CC BY
11
ПОВЫШЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЛИТЕИНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОТЛИВОК ИЗ СПЛАВА АК12М2 ПРИ ВЫПЛАВКЕ ДЕТАЛЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ АРМАТУРУ
Чечушкин Олег Павлович
Инженер ООО «Котроко», г. Самара
Луц Альфия Расимовна
Канд. техн. наук, доц. каф. материаловедения ФГБОУ ВО СамГТУ, г. Самара
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся данные о возможном пути повышения механических и литейных свойств отливок из сплава AK12M2, содержащих технологическую арматуру, посредством модифицирования расплава мелкокристаллической лигатурой AlTi3, выплавленной новейшим комбинированным способом, включающим самораспространяющийся высокотемпературный и печной синтез.
ABSTRACT
The article provides information about possible ways of improving the mechanical and casting properties of castings of alloy AK12M2 containing technological armature, by inoculation of the melt crystalline alloys AlTi3, produced the latest combined method, including self-propagating high-temperature and furnace synthesis.
Ключевые слова: арматура, алюминид титана Al3Ti, модифицирование, силы сжатия, эвтектика.
Keywords: fittings, titanium aluminide Al3Ti, modification, compression force, the eutectic.
Отливки, применяемые для изготовления корпусов, крышек электроинструмента и выплавленные из эвтектического сплава АК12М2 методом литья под давлением, часто содержат закладные детали - вставки и втулки из стали и латуни. Закладные стальные детали обладают хорошей износоустойчивостью и прочностью, которая сочетается с небольшой массой, химической инертностью и хорошей теплопроводностью основного тела отливки. Стальные цилиндрические втулки для увеличения механического соединения - сцепления между поверхностями контактирующих деталей, изготовленных из разнородных материалов, подвергают механическому процессу рифления - нанесению насечек, штифтов и канавок [1, с. 302]. Однако в местах контакта залитого алюминиевого сплава АК12М2 и стальных вставок зачастую формируются воздушные прослойки [2, с. 672], с образованием большого количества газовых пор и усадочных пустот с одновременным разрыхлением в местах контактного соединения [1, с. 310]. В результате в местах сопряжения контактирующих разнородных деталей, обладающих различной твёрдостью, образуются зазоры вследствие ненаполнения впадин между неровностями, что приводит к развитию продольных трещин в процессе эксплуатации. Кроме того, в процессе заливки металлических вкладышей, технологический выход годного (ТВГ) составляет 75 - 80% из-за образующихся неслитин и несплошностей, что неприемлемо в условиях современного массового производства [3, с. 490]. В связи с вышесказанным, в ходе заливки стальных вкладышей при получении отливок необходимо решить
следующие задачи: 1) ликвидировать потенциальные места разрушения в местах сопряжения контактирующих деталей; 2) улучшить эксплуатационные характеристики (твёрдость, трещиностойкость, плотность и др.) сплава АК12М2. Для комплексного решения вышеизложенных задач возможно модифицирование сплава АК12М2 высокоэффективной и относительно недорогой лигатурой АШ3 из расчёта введения 0,01 - 0,002% лигатурного титана. Однако большинство лигатурных сплавов, полученных традиционными способами (сплавлением чистых компонентов, алюмотермическим или электролизным восстановлением), характеризуются грубой крупноигольчатой структурой. Вместе с тем установлено, что для получения максимального модифицирующего эффекта частицы А13Т должны иметь размер не более 15 мкм [4, с. 56; 5, с. 342]. Обозначенным условиям вполне удовлетворяет лигатура АШ3 с размером частиц интерме-таллидной фазы 3-5 мкм, выплавленная новейшим методом, совмещающим самораспространяющийся высокотемпературный и печной синтез [6, с. 1-3]. Полученная лигатура обладает структурно - однородным изломом серебристого цвета, характеризуется полным отсутствием неметаллических шлаковых включений, примесей и газовой пористости. У лигатуры хорошая адгезия между алюминиевой матрицей и фазой А13Т^ отсутствуют участки, обеднённые интерме-таллидной фазой, и ликвационные зоны. На рисунке 1 представлена структуры модифицирующей лигатуры АШ3 (а) и сплава АК12М2 (б).
Модифицирование расплава АК12М2 мелкокристаллической лигатурой (МКЛ) AlTi3 приводит к измельчению a-Al и увеличению размера колоний диспергированных эвтектических составляющих [7, с. 28]. Более легкоплавкая мелкодисперсная эвтектика (Al)+(Si) при кристаллизации застывает в последнюю очередь, проникает в междендритное пространство измельчённого зерна матричного сплава и имеет возможность заполнять образующиеся при кристаллизации сплава АК12М2 зазоры, микропоры и впадины в местах сопряжения разнородных материалов. Также при прохождении процесса кристаллизации в результате усадочного сцепления в местах контактной зоны сопряжённых деталей формируются более прочные механические связи между сплавом AK12M2 и стальными вкладышами, значительно повышаются силы трения, повышающие значения возможных статических нагрузок [2, с. 710].
Список литературы:
1.Нильсен Х., Хуфнагель В., Ганулис Г. Алюминиевые сплавы (свойства, обработка, применение): справочник. М.: Металлургия, 1973. - 679 с.
2. Ефимов В.А., Анисович Г. А., Бабич В.И. Специальные способы литья: справочник. М: Машиностроение, 1991. -436 с.
3. Амосов А.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов: учеб. пособ. М: Машиностроение - 1, 2007. - 567 с.
4. Луц А.Р., Макаренко А.Г. Самораспространяющийся высокотемпера-турный синтез алюминиевых сплавов. М: Машиностроение - 1, 2008. - 175 с.
5.Никитин В.И., Никитин К.В. Наследственность в литых сплавах. М: Машиностроение - 1, 2005.- 476 с.
6. Способ получения лигатур для производства алюминиевых сплавов: па. 2542191 Рос. Федерация: МПК С22С 35/00, С22С 1/03 / О.П. Чечушкин, Е.Б. Лазутова; заявитель и патентообладатель Чечушкин Олег Павлович. -2013150654/02; заявл. 13.11.2013; опубл. 20.02.2015, Бюл. № 5.- 3 с.: ил.
7. Белов Н.А., Савченко С.В., Белов В.Д. Атлас микроструктур промышленных силуминов: справ. М.: Изд. Дом МИСиС, 2009. - 204 с.
