Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов
Приведены результаты исследований по влиянию разных способов газофлюсовой обработки сплавов на структуру и свойства отливок.
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Металл и литье Украины |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/159729 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов / В.Л. Найдек, А.В. Наривский, Н.С. Пионтковская, В.В. Федоров // Металл и литье Украины. — 2014. — № 9. — С. 9-12. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-159729 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1597292019-10-13T01:25:49Z Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов Найдек, В.Л. Наривский, А.В. Пионтковская, Н.С. Федоров, В.В. Приведены результаты исследований по влиянию разных способов газофлюсовой обработки сплавов на структуру и свойства отливок. Наведено результати досліджень впливу різних способів газофлюсової обробки сплавів на структуру та властивості відливок. The results of investigation concerns the effect of different methods of the gas-flux treatment of alloys on the structure and properties of castings were presented. 2014 Article Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов / В.Л. Найдек, А.В. Наривский, Н.С. Пионтковская, В.В. Федоров // Металл и литье Украины. — 2014. — № 9. — С. 9-12. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/159729 669.715:669-154:620.192.3 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Приведены результаты исследований по влиянию разных способов газофлюсовой обработки сплавов на структуру и свойства отливок. |
| format |
Article |
| author |
Найдек, В.Л. Наривский, А.В. Пионтковская, Н.С. Федоров, В.В. |
| spellingShingle |
Найдек, В.Л. Наривский, А.В. Пионтковская, Н.С. Федоров, В.В. Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов Металл и литье Украины |
| author_facet |
Найдек, В.Л. Наривский, А.В. Пионтковская, Н.С. Федоров, В.В. |
| author_sort |
Найдек, В.Л. |
| title |
Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов |
| title_short |
Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов |
| title_full |
Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов |
| title_fullStr |
Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов |
| title_full_unstemmed |
Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов |
| title_sort |
влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/159729 |
| citation_txt |
Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и свойства отливок из алюминиевых сплавов / В.Л. Найдек, А.В. Наривский, Н.С. Пионтковская, В.В. Федоров // Металл и литье Украины. — 2014. — № 9. — С. 9-12. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT najdekvl vliâniegazoflûsovojobrabotkirasplavanastrukturuisvojstvaotlivokizalûminievyhsplavov AT narivskijav vliâniegazoflûsovojobrabotkirasplavanastrukturuisvojstvaotlivokizalûminievyhsplavov AT piontkovskaâns vliâniegazoflûsovojobrabotkirasplavanastrukturuisvojstvaotlivokizalûminievyhsplavov AT fedorovvv vliâniegazoflûsovojobrabotkirasplavanastrukturuisvojstvaotlivokizalûminievyhsplavov |
| first_indexed |
2025-07-14T12:19:39Z |
| last_indexed |
2025-07-14T12:19:39Z |
| _version_ |
1837624804996284416 |
| fulltext |
9МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (256) ’2014
ковом (~7,5 л/мин) расходе аргона. После каждого
способа обработки металл выстаивали 12 мин в печи
и заливали его в кокили.
В процессе обработки активатором сплав вблизи
диска получает вращательное движение и перемеща-
ется в радиальном направлении, а в жидком металле
над диском образуется воронка (рис.1, б). С момента,
когда воронка достигает диска и его поверхность ос-
вобождается от металла, в глубину ванны из печной
атмосферы поступает аргон и дробится на пузырьки.
В образующиеся пузырьки аргона переходит из рас-
плава водород и вместе с ним выносится на поверх-
ность ванны. При этом из сплава удаляются также
оксидные включения за счет флотации их газовыми
Схемы обработки жидкого металла: а – скоростными струями аргона (ис-
ходное положение); б – дисковым активатором (при рафинировании)
Рис. 1.
К
ачественные литые изделия могут быть полу-
чены путем наиболее эффективной обработки
сплавов, позволяющей интенсифицировать вза-
имодействие газовых, жидких и твердых фаз с
расплавом. С учетом этого, разработаны процессы
рафинирования и модифицирования сплавов, осно-
ванные на глубинной обработке расплава холодны-
ми или высокотемпературными реагентами. В рабо-
те показано влияние разных способов газофлюсовой
обработки металла на структуру и свойства алюми-
ниевых отливок.
Исследования проводили на алюминиевых сплавах
АК 7 (ДСТУ 2839-94), для плавки которых использова-
ли чушку одной партии. Сплавы обрабатывали раз-
ными способами. В жидкий металл
замешивали колокольчиком рас-
плавленный флюс (%мас.: 35 NaCl;
25 KCl; 30 NaF; 10 Na3AlF6) в коли-
честве 0,3 % от массы сплава. Та-
кое же количество флюса предва-
рительно вводили колокольчиком в
сплавы и продували их одной плаз-
менной или 3-мя скоростными арго-
новыми струями. Холодный аргон
при скоростной продувке сплавов
подавали в глубину металла через
три горизонтальные сопла (рис.1, а)
под избыточным давлением в фур-
ме 0,35 МПа. Также в расплав за-
мешивали аргон вращающимся
(400-420 об/мин) активатором, вы-
полненным в виде диска с диаме-
тральными пазами глубиной 2 мм
на нижней поверхности (рис.1, б).
Кроме этих способов сплав проду-
вали смесью высокотемпературно-
го аргона с парами флюса.
Газофлюсовую обработку спла -
вов массой 60 кг проводили при
постоянной температуре ~720 °С
в печи сопротивления, а диско-
вым активатором – в индукцион-
ной установке на базе ИСТ-016.
Продувку сплавов холодными или
плазменными струями осущест-
вляли в течение 8 мин при одина-
УДК 669.715:669-154:620.192.3
В. Л. Найдек, А. В. Наривский, Н. С. Пионтковская, В. В. Федоров
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
Влияние газофлюсовой обработки расплава на структуру и
свойства отливок из алюминиевых сплавов
Приведены результаты исследований по влиянию разных способов газофлюсовой обработки сплавов на
структуру и свойства отливок.
Ключевые слова: сплав, газофлюсовая обработка, продувка расплава, холодная и плазменная струя,
дисковый активатор, размер зерна, структура и свойства отливок
а б
10 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (256) ’2014
Значительное влияние на структуру в отливках
оказывают плазмореагентные воздействия на спла-
вы. Так, после продувки плазменной струей флю-
сованного металла (вариант 7) диспергируются и
равномерно распределяются в сплаве все струк-
турные составляющие (рис. 3, б). Средний размер
пузырьками. На поверхности металла газовые пу-
зырьки разрушаются и водород из них, плотность ко-
торого в 20 раз меньше аргона, поднимается вверх
и уходит через отводящую трубку в атмосферу. На-
гретый до температуры металла аргон при этом оста-
ется над ванной и замешивается активатором в рас-
плав повторно. При многократном замешивании ар-
гона интенсифицируется массоперенос водорода из
расплава в пузырьки нагретого газа, меньше охлаж-
дается металл при рафинировании. Высокотемпе-
ратурную смесь аргона с парами флюса вводили в
расплав плазмотроном (рис. 2). В прикатодную зону
засыпали 0,05 кг флюса, включали плазмотрон и по-
гружали его в расплав. В процессе обработки сплава
флюс нагревался плазменной дугой и испарялся. Па-
ры флюса вместе с высокотемпературным аргоном
поступали в расплав через боковые отверстия и соп-
ло во вставке 5 (рис. 2) со скоростью более 250 м/с. В
результате этого плазмопаровая смесь диспергиро-
валась с образованием в жидкометаллической ванне
развитой поверхности взаимодействия фаз.
Газофлюсовые воздействия на расплав, в зави-
симости от способа обработки, оказывают разное
влияние на структуру и свойства сплавов (таблица).
После обычного флюсования расплава (вариант 2)
средний размер зерна в закристаллизованном спла-
ве уменьшается на 35 % (от 2,6 до 1,7 мм). Предел
прочности на разрыв литого металла при этом уве-
личивается на 10 %, пластичность – на 35 по срав-
нению с исходным сплавом. Незначительные изме-
нения в структуре сплавов после такой обработки
можно объяснить неравномерным распределением
в расплаве флюса при замешива-
нии его колокольчиком. Это под-
тверждается тем, что после про-
дувки скоростными струями арго-
на предварительно флюсованного
металла (вариант 4) степень дис-
пергирования структуры в сплаве
выше (размер зерна уменьшается
в 2 раза) по сравнению с обработ-
кой его только флюсом.
При продувке расплава без
флюса скоростными струями га-
за (вариант 3) также, как и при
замешивании в него аргона ак-
тиватором (вариант 5), структура
сплавов становится более дис-
персной. Средний размер зерна
в отливках при этом уменьшается
от 2,6 до 1,9-2,0 мм (на 23-26 %) и
повышаются прочностные харак-
теристики сплава (sв – на 4,5-6 %,
d – на 40-43). После обработки
флюсованного расплава этими же
способами (варианты 4 и 6) раз-
мер зерна в сплавах уменьшается
до 1,3-1,4 мм. В результате этого
и за счет эффективного рафини-
рования сплавов sв литого ме-
талла увеличивается на 18-20 %,
d – на 61-68.
Схема обработки сплавов плазменной струей с па-
рами флюса: 1 – корпус; 2 – подвижный электрод; 3 – жид-
кий металл; 4 – анод; 5 – сменная вставка; 6 – флюс
Рис. 2.
Прочностные характеристики отливок из сплава АК7, обработанного
разными способами
Вариант
обработки
Способ рафинирования
сплава
Средний
размер зерна
в отливке, мм
Механические
свойства
отливок
σв ,
МПа
δ,
%
1 Без обработки 2,6 167 1,6
2 Флюсование расплава
колокольчиком 1,7 182 3,1
3 Скоростными струями аргона
(расплав без флюса) 1,9 178 2,8
4 Скоростными струями аргона
(расплав с флюсом) 1,3 204 4,2
5
Замешивание аргона
активатором в расплав без
флюса
2,0 175 2,7
6
Замешивание аргона
активатором в флюсованный
расплав
1,4 210 5,0
7 Плазменной струей
(расплав с флюсом) 1,1 223 5,6
8 Плазменной струей с парами
флюса 0,6 236 6,8
11МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (256) ’2014
Влияние плазменной обработки расплава на
микроструктуру (Х100) сплава АК7: а – до обработки; б –
плазменной струей аргона; в – плазменной струей с пара-
ми флюса
Рис. 3.
зерна в отливках при этом уменьшается до 1,1 мм,
а прочность сплава повышается на 25 %, d – на 70 %
и более (табл.)
При продувке сплава высокотемпературной паро-
газовой смесью (вариант 8) плазмотроном испаряли
50 г флюса. В расплав при этом поступало 16,7 г па-
ров натрия, что составляет 0,028 % от массы сплава.
Такое количество введенного в сплав натрия почти
в 2 раза меньше нижнего предела (0,05 %), который
рекомендуют для эффективного модифицирования
силуминов [1, 2]. Несмотря на это, обработка рас-
плава плазмопаровой смесью обеспечивает доста-
точно высокую степень диспергирования структуры
в сплаве (рис. 3, в), в результате которого средний
размер зерна в отливках уменьшается в 4,0-4,5 раза
(до 0,6 мм). Формирование мелкозернистой структу-
ры в сплаве при такой обработке происходит за счет
комплексного термокинетического воздействия на
расплав плазменной струи и паров модификатора.
После продувки металла плазменной струей с па-
рами флюса повышаются предел прочности на раз-
рыв сплавов на 30 %, относительное удлинение – в
4,2-4,3 раза.
Выводы
Структура и свойства отливок зависят от способа
газофлюсовой обработки алюминиевых расплавов.
После скоростной продувки аргоном или замешива-
ния его в флюсованный металл дисковым актива-
тором прочность отливок повышается на 10-13 %,
относительное удлинение – на 26-38 %. Плазмореа-
гентная обработка расплава позволяет увеличить sв
отливок на 18-23 %, d - в 1,8-2,2 раза по сравнению с
обычным флюсованием сплавов колокольчиком.
а
б
в
1. Мальцев М. В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. – М.: Металлургия, 1964. – 214 с.
2. Боом Е. А. Природа модифицирования сплавов типа силумин. – М.: Там же, 1972. – 367 с.
ЛИТЕРАТУРА
Наведено результати досліджень впливу різних способів газофлюсової обробки сплавів на структуру та властивості
відливок.
Найдек В. Л., Нарівський А. В., Піонтковська Н. С., Федоров В. В.
Вплив газофлюсової обробки розплаву на структуру та властивості
відливок з алюмінієвих сплавів
Анотація
Ключові слова
сплав, газофлюсова обробка, продувка розплаву, холодний та плазмовий струмінь, дис-
ковий активатор, розмір зерна, структура та властивості відливок
12 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 9 (256) ’2014
Naydek V. L., Narivskyi A. V., Piontkovska N. S., Fedorov V. V.
Effect of gas-flux treatment of the melt on the structure and properties of
castings from aluminium alloys
Summary
The results of investigation concerns the effect of different methods of the gas-flux treatment of alloys on the structure and
properties of castings were presented.
alloy, gas-flux treatment, melt blowing, cold and plasma jet, disc activator, grain size, structure
and properties of castingsKeywords
Поступила 26.08.14
ВНИМАНИЮ АВТОРОВ И ПОДПИСЧИКОВ!
Порядок приёма статей в редакцию журнала
«Металл и литьё Украины»
В журнале «Металл и литьё Украины» публикуются результаты
исследований, которые ранее не издавались и законченные
экспериментальные работы, оформленные в виде статей.
Статьи публикуются на русском языке.
Комплект документов, необходимых для регистрации статьи:
На бумаге подаются/присылаются:
• один экземпляр рукописи (включая: УДК; организацию; ФИО авторов,
резюме и ключевые слова (не меньше 6-ти) на 3-х языках – русском,
украинском и английском; текст статьи; таблицы; рисунки и подписи к
ним, а также список литературы), пронумерованной с первой до последней
страницы и подписанной на последней странице текста всеми авторами,
а также электронный вариант статьи;
• рецензия на статью и соглашение о передаче авторских прав,
подписанное всеми авторами
• сведения об авторах (ФИО – полностью)
В электронном виде по е-mail: mlu@ptima.kiev.ua предоставляются:
• рукопись, идентичная бумажной версии (просьба называть файл по
фамилии первого автора статьи, например, sidorov.doc или Сидоров. doc );
• все иллюстрации в черно-белом варианте в одном из стандартных
графических форматов «tif» или «jpeg»;
• информация об авторах: фамилии, имена и отчества всех авторов,
выделив одного из них, с кем следует вести переписку, факс и номер
телефона (с кодом), а также названия учреждений,
в которых выполнена работа.
|