Комплексное рафинирование и модифицирование силуминов методом высокоскоростной струйной обработки расплава

В последнее время в литейном производстве особое внимание стали уделять внепечным методам обработки расплавов как наиболее приемлемым и эффективным в условиях промышленного производства. Особое значение внепечная обработка имеет для алюминиевых сплавов, так как благодаря проведению операций рафинирования, дегазации и модифицирования можно достигнуть необходимого уровня показателей качества и гарантировать эксплуатационную надежность изделий. Следует отметить, что в настоящее время нет такого универсального способа обработки расплава, который бы позволял одновременно осуществить дегазацию расплава, очистку его от крупных и дисперсных включений, равномерно распределить модификатор по объему. Как правило, в литейных цехах внепечную обработку ведут последовательно в несколько этапов. Разобщение операций внепечной обработки по времени и месту проведения снижает эффективность рафинирования, дегазации и модифицирования алюминиевых сплавов.

Введение. 5
1 Состояние вопроса. Обоснование цели и задач исследований. 10
1.1 Влияние неметаллических включений и водорода на физико- 11
механические свойства алюминиевых сплавов.
1.2 Методы рафинирования и дегазации алюминиевых сплавов. 13
1.2.1 Очистка алюминиевых сплавов продувкой газами. 16
1.2.2 Очистка расплава при фильтровании. 21
1.2.3 Флюсовое рафинирование. 23
1.2.4 Рафинирование в разряженном газе. 27
1.3 Модифицирование алюминиевых сплавов. 29
1.4 Особенности изготовления отливок из алюминиевых сплавов на 33
Каширском «Центролите».
1.4.1 Технология получения алюминиевых сплавов. 33
1.4.2 Флюсовая обработка жидкого металла. 36
1.4.3 Оценка качества отливок, получаемых в металлических формах. 39
1.4.4 Качество отливок, получаемых в разовые песчаные формы. 41
1.5 Цель и задачи работы. 44
2 Объекты и методы исследований 46
2.1 Объекты исследования 46
2.2 Методика продувки расплава инертным газом 47
2.3 Методика определения газонасыщенности сплавов и содержания в них 51
водорода.
2.4 Методика металлографического анализа структуры алюминиевых сплавов 52
2.5 Методика определения физико-механических и литейных свойств 52
алюминиевых сплавов.

2.6 Методика исследования закономерностей разрушения алюминиевых 53 сплавов.
2.6.1 Выбор температуры исследования. 58
2.7 Проведение испытаний на циклическую прочность. 59
3 Обоснование возможности газовой струйной обработки алюминиевых 60 сплавов.
3.1 Обоснование выбора режима рафинирования газом. 60
3.2 Сущность математической модели газоструйной обработки расплава в 66 ковше.
3.3 Исходные данные для расчета перемещения в ковше алюминиевого 70 сплава с дисперсной газовой фазой.
3.4 Перемещение алюминиевого сплава при продувке его в ковше инертным 71 газом через погруженную трубку.
3.5 Изменение содержания газовой фазы в сплаве при продувке 76 высокоскоростной струёй газа.
3.6 Усреднение химического состава сплава 81
3.7 Выводы. 88
4 Влияние комплексной обработки на содержание водорода, структуру и 89 свойства алюминиевых сплавов.
4.1 Выбор флюсов для обработки алюминиевых сплавов. 90
4.2 Влияние способов обработки расплава на его газонасыщенность. 91
4.3 Влияние способов внепечной обработки на структуру алюминиевых 105 сплавов.
4.4 Влияние продувки расплава инертным газом на усреднение химического 120 состава.
4.5 Влияние способов обработки на механические и литейные свойства 122 алюминиевых сплавов.
4.5.1 Изменение физико-механических свойств сплава АК9ч (АЛ4). 123

4.5.2 Изменение литейных свойств сплава АК9ч (АЛ4) 130
4.6 Выводы. 135
5 Механизм рафинирования алюминиевых сплавов при использовании 137
флюсов и продувки расплавов инертным газом
5.1 Механизм флюсового рафинирования. 137
5.2 Механизм газового рафинирования. 141
5.3 Обсуждение результатов экспериментов. 143
5.4 Выводы. 145
6 Влияние способов внепечной обработки сплава АК9ч (АЛ4) на его 146
эксплуатационную надежность
6.1 Пористость сплавов. 146
6.2 Особенности деформации и разрушения сплава АК9ч (АЛ4) при 149 растяжении.
6.3 Влияние дефектов структуры на характер разрушения. 165
6.4 Особенности деформации и разрушения сплавов при циклическом 172 нагружении.
6.5 Выводы. 180
7 Практические рекомендации по технологии обработки алюминиевых 182
расплавов газо-флюсовой смесью.