Калюжний П.Б.

(СНУ ім. В.Даля, м. Сєвєродонецьк)

ОДЕРЖАННЯ ВИЛИВКІВ ЛИТТЯМ ЗА МОДЕЛЯМИ, ЩО ГАЗИФІКУЮТЬСЯ, З АЕРОДИНАМІЧНИМ ПЕРЕМІЩЕННЯМ ФОРМУВАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ У КОНТЕЙНЕРІ

Спосіб лиття за моделями, що газифікуються, дозволяє отримувати виливки будь-якої конфігурації та високої точності, але при цьому їхні механічні властивості (зокрема, для алюмінієвих сплавів) нижчі, ніж у отриманих в металевих формах. Рішенням даної проблеми є інтенсифікація теплообміну виливка з формувальним наповнювачем на стадії кристалізації та охолодження виливка. Запропонований в патенті 97151 України спосіб ґрунтується на тому, що охолодження виливка у формі проводять у псевдозрідженому шарі наповнювача, який створюється за рахунок рівномірного продування повітрям або газом у вертикальному напрямі. Даних, які описували б вплив такого способу на формування структури виливків, в літературі не було знайдено. Тому основним завданням даної роботи було визначити вплив аеродинамічного переміщення формувального матеріалу на мікроструктуру і механічні властивості виливків із алюмінієвого сплаву.

Промисловий виливок «корпус тормозного крану» виготовляли литтям за моделями, що газифікуються, зі сплаву АК9. Охолодження виливків проводили за різними технологіями – без впливу та з аеродинамічним переміщенням піску при об’ємних витратах повітря 0,002 і 0,003 м³/с. При чому пісок приводили в псевдозріджений стан на стадії тверднення виливка, коли утворилася поверхнева кірка металу і основний об’єм металу ще не кристалізувався.

Для вивчення мікроструктури сплаву з різних частин виливка були вирізані заготовки, з яких виготовили шліфи. Аналізуючи структури отриманих виливків було визначено, що найдрібніша структура спостерігається у виливках, отриманих при охолодженні в псевдозрідженому шарі з більшими витратами повітря.

Результати виміру мікроструктурних складових у різних перетинах виливків свідчать про те, що аеродинамічне переміщення піску в контейнері на етапі кристалізації виливка дозволяє зменшити розмір дендритної комірки в 1,5-1,8 рази, розмір евтектичних виділень кремнію в 1,4-1,6 рази, довжину голок інтерметаліду заліза в 1,4-2,0 рази в порівнянні з виливками, отриманими за базовою технологією. Причому в товстих перетинах спостерігається більш істотне подрібнення мікроструктури, завдяки чому відбувається вирівнювання мікроструктури в різних перетинах виливка.

Для вивчення механічних властивостей сплаву були відлиті заготовки при тих же умовах, що і виливки. За стандартними методиками були визначені тимчасовий опір розриву, відносне видовження та твердість сплаву, результати виміру яких наведені в таблиці.

Результати дослідів дозволяють стверджувати, що аеродинамічне переміщення формувального матеріалу у контейнері дозволяє підвищити межу міцності і пластичність сплаву на 30-50%, твердість – на 15-20%.