Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов
Приведены результаты опытно-промышленных испытаний нового способа литья под давлением отливок из частично закристаллизованного алюминиевого сплава АК7. Исследована структура слитков в камере прессования и отливках. Уровень прочности отливок после Т6 составил 285-300 МПа, при относительном удлинени...
Saved in:
| Published in: | Процессы литья |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114830 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов / В.П. Головаченко, Г.П. Борисов, В.М. Дука, А.Г. Вернидуб, Т.Г. Цир // Процессы литья. — 2011. — № 4. — С. 3-7. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-114830 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Головаченко, В.П. Борисов, Г.П. Дука, В.М. Вернидуб, А.Г. Цир, Т.Г. 2017-03-18T14:04:59Z 2017-03-18T14:04:59Z 2011 Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов / В.П. Головаченко, Г.П. Борисов, В.М. Дука, А.Г. Вернидуб, Т.Г. Цир // Процессы литья. — 2011. — № 4. — С. 3-7. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0235-5884 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114830 621.74.043:669.715 Приведены результаты опытно-промышленных испытаний нового способа литья под давлением отливок из частично закристаллизованного алюминиевого сплава АК7. Исследована структура слитков в камере прессования и отливках. Уровень прочности отливок после Т6 составил 285-300 МПа, при относительном удлинении − 3,7-4,0 %. Показаны преимущества нового способа литья. Наведено результати дослідно-промислових випробувань нового способу лиття під тиском виливків з частково закристалізованого алюмінієвого сплаву АК7. Досліджена структура зливків в камері пресування та у виливках. Рівень міцності виливків після Т6 склав 285-300 МПа, при відносному подовженні − 3,7-4,0 %. Показано переваги нового способу лиття. Results of test of experimental-industrial trials of a new die casting method of castings from partially solidified aluminium alloy АК7 are shown. Structure of ingots in a compression box and castings is explored. The strength level of castings after Т6 has made 285-300 MPa, at percent elongation − 3,7-4,0 %. Advantages of a new casting method are shown. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Процессы литья Новые методы и прогрессивные технологии литья Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов |
| spellingShingle |
Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов Головаченко, В.П. Борисов, Г.П. Дука, В.М. Вернидуб, А.Г. Цир, Т.Г. Новые методы и прогрессивные технологии литья |
| title_short |
Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов |
| title_full |
Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов |
| title_fullStr |
Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов |
| title_full_unstemmed |
Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов |
| title_sort |
эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов |
| author |
Головаченко, В.П. Борисов, Г.П. Дука, В.М. Вернидуб, А.Г. Цир, Т.Г. |
| author_facet |
Головаченко, В.П. Борисов, Г.П. Дука, В.М. Вернидуб, А.Г. Цир, Т.Г. |
| topic |
Новые методы и прогрессивные технологии литья |
| topic_facet |
Новые методы и прогрессивные технологии литья |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Процессы литья |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| description |
Приведены результаты опытно-промышленных испытаний нового способа литья под давлением отливок из частично закристаллизованного алюминиевого сплава АК7. Исследована
структура слитков в камере прессования и отливках. Уровень прочности отливок после Т6
составил 285-300 МПа, при относительном удлинении − 3,7-4,0 %. Показаны преимущества
нового способа литья.
Наведено результати дослідно-промислових випробувань нового способу лиття під тиском
виливків з частково закристалізованого алюмінієвого сплаву АК7. Досліджена структура зливків
в камері пресування та у виливках. Рівень міцності виливків після Т6 склав 285-300 МПа, при
відносному подовженні − 3,7-4,0 %. Показано переваги нового способу лиття.
Results of test of experimental-industrial trials of a new die casting method of castings from partially
solidified aluminium alloy АК7 are shown. Structure of ingots in a compression box and castings
is explored. The strength level of castings after Т6 has made 285-300 MPa, at percent elongation
− 3,7-4,0 %. Advantages of a new casting method are shown.
|
| issn |
0235-5884 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114830 |
| citation_txt |
Эффективный способ литья под давлением частично затвердевших алюминиевых сплавов / В.П. Головаченко, Г.П. Борисов, В.М. Дука, А.Г. Вернидуб, Т.Г. Цир // Процессы литья. — 2011. — № 4. — С. 3-7. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT golovačenkovp éffektivnyisposoblitʹâpoddavleniemčastičnozatverdevšihalûminievyhsplavov AT borisovgp éffektivnyisposoblitʹâpoddavleniemčastičnozatverdevšihalûminievyhsplavov AT dukavm éffektivnyisposoblitʹâpoddavleniemčastičnozatverdevšihalûminievyhsplavov AT vernidubag éffektivnyisposoblitʹâpoddavleniemčastičnozatverdevšihalûminievyhsplavov AT cirtg éffektivnyisposoblitʹâpoddavleniemčastičnozatverdevšihalûminievyhsplavov |
| first_indexed |
2025-11-27T05:41:41Z |
| last_indexed |
2025-11-27T05:41:41Z |
| _version_ |
1850802835972685824 |
| fulltext |
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2011. № 4 (88) 3
НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРОГРЕССИВНЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ
УДК 621.74.043:669.715
В. П. Головаченко, Г. П. Борисов, В. М. Дука,
А. Г. Вернидуб, Т. Г. Цир
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
ЭффЕКТИВНЫй СПОСОБ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
чАСТИчНО зАТВЕРДЕВшИХ АЛюМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Приведены результаты опытно-промышленных испытаний нового способа литья под давле-
нием отливок из частично закристаллизованного алюминиевого сплава АК7. Исследована
структура слитков в камере прессования и отливках. Уровень прочности отливок после Т6
составил 285-300 МПа, при относительном удлинении − 3,7-4,0 %. Показаны преимущества
нового способа литья.
Ключевые слова: литье под давлением, частично затвердевшие алюминиевые сплавы.
Наведено результати дослідно-промислових випробувань нового способу лиття під тиском
виливків з частково закристалізованого алюмінієвого сплаву АК7. Досліджена структура зливків
в камері пресування та у виливках. Рівень міцності виливків після Т6 склав 285-300 МПа, при
відносному подовженні − 3,7-4,0 %. Показано переваги нового способу лиття.
Ключові слова: лиття під тиском, частково закристалізовані алюмінієві сплави.
Results of test of experimental-industrial trials of a new die casting method of castings from partially
solidified aluminium alloy АК7 are shown. Structure of ingots in a compression box and castings
is explored. The strength level of castings after Т6 has made 285-300 MPa, at percent elongation
− 3,7-4,0 %. Advantages of a new casting method are shown.
Keywords: semisolid aluminium alloys, casting, ingots.
В промышленно развитых странах объем производства алюминиевых отливок
литьем под давлением (ЛПД) составляет 60-70 % от общего объема.
Отливки, изготовленные традиционным способом ЛПД, в той или иной степени
поражены газовыми раковинами, что снижает их потребительские свойства (осо-
бенно герметичность), а также затрудняет или делает невозможным проведение
упрочняющей термической обработки из-за образования на поверхности «вздутий»,
вызванных термическим расширением подкорковых газов.
Открытие явления тиксотропии в алюминиевых сплавах коренным образом
улучшило качество отливок [1].
4 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2011. № 4 (88)
Новые методы и прогрессивные технологии литья
Приоритетные исследования в области литья под давлением алюминиевых спла-
вов в «кашеобразном» состоянии были проведены А. Д. Зуевым [2].
В Физико-технологическом институте металлов и сплавов НАН Украины раз-
работан новый способ суспензионного литья алюминиевых сплавов ЛПД, суть
которого состоит [3]:
− в предварительной роторной обработке дозы алюминиевого расплава в пред-
кристаллизационной области температур с последующей заливкой и выдержкой
расплава непосредственно в камере прессования машины литья под давлением
для формирования суспензии с глобулярной морфологией первичных кристаллов
алюминиевого α-твердого раствора и заданной долей твердой фазы;
− в операции заполнения пресс-формы, подготовленной металлической су-
спензией.
Такая схема процесса позволяет использовать металлическую суспензию с высо-
ким (до 40-50 %) содержанием твердой фазы, что особенно важно в производстве
толстостенных отливок.
По мнению разных исследователей [4, 5] необходимым условием перехода от
дендритной кристаллизации к недендритной является создание множества центров
кристаллизации.
Роторная обработка расплава в предкристаллизационной области температур
обеспечивает переохлаждение поверхностных слоев, примыкающих к ротору, и тем
самым генерирует множество центров кристаллизации. Как показало гидромодели-
рование процесса [6], в поверхностном слое толщиной 8-10 мм под воздействием
роторной обработки (n = 88 об/мин) циркулируют потоки, скорость которых со-
ставляет 6 м/с.
Опытно-промышленную проверку нового способа проводили в заводских усло-
виях ВАТ «ЛТАВА» и Вишневского литейно-механического завода объединения
«АРТЕМ».
Методом термического многофункционального анализа [7] определяли химиче-
ский состав сплава и температуру стояния ликвидуса.
С целью выявления эффективности роторной обработки расплава сначала прово-
дили анализ структуры полуцилиндрических слитков, полученных при затвердевании
в камере машины литья под давлением без прессования. Микроструктура алюми-
ниевых слитков, изготовленных из исходного сплава АК7 в полости камеры прес-
сования диаметром 40 мм без наложения давления, является типично дендритной,
рис. 1, а. В центральной части сечения слитка длина крупных дендритов α-твердого
раствора алюминия достигает 0,8-1,0 мм, а дендритный параметр – 40 мкм.
Из обработанного ротором расплава получены слитки с недендритной структурой
α-твердого раствора алюминия (рис. 1, б-г), дифференцированную в радиальном
направлении. В открытой части слитка (в зоне наименьшего теплоотвода) структура
приобретает морфологию глобул и розеток размером 20-80 мкм. При этом в средней
части слитка появляются дендритные кристаллы. В контактном слое (в условиях
наибольшего теплоотвода) структура приобретает мелкодисперсный дендритный
характер (с дендритным параметром 10-15 мкм) с небольшой долей дендритных и
розеточных кристаллов меньшей дисперсности. Однако это характерно только для
литейной корочки толщиной 200-400 мкм.
Как следует из рис. 2, в отливках кронштейн, изготовленных из суспензии,
содержащей около 30 % твердой α-фазы, получена смешанная структура алюми-
ниевого α-твердого раствора с размерами первичных глобулей 50-60 и 20-25 мкм.
В структуре корпуса газовой горелки наблюдаются в основном розеткоподобные
кристаллы алюминиевого α-твердого раствора порядка 80-120 мкм с размером
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2011. № 4 (88) 5
Новые методы и прогрессивные технологии литья
вторичных ответвлений – 10-16 мкм. Такой характер структуры связан с меньшей
долей твердой α-фазы (около 10 %) в металлической суспензии в момент прессо-
вания и дальнейшей кристаллизации отливки.
Низкий перегрев расплава на 20-25 оС ускоряет процесс формирования ме-
таллической суспензии. Так, при начальной температуре расплава 622 оС процесс
роторной обработки в надликвидусной
области температур составил 4 с. Об-
щее время приготовления суспензии,
с учетом времени заливки расплава в
камеру прессования и технологической
выдержки в ней, составило 6-8 с для
массы металла 0,42 кг.
Уровень механических свойств пло-
ских образцов длиной 5х120 мм, выре-
занных из отливки «кронштейн», после
термообработки по режиму Т6 соста-
вил: предел прочности – 285-300 МПа,
относительное удлинении – 3,7-4,0 %.
Новый ускоренный процесс литья
частично закристаллизованных алю-
миниевых сплавов обладает рядом
преимуществ:
− отливки не имеют видимой газовой
пористости, что позволяет проводить
их термоупрочняющую обработку (Т5,
Т6);
− выход герметичных отливок газо-
вой аппаратуры составил 100 % при
испытании давлением сжатого воздуха
0,2 МПа;
− в процессе роторной обработки в
надликвидусной области температур
расплав не налипает на стенки мерного
ковша и активатор, что стабилизирует
процесс его заливки в камеру прессо-
вания;
− формирование суспензии с гло-
булярной морфологией первичных
кристаллов α-фазы осуществляется
непосредственно в камере прессова-
ния машины литья под давлением, что
упрощает процесс и позволяет в широ-
ких пределах регулировать содержание
твердой фазы в суспензии;
− вследствие уменьшения тепло-
вой нагрузки и эрозионного действия
«низкотемпературной» струи жидко-
твердого сплава стойкость пресс-форм
а
б
в
г
Рис. 1. Микроструктура слитков из сплава
АК7, полученных гравитационной заливкой в
камере прессования машины литья под дав-
лением без обработки (а) и после роторной
обработки, n = 800 об/мин (б-г): б – верхняя
часть слитка, формирование которой осущест-
влялось при атмосферных условиях; в – сред-
няя часть слитка; г – зона контакта
6 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2011. № 4 (88)
Новые методы и прогрессивные технологии литья
может быть повышена на 15-20 % при одновременном снижении расхода смазки
на 20-25 %;
− использование частично затвердевших сплавов приводит к уменьшению усадки
отливок, что в свою очередь способствует повышению точности их изготовления и
снижению литейных уклонов.
1. Флемингс М., Мехрабион Р. Литье полутвердого металла // 40-й Международный кон-
гресс литейщиков. – М.: НИИмаш, 1975. – Ч. 1. – С. 36-45.
Рис. 2. Фото и микроструктура алюминиевых отливок «кронштейн» массой 0,87 кг (а) и
корпус газовой горелки массой 0,05 кг (б), полученных по новой технологии на машинах
литья под давлением мод. 711А09 и 711А08 соответственно
а
б
1 2
3 4
5 6
1
6
43
2
5
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2011. № 4 (88) 7
Новые методы и прогрессивные технологии литья
2. Зуев А. Б. К истории процесса литья в твердожидком состоянии // Литейн. пр-во. – 2003.
− № 4. – С. 20-22.
3. Пат. 85981 Украина, С2. Спосіб тиксолиття виливка / В. П. Головаченко, Г. П. Борисов,
В. М. Дука. – Опубл. 10.03.2009, Бюл. № 5.
4. Добаткин В. И., Эскин Г. И. Закономерности модифицирования и недендритной кристал-
лизации легких сплавов // Процессы литья. – 1992. – № 1. – С. 31-32.
5. Kaufmann Н., Fragner W., Uggowitzer P. Influence of Variations in Alloy Composition on Castabi-
lity and Process Stability. Semi-solid Casting Processes // International Journal of Cast Me-
tals Research. − 2005. − Vol. 18, № 5. − P. 279-283.
6. Гидромоделирование процесса виброциркуляционной обработки алюминиевых сплавов и
ее влияние на структуру и свойства отливок / В. П. Головаченко, Г. П. Борисов, Н. П. Исайче-
ва и др. // Процессы литья. – 2004. − № 1. – С. 30-33.
7. Смульский А. А., Семенченко А. И., Елов С. М. Термический анализ алюминиевых сплавов
// Процессы литья. − 2002. − № 1. − С. 10-16.
Поступила 18.04.2011
УДК 621.74.047
Е. И. Марукович, В. ф. Бевза, В. П. Груша
Институт технологии металлов НАН Беларуси, Могилев
НАМОРАжИВАНИЕ – НОВЫй ЭффЕКТИВНЫй МЕТОД
ЛИТЬЯ ВЫСОКОКАчЕСТВЕННЫХ зАГОТОВОК
Представлены преимущества нового метода производства полых заготовок из чугуна. Рас-
смотрены тепловое состояние кристаллизатора при циклических температурных воздействи-
ях на его внутреннюю поверхность, затвердевание отливки и структурообразование чугуна
в условиях интенсивного одностороннего теплоотвода. Приведены сравнительные данные
по свойствам и эксплуатационным характеристикам деталей, полученных различными спо-
собами литья, а также техническая характеристика литейного оборудования.
Ключевые слова: чугун, кристаллизатор, направленное затвердевание (намораживание),
отливка, тепловой поток, свойства.
Подана перевага нового методу виробництва порожнистих заготовок з чавуну. Розгляну-
то тепловий стан кристалізатора при циклічних температурних діяннях на його внутрішню
поверхню, твердіння виливки та структуроутворення чавуну в умовах інтенсивного одно-
стороннього тепловідводу. Наведено порівняльні дані по властивостям та експлуатаційним
характеристикам деталів, які отримані різними способами лиття, а також технічні характе-
ристики ливарного обладнання.
Ключові слова: чавун, кристалізатор, спрямоване затвердіння (наморожування), виливка,
тепловий потік, властивості.
Advantages of new method of manufacture of hollow billets of cast iron are presented. Thermal
condition of crystallizer at iterative temperature influences on its internal surface, solidification of
casting and structurization of cast iron in the conditions of intensive unilateral heat sink are examined.
Comparative data on properties and operational characteristics of the details obtained by various
methods of casting are shown. The technical characteristic of foundry equipment is presented.
Keywords: cast iron, crystallizer, directional solidification (freezing-up), casting, heat current,
properties.
|