CC BY
102. Self-organization of P-FeSi2islands on Si(111)7x7 / N. G. Galkin, V. O. Polyarnyi, A. S. Gouralnik // Thin Solid Films, 2004. Vol. 464/465. P. 199-203.
3. Dependence of core-level XPS spectra on iron silicide phase / N. Ohtsu, M. Oku, K. Satoh, K. Wagatsuma // Applied Surface Science. 2013. Vol. 264. P. 219-224.
4. Новые возможности количественного анализа в спектроскопии потерь энергии отраженных электронов структур Fe/Si / А. С. Паршин, С. А. Кущенков, Г. А. Александрова и др. // ЖТФ. 2011. Т. 81 (5). С. 69-74.
5. Tougaard S. Differential inelastic electron scattering cross sections from experimental reflection electron-energy-loss spectra: Application to background removal in electron spectroscopy // Phys. Rev. B. 1987. Vol. 35 (13). P. 6570-6577.
6. QUASES - Software packages to characterize surface nano-structures by analysis of electron spectra. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.quases.com (дата обращения: 09.09.2015).
7. Тонкая структура спектров сечения неупругого рассеяния электронов и поверхностный параметр Si / А. С. Паршин, А. Ю. Игуменов, Ю. Л. Михлин и др. // ФТП. 2015. Т. 49 (4). С. 435-439.
References
1. Kolel-Veetil M. K. Organometallic Routes into the Nanorealms of Binary Fe-Si Phases (Review) // Materials, 2010. Vol. 3. P. 1049-1088.
2. Self-organization of P-FeSi2 islands on Si(111)7x7 / N. G. Galkin, V. O. Polyarnyi, A. S. Gouralnik // Thin Solid Films, 2004. Vol. 464/465. P. 199-203.
3. Dependence of core-level XPS spectra on iron silicide phase / N. Ohtsu, M. Oku, K. Satoh, K. Wagatsuma // Applied Surface Science, 2013. Vol. 264. P. 219-224.
4. New opportunities for quantitative analysis as applied to reflected electron energy loss spectroscopy of Fe/Si structures / A. S. Parshin, S. A. Kushchenkov, G. A. Aleksandrova и др. // Technical physics, 2011. Vol 56 (5). P. 656-661.
5. Tougaard S. Differential inelastic electron scattering cross sections from experimental reflection electron-energy-loss spectra: Application to background removal in electron spectroscopy // Phys.Rev. B, 1987. Vol. 35 (13). P. 6570-6577.
6. QUASES - Software packages to characterize surface nano-structures by analysis of electron spectra. URL: http:// www.quases.com (accessed: 09.09.2015).
7. On the Fine Structure of Spectra of the Inelastic-Electron-Scattering Cross Section and the Si Surface Parameter / A. S. Parshin, A. Yu. Igumenov, Yu. L. Mikhlin и др. // Semiconductors, 2015. Vol. 49 (4). P. 423-427.
© Игуменов А. Ю., Паршин А. С., Михлин Ю. Л., Пчеляков О. П., Жигалов В. С., Кущенков С. А., 2015
УДК 621.762:539.2
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ МОДИФИКАТОРОВ В АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
Г. Г. Крушенко1,2, М. В. Резанова2*
Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: genry@icm.krasn.ru
2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Разработаны устройства для введения модификаторов в алюминиевый расплав при литье слитков с целью измельчениия структуры и повышения механических свойств получаемого из них листового проката, применяемого в аэрокосмической отрасли.
Ключевые слова: слитки, устройства для введения модификатора, листовой прокат, механические свойства.
DEVICES TO INTRODUCE MODIFIERS IN ALUMINUM ALLOYS
G. G. Krushenko1* 2, M. V. Resanova2
institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation. E-mail: genry@icm.krasn.ru 2Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
The research develops a device to introduce modifiers into the aluminum melt during casting of ingots with the purpose of refining structure and improving mechanical properties of the resulting rolled sheets used in the aerospace industry.
Keywords: ingots, the device for the introduction of the modifier, sheet metal, mechanical properties.
В аэрокосмической отрасли широко применяется листовая продукция, получаемая прокаткой слитков, отливаемых из алюминиевых сплавов полунепрерывным способом с использованием жидкой шихты
(электролизный алюминий). С целью измельчения структуры в находящийся в миксере расплав вводятся в объеме чушковых лигатур модифицирующие агенты (титан, цирконий, бор).
Решетнеескцие чтения. 2015
Однако их растворение происходит достаточно долго, и при этом модифицирующие добавки неравномерно распределяются в массе жидкого металла, что сказывается на неравномерном измельчении структуры слитка и как результат - на неравномерности механических свойств по объему листа.
Разработана и реализована в производственных условиях технология модифицирования, алюминиевых сплавов при литье слитков полунепрерывным способом, при реализации которой, во-первых, устраняется длительное выстаивание расплава в миксере, и, во-вторых, обеспечивается гарантированно одинаковое содержание модифицирующего агента по всему объему слитка [1]. При этом использовали прутки, отпрессованные из алюминия и напорошков (НП) (карбиды, бориды, оксиды, нитриды и др. химические соединения) [2; 3], которые в автоматическом режиме с помощью специально сконструированной установки дозированно вводили либо в желоб, либо в распределительную коробку, либо в кристаллизатор непосредственно при литье слитка (рис. 1).
Рис. 1. Схема установки для непрерывной подачи модифицирующего прутка, содержащего НП, в выходное отверстие
миксера при литье слитков полунепрерывным способом: 1 - бобина с модифицирующим прутком; 2 - модифицирующий
пруток; 3 - механизм подачи модифицирующего прутка;
4 - редуктор; 5 - электромотор; 6 - направляющая труба;
7 - прилеточный желоб; 8 - миксер; 9 - кристаллизатор;
10 - раздаточная коробка
Скорость подачи прутка в расплав согласовывалась с объемным расходом металла и регулировалась путем изменения числа оборотов ведущего вала, на котором смонтирована бобина, с помощью автотрансформатора. При этом количество вводимого НП не превышало 0,05 масс. %, а расход прутка составлял 20.. .25 кг на тонну металла.
При полунепрерывном литье слитков модифицирующий пруток вводили в непрерывном режиме при помощи специально разработанного устройства, которое позволяло регулировать непрерывную подачу прутка из бухты в лунку кристаллизатора со скоростью, также обеспечивающей содержание НП в слитках ниже допустимого уровня примесей.
В качестве примера установленная линейная зависимость расхода расплава и содержания в нем титана была преобразована в рабочие параметры процесса литья слитка сечением 400*1 560 мм соответственно в скорость литья и в скорость подачи прутковой лигатуры. Этот самый крупногабаритный слиток из про-
изводимых на предприятии был выбран в качестве объекта отработки технологии введения прутковых лигатур ввиду наибольшего объема брака по трещинам в его донной части и с выходом на широкую грань, что связано с относительно медленной скоростью кристаллизации металла, способствующей формированию крупнокристаллической структуры. С целью проверки возможности установки обеспечить высокую скорость подачи прутка применяли лигатуру с низким содержанием модификатора - А1-1,95 % Т1, соизмеримого с содержанием НП в прутках. При принятой скорости литья слитка (70 мм/мин) объемный расход алюминия составлял 135 кг/мин, что потребовало для обеспечения предусмотренного по технической документации содержания титана в алюминии марки А7 вводить пруток диаметром 8 мм (масса 1 погонного метра составляет 0,144 кг) со скоростью 4 м/мин (4,27 кг на 1 т алюминия). Такая скорость подачи прутка обеспечивала введение в расплав порядка 0,008 % Т дополнительно к уже имеющемуся в нем от предварительно введенной в миксер титановой губки (порядка 0,018 % Т1), что в сумме оказалось близким к требуемому содержанию титана, которое было определено химическим анализом, - 0,027 % Т1. Нетрудно получить подобную эмпирическую зависимость скорости подачи прутка с разным содержанием модифицирующего агента от объемного расхода алюминия.
Кроме того, был разработан кассетный дозатор (рис. 2) [4] для подачи в лунку кристаллизатора плоских экструдированных фрагментов, отпрессованных из алюминия и НП.
Дозатор был разработан с целью упрощения технологии изготовления модифицирующего материала, который получали методом экструзии, и предназначен для его подачи в лунку кристаллизатора при литье слитков полунепрерывным способом. Питатель состоит из плоской коробчатой обоймы (типа пенала для карандашей), в котором помещаются вертикально в один ряд параллельно друг другу плоские отрезки модифицирующей композиции, содержащей НП. В нижней части питателя имеется отверстие, сечение которого соответствует сечению плоских отрезков присадочного материала.
Подача отрезков в расплав осуществляется с помощью системы роликов, расположенных в нижней части питателя, приводящихся во вращательное движение электродвигателем через редуктор. Скорость подачи отрезков регулировалась путем изменения числа оборотов ведущего ролика при помощи автотрансформатора.
Кассетный дозатор работает следующим образом. Перед началом литья слитка обойма 1 заполняется мерными отрезками 4 присадочного материала (плоские прессовки или отливки из композиции алюминий или алюминиевые деформируемые сплавы + на-нопорошки). При полном заполнении обоймы отрезками первый из них вводится через отверстие в дне обоймы и направляющей втулки 6 в ролики подающе-
го механизма 7 и в направляющий механизм 8. С момента начала литья слитка 11 приводятся в движение ролики подающего механизма 7, и отрезки 4 начинают поступать в лунку 13 кристаллизатора 10. По окончании выхода первого отрезка через отверстие в дне обоймы следующий за ним отрезок перемещается подвижной планкой 2 к нижней стенке обоймы и при помощи стопорно-отжимного механизма 14 по роликам 5 соскальзывает в отверстие в дне обоймы и через направляющую втулку 6 входит в соприкосновение с роликами подающего механизма 7, который направляет отрезки 4 в лунку 13 в кристаллизаторе 10.
t1
Рис. 2. Кассетный дозатор: 1 - коробчатая обойма; 2 - подвижная планка; 3 - отжимная пружина; 4 - присадочный материал; 5 - ролики; 6 - направляющая втулка; 7 - подающий механизм; 8 - направляющий механизм; 9 - элементы торможения в виде подпружиненных пластин; 10 - кристаллизатор; 11 - слиток; 12 - желоб;
13 - лунка кристаллизатора
Библиографические ссылки
1. Москвичев В. В., Крушенко Г. Г., Буров А. Е. и др. Нанопорошковые технологии в машиностроении. Красноярск, 2013. 186 с.
2. А. с. СССР № 831840 Способ модифицирования литейных алюминиевых сплавов эвтектического типа / Г. Г. Крушенко, Ю. М. Мусохранов, И. С. Ямских и др. Бюл. 1981, № 19.
3. Патент РФ № 2475334. Способ получения модификатора для доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов / Крушенко Г. Г., Фильков М. Н. 2013. Бюл. № 5.
4. А. с. СССР № 1454569. Дозирующее устройство для подачи в расплав присадочного материала в виде прутков при непрерывной разливке металла / Г. Г. Крушенко, З. А. Василенко, Б. А. Балашов и др. 1989. Бюл. № 4.
References
1. Moskvichev V. V., Krushenko G. G., Burov A. E. i dr. Nanoporoshkovye tekhnologii v mashinostroenii. [Nanopowder technology in mechanical engineering]. Krasnoyarsk: SFU, 2013. 186 p.
2. Krushenko G. G., Musokhranov Yu. M., Yams-kikh I. S. i dr. Sposob modifitsirovaniya liteynykh alyuminievykh splavov evtekticheskogo tipa. [Method of inoculation of cast aluminum alloys of the eutectic type]. Patent USSR, no. 831840, 1981.
3. Krushenko G. G., Fil'kov M. N. Sposob polucheniya modifikatora dlya doevtekticheskikh alyuminievo-kremnievykh splavov. [A method of obtaining a modifier for hypoeutectic aluminum-silicon alloys]. Patent RF, no. 2475334, 2013.
4. Krushenko G. G., Vasilenko Z. A., Balashov B. A. i dr. Doziruyushchee ustroystvo dlya podachi v rasplav prisadochnogo materiala v vide prutkov pri nepreryvnoy razlivke metalla. [A dosing device for supplying the molten filler material in the form of bars during continuous casting of metal]. Patent USSR, no. 1454569, 1989.
© Крушенко Г. Г., Резанова М. В., 2015
УДК 621.396.933.22
ОБЪЕКТИВ КАМЕРЫ СОПРОВОЖДЕНИЯ ДЛЯ СПУТНИКОВОГО ЛАЗЕРНОГО ДАЛЬНОМЕРА ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА
Е. Г. Лапухин*, В. М. Владимиров, Л. В. Границкий
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: lapukhineg@sibsau.ru
Представлен расчет объектива для визуального сопровождения спутника в оптическом диапазоне, питающей оптикой для которого является расширитель лазерного пучка спутникового дальномера.
Ключевые слова: спутниковый лазерный дальномер, объектив, камера гид.
