Научная статья на тему 'Технология производства высококачественных литых деталей из алюминиевых сплавов'

Технология производства высококачественных литых деталей из алюминиевых сплавов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
228
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Технология производства высококачественных литых деталей из алюминиевых сплавов»

УДК 621.74

И.Н. Ердаков, В.В. Новокрещенов

ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ), г. Челябинск

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

На современном этапе развития производства большое внимание уделяется разработке энерго- и ресурсосберегающих технологий получения высококачественных деталей и заготовок методом литья. Новым и наиболее перспективным направлением в этой области является повышение качества отливок за счет импульсного электромагнитного воздействия (ИЭМВ) [1].

На кафедре «Литейное производство» ЮУрГУ разработаны экспериментальные установки для изучения влияния ИЭМВ на технологические и эксплуатационные характеристики литых деталей из сплавов АК7ч и АК12 [2].

Установки предполагают проведение импульсной электромагнитной обработки непосредственно в полости литейной формы в период кристаллизации сплава. Первый вариант установки, показанный на рис.1, предполагает наличие диэлектрика (кварцевой трубки) между излучателями, подключенными к генератору нано-секундных электромагнитных импульсов (НЭМИ). Второй вариант установки исключает использование кварцевых трубок и предусматривает прямое погружение электродов в расплавленный металл (рис. 2). В исследованиях используется генератор НЭМИ фирмы FID-technology, медные электроды в виде проволоки диаметром 3 мми песчано-глинистая литейная форма.

Анализ макрошлифов в Thixomet (рис.3), изготовленных из полученных образцов, показал, что при обработке НЭМИ алюминиевых сплавов происходит уменьшение размеров дендритных ячеек а-фазы, измельчение структуры отливок ^ср) и снижение их пористости (Р). Все это приводит к получению более плотной структуры образцов, увеличению предела прочности при растяжении (ав), повышению значений твердости (Т) и герметичности готовой отливки [3, 4].

Рис. 1. Экспериментальная установка затвердевания силумина в импульсном электромагнитном поле 1 типа: 1 - песчано-глинистая форма; 2 - графитовая трубка; 3 - асбестовая крышка; 4 - генератор наносекундных электромагнитных импульсов; 5 - кварцевая трубка; 6, 8 - медные электроды; 7 - термопара; 8 - милливольтметр

У1 В щ щ и ' Ч,, 1 1 \ 6 \ \

J / \ <

,4 / / ^

Рис. 2. Экспериментальная установка затвердевания силумина в импульсном электромагнитном поле 2 типа: 1 - разовая песчано-глинистая форма; 2 - электроды; 3 - изоляционный материал; 4 - генератор НЭМИ; 5 - термопара; 6 - милливольтметр

Рис. 3. Результаты съемки в ТЫхоте1 структуры сплава АК12: а - контрольный образец, б - экспериментальный образец (установка 1 типа); в - экспериментальный образец (установка 2 типа)

Влияние электроимпульсной обработки при кристаллизации сплава АК12 на свойства отливок

Вид сплава dcp, мкм P, балл т, HB ав, МПа Ф,%

Исходный АК12 180 2 50 129 1,0

Обработанный на установке 1-го типа 175 1 54 133 1,3

Обработанный на установке 2-го типа 168 0 58 139 1,6

Влияние электроимпульсной обработки при кристаллизации сплава АК12 на свойства отливок показано в таблице.

Из таблицы видно, что наиболее эффективное воздействие НЭМИ на стадии кристаллизации алюминиевого сплава достигается в случае прямого погружения электродов в расплав.

Проведенные исследования позволили создать технологию получения высококачественных алюминиевых отливок с высокими техническими характеристиками, исключив введение в расплав дорогостоящих легирующих элементов, сократить время производственного цикла и снизить затраты на повышение температур перегрева сплава перед заливкой в форму.

Список литературы

1. Наносекундные электромагнитные импульсы и их применение / B.C. Белкин, В.А. Бухарин, В.К. Дубровин и др. / под ред. В. В. Крымского. Челябинск, 2001. 110 с.

2. Крымский В.В., Ердаков И.Н. О новых возможностях воздействия наносекундных импульсов на расплавы металлов // Литейщик России. 2010. №10. С. 27-28.

3. Ердаков И.Н., Новокрещенов В.В. Влияние импульсного электрического поля на кристаллизацию силумина (АК7ч) и стали (20ГЛ) // Литейные процессы: межрегион. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. Вып. 9. №1. С. 54-57.

4. Ердаков И.Н., Новокрещенов В.В. Импульсное электромагнитное воздействие на кристаллизационный процесс силумина (АК7ч) // ЛитейщикРоссии. 2011. №7. С. 17-18.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.