LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості сплавів на основі алюмінію шляхом використання електрогідроімпульсної обробки

результати дисертаційної роботи одержані автором самостійно. Виконано дослідження кількох схем обробки металу методом ЕГІО і вибрана оптимальна схема, що забезпечує найкращий вплив на рідкий метал [5]; удосконалена конструкція волнлводу[3,4]; проалізований вміст заліза в розплаві в залежності від часу обробки [1]; встановлено зв'язок між параметрами ЕГІО, структурою і властивостями металу і вибрані оптимальні параметри обробки [2,6-12]; здійснено промислове випробування одержаних в роботі результатів [9,10].

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи проходили апробацію на науково-технічних конференціях і семінарах ІІПТ НАН України в 1997, 1999, 2001 рр, щорічних науково-технічних конференціях і семінарах.ХНАДУ, на міжнародній науково-технічній конференції (м. Запоріжжя, 1995 р), на науково-технічній конференції по впровадженню імпульсних методів обробки (м. Миколаїв, 1996 р).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 12 робіт і отримано 2 авторських свідоцтва на винахід.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел з найменувань і двох додатків. Робота містить сторінок, у тому числі сторінок основного тексту, рисунків, таблиць.


ЗМІСТ РОБОТИ


У вступі обгрунтована актуальність обраного напрямку роботи, сформульовані мета і задачі дослідження, наукова новизна, практична цінність отриманих результатів, їх реалізація в промисловості.

У першому розділі розглянуті вимоги до промислових сплавів на основі алюмінію, їх будова, фактори, які негативно впливають на властивості сплавів. Приведений аналіз літературних даних щодо сучасних уявлень про будову рідкого металу. Розглянуті основні методи підвищення якості алюмінієвих сплавів (модифікування, адсорбційні і неадсорбційні методи рафінування, фізичні методи впливу на метал). Особливу увагу приділено передпосилкам використання екологічно чистого і економічного методу електрогідроімпульсної обробки (ЕГІО). Зроблено висновок про перспективність цього методу. На цій підставі сформульовано мету і задачі дослідження.

У другому розділі розглянуті технологічні схеми ЕГІО і обладнання, яке було створене для проведення експериментів. Були випробуваі три схеми ЕГІО: обробка в ковші зануреним хвилеводом (рис. 1, а); обробка в ковші при впливі на метал через бокову стінку ковша (рис.1, б); вплив на метал через бокову стінку кокіля (рис. 1, в).

Для визначення ефективних схем ЕГІО і оптимальних умов обробки був використаний модельний сплав Розе евтектичного складу ( 53 % Bi, 32% Pb, 15 % Sn). Низька температура плавлення (960 С) і простота механічної обробки дозволили з меншими витратами провести великий обсяг експериментів.

Основним об'єктом дослідження були сплави на основі алюмінію, хімічний склад яких наведений в таблиці 1.



СХЕМА А











Більшість експериментів виконано на ливарних сплавах системи Al - Si, які не піддають подальшій деформації, внаслідок чого роль ЕГІО можна було виявити найбільш повно. Використані сплави з різним вмістом кремнію (доевтектичні АЛ 9 та АЛ 4, евтектичний АЛ 30 і заевтектичний АЛ 36), що дозволило узагальнити результати на всі сплави системи Al - Si. Окремі дослідження проведені на сплаві АК 4 - 1 (табл. 1), який відноситься до тих, що деформують.


Таблиця 1

Хімічний склад сплавів, які досліджувалися


Марка

Масова доля елемента, %

Сплаву

Si

Mg

Mn

Cu

Fe

Zn

Pb

Ni

АЛ 9

6-8

0,2-0,4

0,5

0,2

0,6-1,5

0,2

0,05

0,5

АЛ 4

8-9,25

0,17-0,3

0,2-0,5

0,1

0,9

0,2

0,05

0,5

АЛ 30

11-13

0,8-1,3

0,2

0,8-1,5

0,7

0,2

0,05

0,8-1,3

АЛ 36

20

0,2-0,5

3,5-5

1,3

0,2

0,5

-

0,5

АК 4-1

0,35

1,2-1,8

0,2

1,9-2,7

0,8-1,4

0,3

-

0,8-1,4



Для дослідження мікроструктури, фазового складу, пористості, розчинності елементів в матриці використані методи металографічного, рентгеноструктурного і рентгеноспектрального аналізу. Службові характеристики оцінювали за механічними і технологічними властивостями.

В процесі дослідження варіювали запасену енергію W за рахунок зміни напруги U і ємності C (), частоту подачі імпульсів f, час обробки t.

Третій розділ присвячений вивченню впливу параметрів і схем ЕГІО на технологічні і структурні характеристики модельного сплаву. Дослідження показали, що головний вплив на структуру і пористість справляє запасена енергія. Оскільки з технологічних причин ємність можна змінювати в обмеженому інтервалі (0,5...1,5 мкФ), головним фактором, від якого залежать характеристики структури і пористість, є напруга. Залежність розміру макро- і мікрозерна і пористості від напруги має екстремальний характер з мінімумом при U = 50 кВ. За таким же законом ці характеристики змінюються і від ємності, досягаючи мінімальних значень при С = 1 мкФ. Таким чином, для сплаву Розе оптимальна запасена енергія W = 1,25 кДж.

Частота подачі імпульсів і час обробки мало впливають на зеренну структуру. В той же час характеристики пористості (загальна пористість, глибина усадочної раковини, глибина підусадочної рихлості) від частоти подачі імпульсів змінюється за екстремальними залежностями, досягаючи найкращих значень при f ~ 3 ...5 імп / с. З подальшим підвищенням f пористість різко зростає - має місце ефект спінювання. Такий же характер зміни рідкотекучості: при f ~ 3...5 імп / с вона збільшується приблизно на 20 %, а потім різко зменшується.

Співставлення різних схем підводу енергії показало, що найкращі і найбільш стабільні результати досягаються при зануренні хвилевода в рідкий метал (рис. 1, схема А). Ця схема була використана в подальших експериментах.

У четвертому розділі розглянуто вплив ЕГІО на структуру і властивості сплавів на основі алюмінію. Оскільки температура розплаву Тр може впливати на структурні характеристики, для кожного сплаву вибирали