Кобзева А.І., Романьонок Є.О.

(ДДТУ, м. Дніпродзержинськ)

akobzeva@ukr.net

На сучасному етапу розвитку ливарного виробництвав умовах  кризисного періоду особливу увагу приділяють конкурентоспроможності литої продукції.Це можливо тільки с удосконаленням технологій та конструкцій для поліпшення якості литва і використання сучасних методів позапічної обробки ливарних сплавів.

Аналіз літературних даних показав, що одним з найбільш ефективних способів впливу на розплав, що кристалізується, є накладення електричного струму певної частоти, скважності і щільності. Робіт щодо вивчення дії електричного струму на кристалізацію розплавів і макроструктуру одержаних зливків небагато, вони носять розрізнений й суперечливий характер.   Тому потрібне подальше дослідження закономірностей формування зливків під впливом електричного струму з метою знаходження його раціональних характеристик.Була поставлена задача удосконалення способу модифікування структури литого металу шляхом пропускання електричного струму певної частоти, скважності і щільності, що дозволить управляти процесом модифікування макроструктури відливка і призведе до зниження хімічної неоднорідності по перетину виливка і подрібнення зерен, внаслідок чого підвищаться механічні властивості литого металу при будь-якому способі лиття.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі модифікування структури литого металу, який включає пропускання змінного електричного струму крізь застигаючий виливок, зміну частоти пропускання електричного струму скважністю не менш 2 меандрів і щільністю від 1,6х10⁴ А/м² до 2,4х10⁴ А/м² встановлюють за формулою:

f=,

де   - питомий електричний опір рідкого металу, Омхм;

µ - відносна магнітна проникність рідкого металу, Гн/м;

- тривалість процесу затвердіння, с;
k - коефіцієнт твердіння, м/с^0.5

При кристалізації під дією електричного струму змінюється макроструктура сплаву, оскільки електричний струм впливає на швидкість процесу кристалізації виливка, орієнтацію зерен, збільшує розчинність і рівномірність розподілу модифікаторів в розплаві, зміну меж зерен, перерозподіл евтектики в твердому розчині і збільшення дисперсності евтектики в колоніях (евтектичних зернах).

При пропусканні електричного струму крізь застигаючий виливок зі скважністю менш 2 меандру видимих змін в структурі металу не спостерігалося. Якщо щільність була менше за 1,6х10⁴ А/м², ефект модифікування був слабкий ( або взагалі відсутній). Збільшення щільності струму більше за 2,4х10⁴ А/м² недоцільно, так як призведе до подорожчання устаткування і підвищенню витрат електроенергії.

Частоту електричного струму змінюють у процесі кристалізації виливка в залежності від росту, тобто товщини кірки металу, що твердне, і для кожного сплаву залежить від його питомого електричного опору, відносної магнітної проникності μ і коефіцієнта твердіння рідкого металу k.

Використання способу модифікування структури литого металу, що пропонується, дозволяє одержати щонайдрібніші зерна структури у відливку, усунути зональну хімічну неоднорідність, підвищити механічні властивості литого металу при будь-якому способі лиття і таким чином підвищити якість виливка.