Розробка та впровадження технології виготовлення якісних виливків з переплаву відходів алюмінієвих деформуємих сплавів - Автореферат

Національна металургійна академія України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРозроблено технологію плавки і виробництва виливків з нових сплавів, що вперше включає в себе дуплекс-процес: роторна піч-піч опору з наступним заливанням у кокіль. Розроблена технологія дозволяє зменшити брак виливків по ливарним дефектам на 5?10% та підвищити якість литих заготовок. Ключові слова: ливарне виробництво, сплави алюмінію, що деформуються, кристалізація, легування, технологічні властивості. Разработан новый химический состав литейных сплавов системы Al-Si-Mg с условной маркой АК5Мг3 и АК10Мг3, полученных переплавом из отходов и лома деформируемых сплавов. Для сплава АК5Мг3 установлено, что с повышением содержания Si в пределах 4,5е6,5 %, Mn 0,4е1,1 % и Mg 3,0е4,0 % возрастает значение предела прочности при разрыве до 170 МПА и твердости до 656 НВ, значение величины относительного удлинения при этом достигает значения 0,94 %.Це повязано не тільки з ростом випуску первинного алюмінію та у звязку зі збільшенням відходів і брухту, але й тим, що сучасна техніка дозволяє виготовляти вторинні алюмінієві сплави, що не поступаються по якості сплавам того ж складу з первинного алюмінію. Між хімічними складами тих чи інших аналогічних сплавів є розходження лише в трохи підвищених допусках на вміст окремих домішок у вторинних сплавах. Однак при використанні для плавки сучасних плавильних агрегатів і оптимальних технологічних процесів плавки можна забезпечити виробництво з вторинних сплавів литих виробів, що не поступаються по якості виливкам, виготовленим із первинних металів. Установити границі вмісту легуючих елементів в експериментальних сплавах. Методи дослідження: стандартні методи кристалографічного аналізу матеріалу виливків, фізико-хімічні методи досліджень (диференційно-термічний аналіз, визначення швидкості корозії та ін.), стандартні методики визначення механічних та ливарних властивостей алюмінієвих сплавів (спіральна та пруткова проби та ін.), статистичні методи обробки експериментальних даних за допомогою ЕОМ для побудови математичних моделей, які з урахуванням впливу основних легуючих елементів описують закономірності кристалізації експериментальних сплавів та оцінки критеріїв їх адекватності.Визначення критичних точок сплавів методом диференційного термічного аналізу, показало наступні результати. Для сплаву АК5Мг3: температура ліквідус сплаву (Тлікв) складає 617°С, а температура солідус (Тсол)-578°С. Для сплаву АК10Мг3: температура ліквідус сплаву (Тлікв) складає 590°С, а температура солідус (Тсол)-584°С. Отже сплави мають малий інтервал кристалізації: сплав АК5Мг3 - DTKP”39°С ; сплав АК10Мг3 - DTKP”6°С, що забезпечує більш високу рідкотекучість, меншу схильність до утворення тріщин і усадкової шпаристості.У дисертації наведено нове рішення актуальної науково - технічної задачі, що полягає в розробці науково обґрунтованої технології виробництва якісних виливків з переплаву відходів алюмінієвих деформуємих сплавів. Уперше встановлено, що в сплавах утворюються багатофазні евтектики на основі a-Al і b-Si що включають інтерметалідні фази, які містять Al, Si, Fe, Mn. Розроблено математичні моделі, що отримані з використанням повного факторного експерименту, які з урахуванням впливу основних легуючих елементів описують закономірності кристалізації одержаних в роботі сплавів системи Al-Si-Mg. Визначені границі вмісту легуючих елементів в цих сплавах, що дозволяє підвищити механічні властивості на 10е15%, ливарні властивості - на 5е10% та корозійну стійкість на 30е50% у порівнянні зі сплавами АК9 та АК12. Експериментально встановлено, що дослідні сплави мають малий інтервал кристалізації: сплав АК5Мг3 - DTKP”39°С ; сплав АК10Мг3 - DTKP”6°С, що забезпечує більш високу рідкотекучість, меншу схильність до утворення тріщин і усадкової шпаристості, це дозволяє спростити схему технологічного процесу одержання виливків і зменшити брак литва.