Розмір шрифту: 

Шинский И.О., Клименко С.И., Маляр В.А.
(ФТИМС НАН Украины,  Киев)
e-mail: ukrdeplit15@ukr.net

В Физико – технологическом институте металлов и сплавов НАН Украины   создаются   новые направления  получения литых армированных  конструкций с применением  литья по газифицируемым моделям  [1], в  которых    сформулированы теоретические предпосылки течения матричных сплавов в поровом  пространстве, образованном макроармирующей фазой.
Для создания научных основ получения и применения литых армированных алюминиевых конструкций, где в    качестве армирующей фазы применяется   графит (ГАФ), были   исследованы закономерности течения  алюминиевого матричного сплава (АМС) в поровом пространстве, образованном ГАФ при его  гравитационной пропитке. Для исследования этих закономерностей использовались  методы физического моделирования движения расплавов в пористой среде [ 2 ]. При реализации серии экспериментов по изучению гидродинамики течения АМС в поровом пространстве, образованном ГАФ при вакуумной пропитке было установлено:
- создание  разряжения в поровых каналах Рв, образованных ГАФ  увеличивает  глубину пропитки АМС L1,  так при Рв  равном  - 0,04МПа  за время пропитки   в  5с. тонких каналов с  ГАФ в 1,02,0 мм L1 =108мм,  с ГАФ в  2,03,0  мм. L1  = 155мм,  а с ГАФ  в 3,05,0мм L1 =  168мм, что во второй и третьей серии   экспериментов значения   L1  в  1.4 и 1,6 раз  ,  а в случае  Рв =  - 0,08МПа  величина L1   возрастает  в сравнении -0,04МПа 1.1-1,3 раза;
-  при течении АМС в поровых каналах ГАФ ( Рв =-0,02…-0.08 МПа)     наблюдается три характерных периода: начальный - скорость течения V1   постоянна, а величина ее максимальна   в зависимости от диаметра ГАФ находится  в пределах 20…95 мм/с,    в    переходном     периоде   снижается   до   минимальных   значений   V1 15…65 мм/с,  которая уже постоянна в третьем установившемся периоде;
- максимально  допустимая  толщина армированного   слоя Lмакс. системы    «АМС -  ГАФ» при вакуумной пропитке  в зависимости от диаметра  ГАФ, равного  1…2 мм, 2…3мм и 3…5 мм составит 190 мм., 250 мм. и 265 мм соответственно, что во второй   и третьей   серии предельные значения Lмакс.   возрастают в   1,3 и 1,4 раза;
- установлено так же, что  в случае применения вакуумной пропитки  взамен гравитационного литья, скорость движения  расплава АМС   в поровом пространстве , образованного ГАФ  в зависимости от уровня разряжения в нем  и величины характерного размера ГАФ возрастает в   1,2 - 1,5 раз.           
Для определения   максимально  допустимого   армированного   слоя системы  «АМС -  ГАФ» Lмакс.  при вакуумной  изотермической пропитке  были получены и использованы  математические зависимости, функцией которых  является  безразмерный  коэффициент  расхода  системы ,  при этом значения Lмакс и диаметрах  ГАФ. равного  1…2 мм, 2…3мм и 3…5 мм составила  190 мм., 250 мм. и 265 мм соответственно.
Полученные данные и математические зависимости о  закономерностях  течения  алюминиевых  матричных сплавов  в поровом пространстве, образованном армирующей фазой графита при вакуумной пропитке, будут использованы при разработке методов и  оптимизации технологических процессов  получения  литых армированных конструкций  на основе алюминиевых сплавов с использованием литья по газифицируемым моделям.