Розмір шрифту: 

Виготовлення виливків способом литтям на тверду заготовку передбачає ряд проблем – такі як незмочуваність з наступними проблемами, які витікають. Незмочуваність твердої металевої заготовки відбувається за рахунок отримання окисненого шару заготовки з утворенням окисних плівок, які мають високі температури плавлення і мають властивість захищати метал від подальшого окиснення. Такий ефект добре захищає вироби під час експлуатації деталі, і погано при хімічному, термічному, механічному з’єднанні твердої заготовки з розплавом. Велика кількість дослідників вивчає проблему виготовлення біметалевих виливків [1-5]. Однак мало інформації в літературних джерелах щодо біметалевих виливків зі сталі та алюмінію із стабільним бездефектним перехідним шаром, а якщо отримують то це, як правило лабораторний спосіб. Однак у роботі [1] проведено дослідження по з’єднанню алюмінієвого сплаву зі сталевою заготовкою трьома способами оброблення твердої заготовки. Циліндричні сталеві вставки обробляли з використанням різних методів оброблення поверхні: алюмінієве гаряче занурення, нанесення модифікатора поверхні та модифікатора поверхні + алюмінування. Виливки без оброблення поверхні були виготовлені за тих же експериментальних умов. Технології оброблення поверхні наступні:
а) гаряче алюмінування: циліндричні сталеві вставки занурювали в розплав алюмінієвого сплаву ZL114A при 780 ºC протягом 200 с. Потім сталеві вставки швидко поміщали всередину металевої форми для заливання;
б) модифікатор поверхні покриття: циліндричні сталеві вставки занурювали в розчин хлориду амонію при 80 ºC протягом 600 с з наступним сушінням при 120 ºC. Сталеві вставки розміщували всередині металевої форми для заливання;
в) модифікатор поверхні + алюмінування: спочатку обробляли циліндричні сталеві вставки з використанням технології (б), а потім за технологією (а).
Аналіз отриманих зразків дозволив зробити наступні висновки.
Технологія алюмінування трохи покращла з’єднання у біметалевому виливку порівняно з необробленими виливками, де спостерігався зазор на межі розділу, що призводило до поганого з’єднання шарів.
Нанесення модифікатора поверхні покриття покращило несумісні з’єднання між сталлю та алюмінієм, а зазор на межі розділу значно зменшився. Результати дифузії елементів вказують на механічне зчеплення між сталлю і алюмінієм.
Нанесення модифікатора поверхні у поєднанні з алюмінуванням сприяє змочуванню та покращанню якості з’єднання.
Металографічний аналіз показав [1], що поєднання двох технологій дозволяє отримувати бездефектний перехідний шар.
Загальними недоліками більшості технологій виготовлення двошарових виливків є необхідність попередньої підготовки металевої вставки або виплавляння різних сплавів, що потребує двох плавильних агрегатів. Крім того реалізація такої технології у виробництві потребує чіткої синхронізації процесів виплавляння сплавів та їх заливання.
Аналіз літературних джерел дозволяє нам розширити можливості пошуку різноманітних модифікаторів з метою отримання різнорідних біметалевих виливків різного функціонального призначення.
В подальшому цей напрямок дослідження потребує розвитку для зменшення витрат на оброблення металевої вставки.

Література:
1. Jiang, Wenming, Fan, Zitian, Li, Chi, Improved steel/aluminum bonding in bimetallic castings by a compound casting process.Journal of Materials Processing Technology http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2015.06.032
2. Bouche´, K., Barbier, F., Coulet, A., 1998. Intermetallic compound layer growth between solid iron and molten aluminium. Mater. Sci. Eng. A 249, 167-175.
3. Bouayad, A., Gerometta, Ch., Belkebir, A., Ambari, A., 2003. Kinetic interactions between solid iron and molten aluminium. Mater. Sci. Eng. A 363, 53-61.
4. Hajjari, E., Divandari, M., Razavi, S.H., Homma, T., Kamado, S., 2012. Microstructure Characteristics and Mechanical Properties of Al 413/Mg Joint in Compound Casting Process. Metall. Mater. Trans. A 43A, 4667-4677.
5. Liu, Y., Bian, X.F., Zhang, K., Yang, C.C., Feng, L., Kim, H.S., Guo, J., 2014. Interfacial microstructures and properties of aluminum alloys/galvanized low-carb on steel under high-pressure torsion. Mater. Des. 64, 287-293.