microwave-hardened moulding sands for ablation casting technology, S. Puzio, J. Kamińska, M. Angrecki, K. Major-Gabryś, Archives of Metallurgy and Materials, 2020 vol. 65 iss. 4, s. 1385-1390. http://www.imim.pl/files/archiwum/Vol4_2020/28.pdf
4. The use of Floster S technology in modified ablation casting of aluminum alloys, J. Kamińska, M. Angrecki, S. Puzio, M. Hosadyna-Kondracka, K. Major-Gabryś, Archives of Foundry Engineering, 2019 vol. 19 iss. 4, s. 81-86.
5. Selection of hardening technology of moulding sand with hydrated sodium silicate binder devoted to aluminum alloys ablation casting, K. Major-Gabryś, M. Hosadyna-Kondracka, A. Grabarczyk, J. Kamińska, Archives of Metallurgy and Materials, 2019 vol. 64 iss. 1, s. 359-364. - Bibliogr. s. 363-364. http://www.imim.pl/files/archiwum/Vol1_2019/51.pdf
6. Microwave-hardened moulding sands with hydrated sodium silicate for modified ablation scasting, S. Puzio, J. Kamińska, K. Major-Gabryś, M. Angrecki, M. Hosadyna-Kondracka, Archives of Foundry Engineering, 2019 vol. 19 iss. 2, s.91-96
7. Thermally hardened moulding and core sands with hydrated sodium silicate designed for Al alloy castings, K. A. Major-Gabryś, A. P. Grabarczyk, St. M. Dobosz, Archives of Foundry Engineering, 2018 vol. 18 iss. 3, s. 132-137.
8. Moulding sand with inorganic cordis binder for ablation casting, M. Hosadyna-Kondracka, K. Major-Gabryś, J. Kamińska, A. Grabarczyk, M. Angrecki, Archives of Foundry Engineering, 2018 vol. 18 iss. 4, s. 110-115.
9. Effect of curing parameters of selected technological properties of the moulding sand with inorganic cordis binder used for ablation casting of aluminium alloys, M. Hosadyna-Kondracka, J. Kamińska, K. Major-Gabryś, A. Grabarczyk, M. Angrecki, W: 73 WFC Kraków 2018 : "creative foundry" : 73rd world foundry congress : 23rd-27th September 2018, Kraków, Poland : congress proceedings.

Wybrane publikacje z zakresu stopów aluminium:

1. Crystal nuclei from AlTi5B grain refiners in near-eutectic Al?Si alloys, A. Janus, J. Zych, Giesserei-Praxis, 2021 iss. 1-2, s. 8-13.
2. Analysis of the microstructure, properties and machinability of Al?Cu?Si alloys, J. Kozana, M. Piękoś, M. Maj, A. Garbacz-Klempka, P.?L. Żak, Archives of Foundry Engineering, 2020 vol. 20 iss. 4, s. 145-153.
3. Refinement of the automotive AISi7Mg alloy structure by salt mixtures and AlTi5B inoculant - influence of the alloy purity and selected functional properties, A. Janus, J. S. Zych, Z. Smorawiński, Przegląd Odlewnictwa, 2020 nr 3-4, s. 76-80.
4. Influence of structural discontinuities on fatigue life of 4XXX0-series aluminum alloys, J. Zych, J. Piekło, M. Maj, A. Garbacz-Klempka, M. Piękoś, Archives of Metallurgy and Materials, 2019 vol. 64 iss. 2, s. 765-771
5. Computational modeling of fracture toughness of Al?Si and Al?Zn?Mg?Cu alloys with detected porosity, J. Piekło, A. Garbacz-Klempka, R. Żuczek, M. Małysza, Journal of Materials Engineering and Performance; 2019 vol. 28 iss. 3 spec. iss. focus: Nanotechnology, s. 1373-1381.
6. Investigations of the influence of the zone of chills on the casting made of AlSi7Mg alloy with various wall thicknesses, M. Piękoś, J. Zych, Archives of Foundry Engineering, 2019 vol. 19 iss. 1, s. 127-132.
7. Falling of crystallisation nuclei originated from AlTi5B foundry alloys in the metal bath of hypoeutectic silumines - effects of the process, A. Janus, J. Zych, Przegląd Odlewnictwa, 2019 t. 69 nr 1-2, s. 10-15.
8. Issues Concerning the Structure and Properties of AlSi7Mg Alloys and Die Castings for the Automotive Industry. J. Kozana, M. Piękoś, A. Garbacz-Klempka, W: Advanced Manufacturing and Repair Technologies in Vehicle Industry, ed. Ferdynand Romankiewicz, Remigiusz Romankiewicz, Robert Ulewicz, Faculty of Mechanical Engineering University of Zielona Góra, Department of Poligraphy University of Zielona Góra 2018, s. 163-192.
9. Efficiency of chills in castings of AlSi7Mg alloy of variable wall thicknesses, M. Piękoś, J. Zych, W: Nauka i technologia : odlewnictwo metali nieżelaznych : XXI międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna odlewnictwa metali nieżelaznych : monografia, red. Aldona Garbacz-Klempka, Janusz Kozana, Marcin Piękoś ; Sekcja Odlewnictwa Metali Nieżelaznych Zarządu Głównego STOP, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie. Wydział Odlewnictwa. - Kraków: Wydawnictwo Naukowe "Akapit", 2018, s. 81-97.
10. The Influence of Selected Refining Methods of AlSi7Mg0.3 Silumin on its Quality Index, E. Czekaj, J. Nykiel, Z. Kwak, A. Garbacz-Klempka, M. Nykiel, Archives of Foundry Engineering, 2018 vol. 18 iss. 2, s. 72-78.
11. Sposoby identyfikacji i przyczyny powstawania "czarnych wtrąceń" pojawiających się na zewnętrznych polerowanych fragmentach odlewów z siluminów, A. Janus, E. Czekaj, A. Garbacz-Klempka, Nauka i technologia: odlewnictwo metali nieżelaznych: Wydział Odlewnictwa. Kraków: Wydawnictwo Naukowe "Akapit", 2018, s. 57-68.
12. Stanowiska doświadczalne do implementacji zapraw proszkowych w systemie rafinacji barbotażowej Experimental stand for implementing powder mortars in the barbotage refining system, J. Zych, Z. Smorawiński, S. Kurzawa, M. Piękoś, A. Janus, Nauka i technologia: odlewnictwo metali nieżelaznych: Wydział Odlewnictwa. Kraków: Wydawnictwo Naukowe "Akapit", 2018, s. 133-142.
13. Badania strefy działania ochładzalników na przykładzie odlewu płyty wykonanej ze stopu AlSi7Mg, po obróbce cieplnej T6, M. Piękoś, J. Zych, W. Cieślak, W: Nauka i technologia : odlewnictwo metali nieżelaznych: monografia, red. Aldona Garbacz-Klempka, Janusz Kozana, Marcin Piękoś, Wydawnictwo Naukowe "Akapit", 2017, s. 147-163.
14. Comparison of impact of immersed and micro-jet cooling during quenching on microstructure and mechanical properties of hypoeutectic silumin AlSi7Mg0.3, E. Czekaj, Z. Kwak, A. Garbacz-Klempka, Metallurgy and Foundry Engineering, 2017 vol. 43 no. 3, s. 153-168.
15. D. Kapinos, B. Augustyn, A. Garbacz-Klempka, M. Piękoś, Wpływ struktury i sposobu przygotowania wsadu na jakość stopów aluminium. Nauka i technologia: odlewnictwo metali nieżelaznych: XX międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna odlewnictwa metali nieżelaznych: monografia. Kraków: Wydawnictwo Naukowe "Akapit", 2017, s. 99-114.
16. Comparative assessment of Al-Si alloy gassing degree with the application of the 'first bubble' and 'solidification under decreased pressure' methods - Porównawcza ocena stopnia zagazowania stopów Al-Si z zastosowaniem metody "pierwszego pęcherzyka" i metody "krzepnięcia pod obniżonym ciśnieniem", J. Zych, M. Piękoś, J. Kolczyk, Metallurgy and Foundry Engineering, 2016 vol. 42 no. 1, s. 7-19.
17. Wykorzystanie szybkości stygnięcia do sterowania strukturą i właściwościami stopu AlSi7Mg po obróbce cieplnej T6 - The use of cooling speed to control the structure and properties of AlSi7Mg alloy after heat treatment T6, J. Zych, M. Piękoś, W: Nauka i technologia : odlewnictwo metali nieżelaznych: monografia, red. Aldona Garbacz-Klempka, Janusz Kozana, Marcin Piękoś, Kraków : Wydawnictwo Naukowe "Akapit", 2016, s. 127-139.
18. Microstructure of selected 7xxx series aluminium alloys obtained by semi-continuous casting, Z. Kwak, A. Garbacz-Klempka, M. Perek-Nowak, Prace Instytutu Odlewnictwa, 2016, vol. 56 no. 3, s. 221-232.
19. Quality index of the AlSi7Mg0.3 aluminum casting alloy depending on the heat treatment parameters. E. Czekaj, J. Zych, Z. Kwak, A. Garbacz-Klempka, Archives of Foundry Engineering 2016 vol. 16 iss. 3, s. 25-28.
20. An introduction to the problem of the conversion of structural components, including components manufactured by casting techniques, E. Czekaj, S. Pysz, A. Garbacz-Klempka, R. Żuczek, Metallurgy and Foundry Engineering, 2016 vol. 42 no. 1, s. 21-39.
21. Correlation between mechanical properties of selected 7xxx series aluminum alloys obtained by semi-continuous casting. Z. Kwak, A. Garbacz-Klempka, M. Perek-Nowak, Ł. Szymański, Metallurgy and Foundry Engineering, 2016 vol. 42 no. 1, s. 69-78.

Wybrane patenty:

1. Jednorazowa forma odlewnicza - [Disposable foundry mould] / Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Odlewnictwa, Kraków ; wynalazca: Kamińska Jadwiga, Hosadyna-Kondracka Małgorzata, Puzio Sabina, MAJOR-GABRYŚ Katarzyna. - Int.Cl.: B22C 9/02\textsuperscript{(2006.01)}. - Polska. - Opis zgłoszeniowy wynalazku; PL 429888 A1 ; Opubl. 2020-11-16. - Zgłosz. nr P.429888 z dn. 2019-05-10 // Biuletyn Urzędu Patentowego ; ISSN 0137-8015 ; 2020 nr 24, s. 16. - tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL429888A1.pdf
2. Sposób kierowania strumieniem metalu wypływającego z układu wlewowego do piaskowych form odlewniczych - [Method for controlling the stream of metal flowing out from the gating system into the foundry sand moulds] / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ; wynalazca: Jerzy ZYCH, Marcin MYSZKA. - Int.Cl.: B22D 41/50\textsuperscript{(2006.01)}. - Polska. - Opis patentowy ; PL 236227 B1 ; Udziel. 2020-08-24 ; Opubl. 2020-12-28. - Zgłosz. nr P.425427 z dn. 2018-04-30. - tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL236227B1.pdf
3. Łyżka odlewnicza do zalewania form stopami podatnymi na utlenianie - [Hand shank for scooping and pouring alloys susceptible to oxidation] / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ; wynalazca: ZYCH Jerzy, MYSZKA Marcin, MOCEK Jan. - Int.Cl.: B22D 41/00\textsuperscript{(2006.01)}. - Polska. - Opis zgłoszeniowy wynalazku ; PL 429035 A1 ; Opubl. 2020-09-07. - Zgłosz. nr P.429035 z dn. 2019-02-25 // Biuletyn Urzędu Patentowego ; ISSN 0137-8015 ; 2020 nr 19, s. 17. - tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL429035A1.pdf
4. Powłoka ochronna na piaskowe formy i rdzenie odlewnicze oraz sposób jej otrzymywania - [Protective coating for sand foundry moulds and cores and method for obtaining them] / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ; Piasny Sylwester Przedsiębiorstwo Techniczne HARDKOP, Olkusz ; wynalazca: Sylwester Piasny, Angelika KMITA, Mariusz HOLTZER, Jerzy ZYCH, Jan MOCEK. - Int.Cl.: B22C 3/00\textsuperscript{(2006.01)}. - Polska. - Opis patentowy ; PL 233393 B1 ; Udziel. 2019-05-22 ; Opubl. 2019-10-31. - Zgłosz. nr P.414126 z dn. 2015-09-23. - tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL233393B1.pdf
5. Sposób otrzymywania dwuwarstwowych rdzeni piaskowych - [Method for obtaining two-layer sand cores] / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ; wynalazca: Jerzy ZYCH. - Int.Cl.: B22C 9/00\textsuperscript{(2006.01)}. - Polska. - Opis patentowy ; PL 231780 B1 ; Udziel. 2018-12-04 ; Opubl. 2019-04-30. - Zgłosz. nr P.419902 z dn. 2016-12-20. - tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL231780B1.pdf
6. Mechanizm i sposób kierowania fazą początkową grawitacyjnego zalewania piaskowych form odlewniczych - [Mechanism and method for controlling the initial phase of gravity pouring of foundry sand moulds] / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ; wynalazca: Jerzy ZYCH, Krzysztof Piotrowski. - Int.Cl.: B22D 37/00\textsuperscript{(2006.01)}. - Polska. - Opis patentowy ; PL 231769 B1 ; Udziel. 2018-12-04 ; Opubl. 2019-04-30. - Zgłosz. nr P.419241 z dn. 2016-10-24. - tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL231769B1.pdf

Obszar badawczy realizowany w Zespole:

Zespół badań nad technologią odlewania ablacyjnego zajmuje się doborem materiałów formierskich na formy przeznaczone do odlewania stopów aluminium oraz badaniami właściwości odlewów wykonanych w technologii odlewania ablacyjnego. Proces odlewania ablacyjnego (ablation casting), to technologia odlewania do form piaskowych intensywnie chłodzonych wodą podczas krzepnięcia odlewów. Odlewanie ablacyjne to termin zaczerpnięty prawdopodobnie z łacińskiego słowa ablatio czyli usuwanie lub ablutio co oznacza mycie. Technologia odlewania ablacyjnego polega na wykonywaniu odlewów w formie jednorazowej, sporządzonej na bazie osnowy piaskowej i spoiwa, które jest rozpuszczalne w wodzie. Po jej zalaniu ciekłym stopem, jeszcze w trakcie krzepnięcia odlewu, następuje destrukcja (wymywanie, erozja) formy odlewniczej, za pomocą strumienia medium chłodzącego - wody. Za prekursorów technologii odlewania ablacyjnego uważa się Chiny [1]. W formie glinianej umieszczano materiał taki jak lina, który był wypalany, a następnie wymywany. Tak przygotowaną formę zalewano ciekłym metalem. Tą techniką produkowano uchwyty naczyń od ok. 1600 roku p.n.e. (Rysunek 1).

Rys.1. Przykłady stosowania ablacji w starożytnych Chinach [1]

W 2006 roku firma Alotech opatentowała stanowisko do wykonywania odlewów metodą odlewania ablacyjnego [2]. Forma piaskowa znajduje się na taśmociągu i po zalaniu jej ciekłym metalem jest przesuwana w płaszczyźnie poziomej pod zespół dysz natryskowych, gdzie pod wysokim ciśnieniem wody ulega rozbiciu. Na rysunku 2 przedstawiono realizację procesu odlewania ablacyjnego według powyższego opisu patentowego [3] i publikacji [4-7].

Rys.2. Zdjęcia procesu odlewania ablacyjnego zaproponowanego przez firmę Alotech [7]

Technologia odlewania ablacyjnego posiada szereg zalet. Forma odlewnicza ulega destrukcji za pomocą strumienia medium w trakcie procesu krzepnięcia odlewu, co oznacza brak dodatkowego etapu wybijania odlewu oraz ograniczenie zapylenia w odlewni. Jednocześnie powstaje możliwość recyklingu składników formy odlewniczej.
Między formą odlewniczą a warstwą wierzchnią chłodzonego odlewu nie występuje szczelina powietrzna ograniczająca przepływ ciepła na zewnątrz. Umożliwia to krzepnięcie w warunkach bezprecedensowo dużych gradientów temperatury i prędkości. Mechaniczne właściwości otrzymywanego odlewu są równe lub przewyższają poziom analogicznych charakterystyk uzyskiwanych przy stosowaniu techniki odlewania do form metalowych pod wysokim ciśnieniem [1].
Kolejną zaletą tego innowacyjnego procesu jest kontrolowane, kierunkowe chłodzenie, które sprzyja eliminacji porowatości skurczowej.
Warto także wspomnieć o czynniku ekonomicznym procesu wytwarzania wysokojakościowych odlewów w kompaktowych formach nietrwałych w odniesieniu do wysokokosztowych technologii form trwałych oraz czynniku ekologicznym związanym z wykorzystaniem nieorganicznego spoiwa wodo-rozpuszczalnego.

Literatura:

1. Derui T., Haiping L.: The ancient Chinese casting techniques. 69th WFC Paper 2010.
2. http://www.foundryworld.com/uploadfile/201131449329893.pdf
3. Patent US 2008/0041499 A1.
4. Weiss D., Grassi J., Schultz B., Rohatgi P. (2011). Ablation of Hybrid Metal Matrix Composites AFS Proceedings.
5. Grassi J., Campbell J., Hartlieb M., Major F. (2009). The Ablation Casting Process. Mater. Sci. Forum, 618?19, 591?594.
6. Weiss D., Schultz B., Rohatgi P. (2012). Discovering Ablation. Metal Casting Design & Purchasing, January/February, 36?39.
7. Weiss D., Grassi J., Schultz B., Rohatgi P. (2011).Testing the Limits of Ablation.Mod. Casting, December, 26?29.

Zakres tematyczny prac naukowych i badawczych realizowanych w Zespole:

1. Dobór, opracowanie i wdrożenie mas formierskich i rdzeniowych o złożonych parametrach, zapewniających wysoką jakość odlewów, w tym m.in. mas o specjalnych właściwościach jak masy
2. o wydłużonej żywotności i inne, sypkich mas samoutwardzalnych z ekologicznymi spoiwami organicznymi i spoiwami nieorganicznymi o podwyższonej wybijalności i zdolności do regeneracji.
3. Badania nad technologią odlewania ablacyjnego, w tym dobór materiałów formierskich na formy stosowane w tej technologii.
4. Badania nad wykorzystaniem nowoczesnych, nieniszczących metod do kontroli wybranych procesów odlewniczych. Opracowano szereg oryginalnych rozwiązań w zakresie zastosowania techniki ultradźwiękowej do: badania kinetyki wiązania mas formierskich ze spoiwami chemicznymi, badania powłok ochronnych, wpływu czynników technologicznych na czas wysychania, oceny stopnia zagęszczenia gotowych elementów form piaskowych, badania jakości stopów odlewniczych w stanie ciekłym (efektów modyfikacji, sferoidyzacji itp.), oceny struktury w odlewach; wykrywanie wad wewnętrznych przy użyciu techniki ultradźwiękowej z wieloprzetwornikowymi głowicami
5. Badania gazotwórczości mas formierskich, powłok ochronnych i materiałów na modele jednorazowe nową, opracowaną w katedrze, metodą badawczą.
6. Badania materiałów i ich dobór na formy metalowe. Oryginalna metoda badań zmęczenia cieplnego materiałów wykorzystywanych do konstrukcji form metalowych i innych konstrukcji pracujących w warunkach cyklicznych zmian temperatury.
7. Optymalizacja i analiza procesu technologii topienia, uszlachetniania ciekłego metalu i odlewania stopów metali nieżelaznych, głównie stopów miedzi, aluminium i magnezu
8. Badania procesu technologii odlewnictwa artystycznego, w zakresie projektowania modeli, form oraz topienia i odlewania stopów metali nieżelaznych
9. Badania archeometalurgiczne pod kątem stanu zaawansowania technologii odlewniczych w przeszłości, metali i stopów, rekonstrukcji procesów i stopów odlewniczych, konserwacji zabytków metalowych