Ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах
The constant growth of requirements for the quality and properties of cast aluminum alloys contributes to the increasing use in foundry technology of physical methods of external influence on the process of casting formation. Of particular interest is the casting in sand molds, as the most versatile...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/83 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471931491745792 |
|---|---|
| author | Калюжний, П. Б. Дорошенко, В. C. |
| author_facet | Калюжний, П. Б. Дорошенко, В. C. |
| author_sort | Калюжний, П. Б. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-09T07:23:37Z |
| description | The constant growth of requirements for the quality and properties of cast aluminum alloys contributes to the increasing use in foundry technology of physical methods of external influence on the process of casting formation. Of particular interest is the casting in sand molds, as the most versatile way to obtain shaped castings with complex geometry. In this regard, the article analyzes the modern foundry methods of influencing the structure of castings and crystallization process of aluminum alloys in sand molds. The introduction of additive technologies in foundry production has prompted the study of the influence of the geometry of sand molds made by 3D printing on the process of casting formation. It is determined that the use of skeletal, ribbed shell or multilayer molds allows to control the processes of casting solidification. A fundamentally new foundry method is ablation casting, the essence of which is to erode sand by water jets and rapid cooling of the solidifying casting. The study of this method shows that the rapid cooling of the casting by water jets contributes to the refinement of the microstructure components of aluminum alloys, and, accordingly, the increasing of their mechanical properties. Methods of increasing the properties of aluminum alloys during lost foam casting are becoming widespread. Thus, the application of pressure on the solidifying metal contributes to the refinement of the microstructure of aluminum alloys and increase their strength, ductility and hardness, reducing the porosity of castings. The use of vibration contributes not only to the refinement of microstructural components, but also to changes of their morphology. Mechanical vibration significantly increases the mechanical properties and density of aluminum alloys during lost foam casting. The use of aerodynamic cooling at the stage of casting solidification shows that in the aluminum alloy the size of dendritic cells decreases by 1.5–1.8 times, the size of eutectic silicon decreases by 1.3–1.6 times and the length iron intermetallic needles decreases by 1.4–1.8 times compared to castings obtained by traditional lost foam casting technology. The latter methods are the most promising for controlling the process of metal crystallization during lost foam casting, as the most universal method of manufacturing complex cast parts from aluminum alloys. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:22Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-83 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:22Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-832023-06-09T07:23:37Z Foundry methods of influencing the structure formation of castings and crystallization process of aluminum alloys in sand molds Ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах Калюжний, П. Б. Дорошенко, В. C. aluminum alloy sand mold cooling rate 3D printing aerodynamic cooling lost foam casting алюмінієвий сплав піщана форма швидкість охолодження 3D-друк аеродинамічне охолодження лиття за моделями, що газифікуються The constant growth of requirements for the quality and properties of cast aluminum alloys contributes to the increasing use in foundry technology of physical methods of external influence on the process of casting formation. Of particular interest is the casting in sand molds, as the most versatile way to obtain shaped castings with complex geometry. In this regard, the article analyzes the modern foundry methods of influencing the structure of castings and crystallization process of aluminum alloys in sand molds. The introduction of additive technologies in foundry production has prompted the study of the influence of the geometry of sand molds made by 3D printing on the process of casting formation. It is determined that the use of skeletal, ribbed shell or multilayer molds allows to control the processes of casting solidification. A fundamentally new foundry method is ablation casting, the essence of which is to erode sand by water jets and rapid cooling of the solidifying casting. The study of this method shows that the rapid cooling of the casting by water jets contributes to the refinement of the microstructure components of aluminum alloys, and, accordingly, the increasing of their mechanical properties. Methods of increasing the properties of aluminum alloys during lost foam casting are becoming widespread. Thus, the application of pressure on the solidifying metal contributes to the refinement of the microstructure of aluminum alloys and increase their strength, ductility and hardness, reducing the porosity of castings. The use of vibration contributes not only to the refinement of microstructural components, but also to changes of their morphology. Mechanical vibration significantly increases the mechanical properties and density of aluminum alloys during lost foam casting. The use of aerodynamic cooling at the stage of casting solidification shows that in the aluminum alloy the size of dendritic cells decreases by 1.5–1.8 times, the size of eutectic silicon decreases by 1.3–1.6 times and the length iron intermetallic needles decreases by 1.4–1.8 times compared to castings obtained by traditional lost foam casting technology. The latter methods are the most promising for controlling the process of metal crystallization during lost foam casting, as the most universal method of manufacturing complex cast parts from aluminum alloys. Постійне зростання вимог до якості і властивостей литих алюмінієвих сплавів сприяє все більш широкому використанню в ливарних технологіях фізичних методів зовнішнього впливу на процес формування виливків. Особливий інтерес представляє лиття в піщані форми, як найбільш універсальний спосіб одержання фасонних виливків з комплексною геометрією. У зв’язку з чим у статті проведено аналіз сучасних ливарних методів впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах. Впровадження адитивних технологій в ливарне виробництво спонукало дослідженню впливу геометрії піщаних форм, виготовлених за допомогою 3D-друку, на процес формування виливка. Визначено, що застосування скелетних, ребристих, оболонкових чи багатошарових ливарних форм дозволяє керувати процесами тверднення виливка. Принципово новим ливарним методом є абляційне лиття, суть якого полягає у розмиванні струменями води піщаної форми та швидкому охолодженні тверднучого виливка. Вивчення даного методу показує, що швидке охолодження водяними струменями виливка сприяє подрібненню складових мікроструктури алюмінієвих сплавів, і, відповідно, зростанню їх механічних властивостей. Набувають поширення методи підвищення властивостей алюмінієвих сплавів при литті за моделями, що газифікуються. Так, накладення тиску на тверднучий метал сприяє подрібненню мікроструктури алюмінієвих сплавів та зростанню їх міцності, пластичності та твердості, зменшенню пористості виливків. Застосування вібрації сприяє не тільки подрібненню мікроструктурних складових, а і зміні їхньої морфології. Механічна вібрація значно підвищує механічні властивості та щільність алюмінієвих сплавів при литті за моделями, що газифікуються. Застосування аеродинамічного охолодження на стадії тверднення виливка показує, що в алюмінієвому сплаві зменшується в 1,5–1,8 рази розмір дендритних комірок, в 1,3–1,6 рази – розмір евтектичного кремнію, в 1,4–1,8 рази – довжина голок інтерметаліду заліза порівняно з виливками, одержаними за традиційною технологією лиття за моделями, що газифікуються. Останні методи є найбільш перспективними для керування процесом кристалізації металу при литті за моделями, що газифікуються, як найбільш універсального способу виготовлення складнопрофільних литих деталей із алюмінієвих сплавів. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-09 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/83 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 29 No. 4 (2021): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 29 № 4 (2021): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/83/83 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | алюмінієвий сплав піщана форма швидкість охолодження 3D-друк аеродинамічне охолодження лиття за моделями що газифікуються Калюжний, П. Б. Дорошенко, В. C. Ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах |
| title | Ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах |
| title_alt | Foundry methods of influencing the structure formation of castings and crystallization process of aluminum alloys in sand molds |
| title_full | Ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах |
| title_fullStr | Ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах |
| title_full_unstemmed | Ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах |
| title_short | Ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах |
| title_sort | ливарні методи впливу на структуроутворення виливків і процес кристалізації алюмінієвих сплавів у піщаних формах |
| topic | алюмінієвий сплав піщана форма швидкість охолодження 3D-друк аеродинамічне охолодження лиття за моделями що газифікуються |
| topic_facet | aluminum alloy sand mold cooling rate 3D printing aerodynamic cooling lost foam casting алюмінієвий сплав піщана форма швидкість охолодження 3D-друк аеродинамічне охолодження лиття за моделями що газифікуються |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/83 |
| work_keys_str_mv | AT kalûžnijpb foundrymethodsofinfluencingthestructureformationofcastingsandcrystallizationprocessofaluminumalloysinsandmolds AT dorošenkovc foundrymethodsofinfluencingthestructureformationofcastingsandcrystallizationprocessofaluminumalloysinsandmolds AT kalûžnijpb livarnímetodivplivunastrukturoutvorennâvilivkívíproceskristalízacííalûmíníêvihsplavívupíŝanihformah AT dorošenkovc livarnímetodivplivunastrukturoutvorennâvilivkívíproceskristalízacííalûmíníêvihsplavívupíŝanihformah |