Вплив модифікування високодисперсним карбідом кремнію на ливарні властивості вторинного сплаву системи Al-Si

Анотація

Одним із основних напрямів застосування алюмінію є авіакосмічна та транспортна промисловість, які постійно підвищують вимоги до властивостей литих виробів. Застосування алюмінію в якості основного матеріалу для виготовлення різноманітних конструкцій транспортних засобів дозволяє значно знизити масу конструкції, що призводить до зниження витрат пального. Щоб відповідати вимогам сучасного світу в роботі розглянуто дослідження в напрямі поліпшення якості та підвищення властивостей виробів із вторинного алюмінієвого сплаву АК12. Проаналізовано сучасні технології оброблення рідкого алюмінієвого сплаву. За результатами аналітичного огляду встановлено, що найбільший інтерес представляють модифікатори, які впливають на розміри первинного зерна i форму включень евтектичного кремнію. Встановлено, що процеси модифікування не змінюють хімічного складу сплаву, а сприяють зміні величини і форми структурних складових сплаву.

В роботі розглянуто вплив ультрадисперсного модифікатора SiC розміром часток до 200 нм на ливарні властивості вторинних алюмінієвих сплавів: рідкотекучість, лінійну та об’ємну усадки.

Рідкотекучість досліджували в піщано-глинисті (ПГФ) та металеві форми. Встановлено, що додавання 0,1 % SiC покращує рідкотекучість вторинного сплаву з 560 до 630 мм для ПГФ та з 230 до 295 мм для кокілю внаслідок очищення від неметалевих вкраплень. Подальше підвищення вмісту SiC до 0,2 % не призводить до явного підвищення рідкотекучості.

Дослідженням лінійної усадки встановлено, що підвищення вмісту модифікатора до 0,2 % сприяє її зменшенню. В той же час підвищення температури заливання сплаву сприяє збільшенню загальної лінійної усадки, що пов’язано із тривалим часом знаходження металу в рідкому стані. Внаслідок швидкої кристалізації розплаву з додатковими центрами зародкоутворення у вигляді ультрадисперсного модифікатора, коефіцієнт об’ємної усадки зменшується з 28 до 20 %.

Запропоновані технічні рішення модифікування сплавів вторинного сплаву АК12 можна застосовувати в процесах, що дозволить підвищити якість литої металопродукції за економного використання енергоресурсів і матеріалів на її виробництво.