Фурдик К. В, Могилатенко В.Г.

(НТУУ «КПІ»)

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ПЛАВКИ ПОРИСТИХ МАТЕРІАЛІВ СУСПЕНЗІЙНИМ ЛИТТЯМ

Розглядаються пористі матеріали на основі алюмінію і його сплавів, що мають знижену щільність, підвищену питому міцність, проникність. Їх застосування можливе в якості матеріалів для полегшених будівельних деталей, теплообмінників, фільтрів, звукопоглиначів і так далі. Отримання пористих матеріалів з певними параметрами структури і властивостей є одним з найважливіших завдань сучасної промисловості.

Піноалюміній отримують різними засобами (рідкофазним і твердофазним) і, в основному, з первинних матеріалів, що досить дорого.

Для збільшення в’язкості металу при одержанні стійкої композиції метал-тверда частинка порофору використовується замішування у розплав твердої фази у вигляді неметалічних включень (SiO₂, Al₂O₃ тощо). Це дозволяє збільшити удавану в’язкість розплаву і запобігти його розшаруванню на тверду і рідку фази при виділенні газу з поро фору та запобігає спливанню бульбашок газу.

Один з методів одержання пористих матеріалів є тіксо- та реолиття, а саме лиття металу , який має температуру проміжну між ліквідусом і солідусом сплаву і, відповідно, більшу в’язкість.

Зважаючи на те, що лиття повинно відбуватися у твердо-рідкому стані сплаву, потрібно було обрати сплав з широким інтервалом температур кристалізації. Зі сплавів на основі алюмінію цьому найкраще відповідають дві бінарні системи Al-Ti та Al-Fe. Зважаючи на вартість сплавів для дослідження обрали систему з залізом, оскільки отримані дані можна легко перенести на більш легкі, але й більш дорогі сплави з титаном.

Обрахували зміну кількості твердої фази в інтервалі температур кристалізації сплаву Al-10% Fe (рис). Оскільки розкладання порофору відбувається при температурі 700 – 800⁰С, то можна витримати підвищену в’язкість на достатньому рівні.

Окрім того, введення у розплав частинок (CaCO₃) також сприяє збільшенню удаваної в’язкості розплаву. Таким чином введення пророфору відбувається його механічним замішуванням у розплав при температурі 700⁰С з наступним підняттям температури металу до 780 – 800⁰С та витримкою при цій температурі протягом 4-5 хв. у гіпсовій формі.