НИ£ И МАШИНОКДСНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ UCIHXC W 1 (77). 3009
Технологические спойстпл смесей с дополнительными связующими: бентонит и ССБ
Связу- ющее Прочность при сжатии в сыром состоянии, Осы. МПа Прочность при разрыве в сухом состоянии, о,. МПа Газопроницаемость. К. ед. Г игро-ско-пич-ность. г. % Осыпа- емость. 0.% Выбива- емость. А.Дж Газо-творная способность. Q, см’/г Влаж- ность. В.%
4ГУ-1 0.011 1,62 467 0.31 1.04 35 6.4 2
4ГУ-2 0,012 2.14 367 0.19 0.46 17 13.7 2
4ГУ-3 0.009 1.72 463 0.14 1.14 17 13.6 4
4ГУ-4 0.009 1.50 510 0.34 1.57 14 6.1 4
свойств контролирован влажность, прочность во влажном н в высушенном состоянии, газопроницаемость. гигроскопичность, осыпаемость, выживаемость и газотворную способность (табл. 4).
Для повышения сырой прочности и формуемое* ти стержневых смесей вводили сульфитно-спиртовую барду (ССБ) с плотностью 1,25 г/см ' и формовочную глину (бентонит). Состав смеси: песок 1К02Б - 100 %. ССБ - 3 %, глина (бентонит) БП1Т1 - 1 %, связующее4ГУ - 2%. Полученные технологические свойства приведены в табл. 5.
Выводы. !. Максимальными прочностными свойствами обладают связующие 4 ГУ-1 и -1 ГУ-2. Величина максимальной прочности смеси, достигнутой в исследованиях. составила около 3.0 МПа (в удельном выражении - около 1.5 МПа / 1.0% связующего).
2. Органические связующие типа 4ГУ предпочтительнее использовать в смесях для изготовления стержней 1-го класса сложности. Такие связующие обеспечивают в подобных стержнях достаточный уровень технологических свойств: высокие прочность. газопроницаемость и выбиваемоегь; низкие гигроскопичность и осыпаемость.
Библиографический список
1. Степанов Ю.А., Семенов В.И. Формовочные материалы. - М. : Машиностроение, 1969. - 160 с.
2. Берг П.П. Формовочные материалы - М. : Маш-гиз. 1963. - 408 с.
3. Формовочные материалы и технология литейной формы справочник / Пол общ рел С.С. Жуковского -М Машиностроение. 1993. - 432 с.
4 Титов И.Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства. - М : Машиностроение. 1985. - 400 с.
5. Технология литейного производства: Литье в песчаные формы : учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.П. Трухой. Ю.А.Сорокин. М.Ю. Ершов и др. ; под ред А.П. Трухова - М. : Издательский центр иАкадемияи, 2005. - 528 с.
ЗЮЗЬКО Ирина Владимировна, ассистент кафедры «Машины и технология литейного производства.
Датл поступления статьи п редакцию: 10.03.2000 г.
© Зюзько И.В.
УДК669.71:621.03:534-8 Г> С ГАРИБЯН
В. П. РАСЩУПКИН В. В. КОРШУНОВ
Омский государственный технический университет
СТРУКТУРА АЛЮМИНИЕВЫХ ОТЛИВОК, ПОЛУЧЕННЫХ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ В УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПОЛЯХ
Отработана технология обеспечения направленной кристаллизации алюминиевого сплава А5 в ультразвуковых полях. Установлено, что и при плоском и при сферическом фронте кристаллизации обеспечивается эффект повышения твердости отпивок в 3,3 — 3,5 раза.
Ключевые слова: ультразвук, фронт, кристаллизация, плоский, сферический, твердость, отливка.
Практически все современные способы получе- нологические дефекты, такие как газовые ракови-
ния отливок из алюминиевых сплавов не позволяют ны, поры, интерметаллидные включения. Традицион-
полностыо устранить а их структуре различные тех- ный способ решения этих проблем - применение
сложных литниковых систем - приводит к увеличению металлоемкости формы, но полностью не устраняет дефектов [ 1.2}.
При производстве отливок из алюминиевых сплавов широко применяют различные физические методы воздействия на кристаллизующийся расплав. Наиболее перспективным из этих методов, по нашему мнению, является воздействие на расплав ультразвуковых колебаний (УЗК). что способствует рафинированию и модифицированию металла. Такой эффект связан, в основном, с уменьшением вязкости расплава поддействием УЗК. что позволяет получать отливки высокой плотности с тонкой субденд-ритной структурой и равномерно распределенными включениями. При этом используется эакавитацион-ная мощность УЗК |3, 4).
Нами разработан способ, позволяющий осуществлять направленную кристаллизацию отливок в ультразвуковых нолях. Способ основан на эффекте повышения температуры кристаллизации расплава при увеличении в нем давления, которое создается двумя когерентными колебаниями докавитационной мощности.
В зависимости от применения обычною или сфокусированного излучения в расплаве формируется либо плоский, либо сферический фронт кристаллизации.
Этот способ опробовали на алюминиевом сплаве А5. Образцы вырезали из отливки, имеющей форму перевернутой усеченной пирамиды.
Исследовали макро- и микроструктуру сплава. Макроструктура темплета отливки, полученной при облучении расплава рассеянным излучением, поддействием которого сформирован плоский фронт кристаллизации. представляет собой крупные столбчатые кристаллы, расположенные параллельно направлению излучения. Граница раздела между кристаллами условно делит отливку на две части. Следует отметить, что место расположения этой границы в отливке совпадает с зоной повышенного давления в расплаве. В каждой половине векторы направления роста столбчатых кристаллов параллельны между собой, что характерно для плоского фронта кристаллизации.
Исследована макроструктура отливки, полученной при облучении расплава сфокусированными ультразвуковыми колебаниями, формирующими локальную пучность давления, при помощи которой создаются условия для организации сферического фронта кристаллизации. Наблюдаются крупные столбчатые кристаллы, но в данном случае они «веером» расходятся из области, находящейся в теле отливки, к ее периферии. Расположение этой област и в отливке так же соответствует нахождению локальной зоны повышенного давления в расплаве.
Для выявления характера и направленности роста столбчатых кристаллов провели исследования микроструктуры отливок на растровом электронном микроскопе Philips.
Установлено, что в обоих случаях (при плоском и сферическом фронтах кристаллизации) рост кристаллов происходит по пластинчатому механизму. Направленность роста определяли классическим спо-
собом по направлению нормалей к поверхности граней большей площади. Рост столбчатых кристаллов происходит в области, находящейся в центре отливки, к ее периферии. На всех образцах, вырезанных из отливки, проводили измерения твердости на приборе ТШ (5/250/30). Следует отметить, что твердость отливки, полученной кристаллизацией с применением УЗК, практически одинакова на всех образцах и постоянна по всему сечению отливки.
Ниже приведены результаты определения твердости образцов отливок.
Обработка при кристаллизации НВ
Без УЗК................18 - 21,5
УЗК (плоский фронт)............63,4 — 67,1
УЗК (сферический фронт)............66.5 - 67,1
Видно, что способ направленной кристаллизации в ультразвуковых полях позволяет повысить твердость сплава А5 в 3.5 раза.
Выводы
1. Способ направленной кристаллизации в ультразвуковых полях позволяет формировать либо плоский, либо сферический фронт затвердевания.
2. Направление роста столбчатых кристаллов — от центральной области отливки к периферийиой.
3. Применение УЗК при кристаллизация позволяет улучшить служебные свойства отливок, в частности, д\я сплава А5 увеличить твердость в 3,5 раза, а также получить отливки без дефектов.
Библиографический список
1. Абрамов О.В., Хорбенко И.Г., Швегла Ш. Ультразвуковая обработка металлов. - М. : Машиностроение, 1984. - 264 с.
2. Эскин Г. И. Ультразвуковая обработка расплавленного алюминия. - М. : Машиностроение, 1965. — 184 с.
3. Попов A.B., Жестковский И. Д., Колосов В. М., Смирнов А Ф. К вопросу о путях управления процессами направленной кристаллизации : реферативный журнал. - Металлургия. - 1987. - Ne 10. — С. 25
4 Смирнов А. Ф . Попов A.B., Жестковский И Д., Колосов В. М. Кристаллизация расплавов в ультразвуковом поле : реферативный журнал. — Металлургия — 1987 - № 10. - С. 25.
ГАРИБЯН Гарегин Сережович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Машины и технология литейного производства».
РАСЩУПКИН Валерий Павлович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машины и технология литейного производства».
КОРШУНОВ Виктор Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машины и технология литейного производств».
Дат поступлення статьи п редакцию: 10.03.2009 г.
О Гарибян Г.С., Расщупкнн В.П., Коршунов В.В.