Іванченко Д.В.

(НТУУ «КПІ», м. Київ)

E-mail: cort.77@mail.ru

Для виготовлення силових та герметичних деталей, що здатні працювати при температурах до 250°С використовується сплав АК8М3ч (ВАЛ8), який є складнолегованим алюмінієво-кремнієвим ливарним сплавом, що містить у своєму складі окрім кремнію такі елементи як Cu, Zn, Ti, Be, B [1]. Заміна берилію, що  є дуже шкідливою, канцерогенною речовиною, яка вводиться у розплав за допомогою  Al-Be лігатури, отримання якої передбачає дотримання суворих санітарних норм та правил техніки безпеки є актуальною дослідницькою задачею .

Серед різних способів заміни берилію, як елемента, що підвищує пластичність, а у тандемі із міддю і міцність сплаву, обрано найбільш простий і досить ефективний спосіб, який ґрунтується на введенні подвійної лігатури, що містить в своєму складі, мідь та 20 % хрому при температурі 850°С у розплав попередньо оброблений флюсом, який складається із сполук ZrF₄, та LiF. Склад флюсу підбирався таким чином щоб забезпечити найменш можливу температуру плавлення, а саме 500°С. При вищевказаній температурі плавлення флюсу забезпечується максимальне насичення алюмінієвого розплаву цирконієм.

З метою розробки оптимальної технології, а також для скорочення кількості експериментів і економії матеріалів дослідні плавки проводили з використанням повного факторного експерименту (ПФЕ) типу 2³ , де змінними факторами були вміст тетрафториду цирконію в флюсі (х1), температура розплаву (х2) та час витримки розплаву після введення флюсу і до введення лігатури (х3). Сплав у всіх випадках витримувався до повного розчинення флюсу.

Експериментальні дослідження показали, що визначальним фактором процесу насичення алюмінієвого розплаву цирконієм є його температура, кількість фториду цирконію та час витримки. У міру збільшення усіх трьох факторів зростання величини s_В у сплаві змінюється з 242 до 385 МПа (після загартування та штучного старіння) при збереженні відносного подовження на рівні 4%.

Оптимальні результати отримані при використанні флюсу, який містить 1,2 % ZrF₄ від маси розплаву, температури розплаву 850°С, та часу витримки 15 хвилин перед розчиненням лігатури.

Література:

1. ГОСТ 1583-93. Межгосударственный стандарт. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Минск: ИПК Издательство стандартов, 2003. – 24 с.