Непрерывное горизонтальное литье в струйный кристаллизатор слитков диаметром 70 мм из силумина АК12 Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Ш/ шттгГ; г: кш^тггге

I 3(521.2009-

Технология, оборудование, САПР и экология литейного производства

( -

It is shown that continuous horizontal casting of alloy AKJ2 in jet crystallizer allows to obtain ingots of 70 mm in diameter with superfine microstructure without application of modifying fluxes and addition alloys

\_„

В. Ю. СТЕЦЕНКО, А. И. РИВКИН, А. П. ГУТЕВ, A. M ПЕВНЕВ,

P. В. КОНОВАЛОВ, HTM HAH Беларуси, SUK-BONG KANG, KIMS, Республика Корея

УДК 669.715

НЕПРЕРЫВНОЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ЛИТЬЕ В СТРУЙНЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР СЛИТКОВ ДИАМЕТРОМ 70 ММ ИЗ СИЛУМИНА АК12

В настоящее время наиболее распространенным литейным алюминиевым сплавом является силумин АК12. Для повышения его механических свойств расплав обычно обрабатывают натрийсо-держащим флюсом. Время его живучести в среднем составляет 30 мин [I]. Это создает большие технологические трудности при непрерывном литье слитков из эвтектического силумина.

В Институте технологии металлов HAH Беларуси разработан универсальный способ модифицирования микроструктуры отливок методом ускоренного затвердевания. Для этого используется литье в струйный кристаллизатор [2]. Его конструкция была создана применительно к непрерывному горизонтальному литью слитков диаметром 70 мм в рамках выполнения контракта с Республикой Кореей. Необходимо было получить слитки с высокодисперсной микроструктурой без применения модифицирующих флюсов и лигатур. Для этого быйа создана опытная установка непре-

Рис. 1. Схема опытной установки непрерывного горизонтального литья: 1 - металлоприемник; 2 - графитовый тигель; 3 - струйный кристаллизатор; 4 - тянущее устройство

рывного горизонтального литья (рис. 1). Она состоит из металлоприемника 1 с графитовым тиглем 2, струйного кристаллизатора 3 и тянущего устройства 4. Последнее состояло из валков и сервопривода. Извлечение слитка осуществлялось в шаговом режиме без реверса.

На экспериментальной установке было исследовано влияние ускоренного затвердевания и наследственного модифицирования на структуру слитков из АК12 диаметром 70 мм. Для осуществления процесса наследственного модифицирования использовали цилиндрические отливки диаметром 70 мм и высотой 160 мм из силуминов с высокодисперсной микроструктурой, полученные методом литья закалочным затвердеванием [2]. Шихтовые отливки имели следующую микроструктуру: дисперсность кристаллов кремния - 0,4-0,6 мкм, а размер первичной ос-фазы - 15-20 мкм. Процесс литья сплава АК12 осуществляли с добавлением в шихту 30% отливок АК12 с высокодисперсной микроструктурой от общей массы металла.

В качестве шихты использовали чушки АК12. Плавку вели в индукционной печи ИСТ-16 с графитовым тиглем. Масса расплава составляла 45 кг. Металл в печи перегревали до 850 °С. Разливку проводили при начальной температуре расплава в металлоприемнике 740 °С. Извлечение слитка осуществляли в режиме остановка-рывок. Среднее время остановки слитка составляло 6 с при шаге извлечения слитка 70 мм.

Из опытных заготовок были вырезаны поперечные образцы диаметром 70 мм. После их шлифовки, полировки и химического травления водным раствором кислот (2% HCl + 3%HN03 + 1%HF) микроструктуру шлифов исследовали методом металлографического анализа при помощи

ЩТгбГ КФШЛРШ /110

-3(52).2009 / i

Рис. 2. Микроструктура непрерывнолитого слитка из сплава АК12 диаметром 70 мм

Рис. 3. Микроструктура непрерывнолитого слитка АК12 диаметром 70 мм, улучшенная добавлением структурно-

высокодисперсных отливок АК12, в количестве 30%

аппаратно-программного комплекса на базе ми- кроструктурой диаметр кристаллов эвтекгическо-

кроскопа Carl Zeiss «Axiotech vario».

го кремния в слитке сплава АК12 составлял 0,5—

Установлено, что при непрерывном горизон- 1,0 мкм, а размер первичной а-фазы - 15-20 мкм тальном литье в струйный кристаллизатор кри- (рис. 3).

сталлы эвтектического кремния принимали глобулярную форму. Их дисперсность составляла 1-

Таким образом, непрерывное горизонтальное литье сплава АК12 в струйный кристаллизатор по-

2 мкм, а размеры первичных кристаллов а-фазы - зволяет получить слитки диаметром 70 мм с высо-15-30 мкм (рис. 2). При добавлении в шихту 30% кодисперсной микроструктурой без применения отливок из сплава АК12 с высокодисперсной ми- модифицирующих флюсов и лигатур.

Литература

1. Альтман М. Б., Стромская Н. П. Повышение свойств стандартных литейных алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1984.

2. С т е ц е и к о В. Ю. Модифицирование сплавов Мн.: Беларуская навука, 2009.