Вплив модифікування високодисперсним карбідом кремнію на ливарні властивості вторинного сплаву системи Al-Si

Шрифт:
94

https://doi.org/10.15407/steelcast2022.01.077

Met. litʹe Ukr., 2022, Tom 30, №1, P. 77-83

М.М. Ямшинський1 , д-р техн. наук, доц., доцент, e-mail: yamshinskiy@ukr.net, https://orcid.org/0000-0002-2293-2939, Web of Science ResearcherID: I-4267-2017
В.Ю. Селівьорстов2 , д-р техн. наук, проф., професор, e-mail: seliverstovvy@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-1916-625X
І.В. Лук’яненко1 , канд. техн. наук, ст. викладач, e-mail: lukianenkoiv@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-1043-9688, Web of Science Researcher ID: J-7294-2017
Б.В. Кивгило1 , аспірант, e-mail: kyvgylo.bogdan@gmail.com

1 Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна)
2 Український державний університет науки і технологій (Дніпро, Україна)

Надійшла 24.11.2021

УДК 621.745.55

Одним із основних напрямів застосування алюмінію є авіакосмічна та транспортна промисловість, які постійно підвищують вимоги до властивостей литих виробів. Застосування алюмінію в якості основного матеріалу для ви готовлення різноманітних конструкцій транспортних засобів дозволяє значно знизити масу конструкції, що при зводить до зниження витрат пального. Щоб відповідати вимогам сучасного світу в роботі розглянуто дослідження в напрямі поліпшення якості та підвищення властивостей виробів із вторинного алюмінієвого сплаву АК12. Проаналізовано сучасні технології оброблення рідкого алюмінієвого сплаву. За результатами аналітичного огля ду встановлено, що найбільший інтерес представляють модифікатори, які впливають на розміри первинного зерна i форму включень евтектичного кремнію. Встановлено, що процеси модифікування не змінюють хімічного складу сплаву, а сприяють зміні величини і форми структурних складових сплаву. В роботі розглянуто вплив ультрадисперсного модифікатора SiC розміром часток до 200 нм на ливарні власти вості вторинних алюмінієвих сплавів: рідкотекучість, лінійну та об’ємну усадки. Рідкотекучість досліджували в піщано-глинисті (ПГФ) та металеві форми. Встановлено, що додавання 0,1 % SiC покращує рідкотекучість вторинного сплаву з 560 до 630 мм для ПГФ та з 230 до 295 мм для кокілю внаслідок очищення від неметалевих вкраплень. Подальше підвищення вмісту SiC до 0,2 % не призводить до явного підви щення рідкотекучості. Дослідженням лінійної усадки встановлено, що підвищення вмісту модифікатора до 0,2 % сприяє її зменшен ню. В той же час підвищення температури заливання сплаву сприяє збільшенню загальної лінійної усадки, що пов’язано із тривалим часом знаходження металу в рідкому стані. Внаслідок швидкої кристалізації розплаву з до датковими центрами зародкоутворення у вигляді ультрадисперсного модифікатора, коефіцієнт об’ємної усадки зменшується з 28 до 20 %. Запропоновані технічні рішення модифікування сплавів вторинного сплаву АК12 можна застосовувати в проце сах, що дозволить підвищити якість литої металопродукції за економного використання енергоресурсів і матері алів на її виробництво.

Ключові слова: модифікування, карбід кремнію, вторинний сплав, ливарні властивості, рідкотекучість, лінійна усадка

Література

1. Гавриленко Б.Б. Економіко-правові важелі раціонального природокористування. Запоріжжя: Поліграф, 2004. 144 с.
2. Алексахин А.В., Хмельницкая Н.В., Сиваева Е.К. Эффективность использования вторичных алюминиевых сплавов в литейном производстве. Экономические проблемы литейного производства России: тез. докл. Всерос. конф. Пен за, 1991. С. 52–54.
3. Доценко Ю.В., Селiвьорстов В.Ю., Насонов Д.М., Насонов М.М. Перспективи поліпшення властивостей вторинних ливарних сплавів системи Al-Si з використанням процесу модифікування. Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції «Інформаційні технології в металургії та машинобудуванні». ІТММ, 2021. С. 28–32. DОІ: https://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2021.01.022
4. Калинина H.E., Калиновская А.Е., Калинин В.Г. и др. Особенности наномодифицирования многокомпонентных никеле вых сплавов. Авиационно-космическая техника и технология. 2012. № 7 (94). С. 23–26.
5. Ершов Г.С., Бычков Ю.Б. Высокопрочные алюминиевые сплавы на основе вторичного сырья. Москва: Металлургия, 1979. 192 с.
6. Куцова В.З., Елагин А.С. Структура, фазовый состав и свойства сплава АК7ч с добавками стронция, титана и бора. Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Серия: Стародубовские чтения. 2010. Вып. 53. С. 52–57.
7. Костин В.А., Григоренко Г.М., Жуков В.В. Модифицирование структуры сварных швов высокопрочных низ колегированных сталей наночастицами тугоплавких металлов. Строительство, материаловедение, машинострое ние. 2016. Вып. 89. С. 93–98.
8. Сабуров В.П., Еремин Е.Н., Черепанов А.А., Миннеланов Г.Н. Модифицирование сталей и сплавов дисперсными ино куляторами. Омск: ОмГТУ, 2002. 257 с.
9. Елагин В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. Москва: Металлургия, 1975. 248 с.
10. Комаров О.С., Волосатиков В.И., Проворова И.Б., Комарова Т.Д., Барановский К.Э. Наноразмерные и ультрадисперс ные частицы в литейных технологиях. Литье и металлургия. 2014. № 2. С. 42–46.
11. Хрычиков В.Е., Калинин В.Т., Кривошеев В.А., Доценко Ю.В., Селиверстов В.Ю. Ультрадисперсные модификаторы для повышения качества отливок. Литейное производство. 2007. № 7. С. 2–5.
12. Косинцев В.А., Потысьев В.М., Захаров В.А. и др. Прогрессивные способы обработки алюминиевых расплавов перед разливкой. Технология автомобилестроения. 1986. № 2. С. 3–6.
13. Богданова Т.А., Довженко Н.Н., Гильманшина Т.Р. и др. Структурообразование литейных алюминиевых сплавов при литье под низким давлением: монография. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2015. 164 с.
14. Никулин, Л.В., Халтурин А.И., Никулин И.Л. О модифицировании алюминиево-кремниевых сплавов при литье под давлением. Литейное производство. 2008. № 3. С. 19–22.
15. Крушенко Г.Г., Фильков М.Н. Модифицирование алюминиевых сплавов нанопорошками. Нанотехника. 2007. № 12. С. 58–64.
16. Деев В.Б., Селянин И.Ф., Пономарева К.В., Алхимов В.Н., Бинас О.В. Модифицирующий эффект физических воз действий на расплавы в ресурсосберегающих технологиях литья алюминиевых сплавов. URL: http://elib.altstu.ru/elib/ books/Files/pa20121/pdf/266deev.pdf
17. Слетова Н.В., Чайкин В.А. Технология рафинирования и модифицирования Al-сплавов с применением экологически чистых препаратов, обеспечивающих стабильные показатели качества отливок. Москва: МГОУ, 2013. 144 с.
18. Слетова Н.В., Создание препаратов для рафинирования и модифицирования Al-сплавов, обеспечивающих стабиль ные показатели качества отливок: дисс. канд. техн. наук. Москва, 2014. 185 с.