Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2017

Розмір шрифту: 
Дослідження впливу низькочастотної вібрації та модифікування на щільність сплаву АК7, що заливається в кокіль
Вадим Юрійович Селівьорстов, Юрій Валерійович Доценко

Остання редакція: 2017-03-23

Тези доповіді


Використовували сталевий витряхний кокіль середнім діаметром 60 мм з товщиною стінки 5 мм та висотою робочої порожнини 150 мм. Внутрішню поверхню кокілю, підігріту до температури 380 – 400 С, покривали ливарною фарбою на основі дистен - силіманіту. Температура випуску - 720 ± 5С. Заливку металу в кокіль здійснювали при увімкненій вібраційній установці при частоті коливань 100 Гц, 150 Гц, 200 Гц та амплітуді 0,7 мм. При даних частотах заливали не модифікований розплав та розплав з додаванням 0,1 мас. % експериментального ультрадисперсного препарату «Typhoon-Z». Окремо здійснювали заливку не модифікованого розплаву та розплаву з модифікатором в кокіль без застосування вібраційної обробки.
Дослідження щільності алюмінієвого сплаву визначали методом гідростатичного зважування з точністю 0,001 г/см3. Зразок, який не містить тріщин і порожнин, зважували на аналітичних вагах на повітрі та в чотирихлористому вуглеці. Щільність зразка розраховували за формулою:
(1)
де dобр. – щільність зразка, г/см3;
Рв – маса зразка в повітрі, г;
Рж – маса зразка  в СС14, г;
dж. – щільність CCl4, г/см3
Результати досліджень щодо визначення щільності металу дослідних виливків представлені в таблиці 1.
Таблиця 1 – Щільність металу виливків
№ зразка    Обробка    Частота,
Гц    Маса зразка в повітрі,
г    Маса зразка в CCl4, г    Щільність зразків,
г/см3
1     без обробки    -    16,585    6,955    2,744    2,752
2        -    15,265    6,385    2,739    
3        -    8,945    3,805    2,773    
1.1    вібрація    100    15,810    6,615    2,739    2,733
1.2        100    18,765    7,820    2,731    
1.3        100    20,565    8,560    2,729    
2.1        150    21,415    9,040    2,757    2,786
2.2        150    16,085    7,100    2,852    
2.3        150    21,775    9,160    2,750    
3.1        200    15,355    6,490    2,760    2,784
3.2        200    22,435    9,600    2,785    
3.3        200    14,095    6,095    2,808    
4.1    вібрація +
модифікування    100    18,880    8,160    2,806    2,768
4.2        100    18,970    7,975    2,749    
4.3        100    16,360    6,890    2,749    
5.1        150    20,515    8,555    2,732    2,734
5.2        150    21,515    8,975    2,734    
5.3        150    16,530    6,900    2,736    
6.1    модифікування    -    18,530    7,745    2,737    2,736
6.2        -    17,285    7,220    2,736    
6.3        -    18,075    7,545    2,736    

Результати показали значний розбіг значень від 2,729 г/см3 до 2,852 г/см3. Окрім того, найбільші діапазони коливань значень щільності спостерігаються у зразках металу, що піддавався віброобробці. Наприклад, при частоті 150 Гц без застосування модифікування щільність сплаву коливається в межах 2,750 – 2,852 г/см3 (різниця 3,5 %), без обробки – 2,739 – 2,773 г/см3 (1,2 %), з застосуванням тільки модифікування – 2,736 – 2,737 г/см3 (0,04 %).
Наведені дані свідчать про наявність лікваційних зон у виливках, що піддавалися віброобробці, та отриманих за традиційною технологією. Це підтверджується результатами досліджень щільності металу зразків, що містили таку зону, або її частину.
Проведені дослідження показали підвищення усередненої щільності металу виливків, що піддавалися віброобробці разом з модифікуванням на 1,2 % відносно металу виливків, отриманих за традиційною технологією.