Вплив ливарної форми і перегріву розплаву алюмінієвої бронзи на структуру виливків і якість їх поверхні

Loading...
Thumbnail Image
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Фізико-технологічний інститут металів і сплавів Національної академії наук України, Київ
Abstract
UKR: Роботу присвячено виявленню закономірностей впливу ливарної форми, структурованої в паро-мікрохвильовому середовищі (спосіб паро-мікрохвильового затвердіння – ПМЗ-процес) з піщано-рідкоскляної суміші (ПРС), та перегріву розплаву міді з 9,4 % Аl на структуру виливків та якість їх поверхні. У роботі використано стандартні та загальноприйняті методи та методики досліджень. Мета роботи – виявлення закономірностей впливу моноблочної та комбінованої ливарної форми, виготовленої з сухих сумішей, структурованих за ПМЗ-процесом, та перегріву розплаву виливків на структуру та якість їхньої поверхні. Завдання досліджень – встановити вплив вмісту рідкого скла та розмірів піщано-рідкоскляних конгломератів ПРС, температури перегріву розплаву алюмінієвої бронзи на структуру виливків, якість їх поверхні, швидкість затвердіння, оптимізувати склад ПРС за вмістом рідкого скла та розмірами її піщано-рідкоскляних конгломератів. Встановлено, що суміші, які структуровані за ПМЗ-процесом з 1,5 % рідкого скла та розмірами конгломератів до 0,315 мм, дозволяють отримувати мідні та бронзові виливки без пригару (купрату натрію). При цьому, ПРС з розмірами конгломератів до 0,315 мм і більше 0,315 мм рекомендовано використовувати, відповідно, як формувальну суміш для виливка та як теплоізоляційну суміш для його ливникової системи. Зі збільшенням перегріву розплаву з 80 до 130 °С час затвердіння розплаву у ливарних формах, структурованих за ПМЗ-процесом, збільшується. При цьому з підвищенням перегріву найбільш інтенсивно зростає тривалість кристалізації розплаву при незначному збільшенні відведення часу теплоти перегріву від розплаву. Залежність швидкості об'ємного затвердіння від вмісту у ПРС рідкого скла в межах від 0,5 до 2,5 % носить екстремальний характер з максимумом при вмісті 1,5 % рідкого скла. Макроструктура виливків зі зміною вмісту в ПРС рідкого скла практично не змінюється, але переходить з дрібнокристалічної у великокристалічну зі збільшенням температури перегріву розплаву при заливанні. За результатами виконаних досліджень розроблено рекомендації щодо застосування ПРС, структурованих за ПМЗ-процесом, для виробництва виливків.
ENG: This work is devoted to regularities of sand-sodium-silicate mixture (SSSM) mold, structured in steam-microwave environment (steam-microwave solidification method – SMS-process), and copper melt with 9.4 % Al overheating influence revealing on castings structure and surface quality. In this investigation standard and generally accepted research methods and techniques have been used. Purpose of this work – influence regularities detection of mono-block and combined dry mixtures made and structured by SMS-process molds as well as castings melt overheating on products structure and their surface quality. Present research tasks have been determination of sodium silicate solute content and sand-sodium-silicate conglomerates SSSM size, aluminum bronze melt overheating temperature influence on castings structure, surface quality, solidification rate, and SSSM composition optimization due to sodium silicate solute content and its sand-sodium-silicate conglomerates size. It has been found that mixtures structured by SMS-process with 1.5 % sodium silicate solute and conglomerates sizes up to 0.315 mm, allow to produce copper and bronze castings without burns (sodium cuprate). At the same time, SSSM with conglomerates sizes up to 0.315 mm and more than 0.315 mm has been recommended to be used, respectively, as molding mixture for casting and as thermal insulation mixture for its gating system. With melt overheating increasing from 80 to 130 °С melt solidification time in molds, structured by SMS-process, increases. In this case, with overheating increasing, melt crystallization duration increases most intensively with overheating heat removal time from the melt slight increasing. Volumetric solidification rate dependence on sodium silicate solute content in SSSM in range from 0.5 to 2.5 % has an extremal character with maximum content of 1.5 % sodium silicate solute. Castings macrostructure with changes of sodium silicate solute content in SSSM practically does not change, but transforms from fine-crystalline to large-crystalline with melt during pouring overheating temperature increasing. Based on research results, recommendations for SSSM structured by SMS-process implementation in castings manufacturing have been developed.
Description
Л. Солоненко: ORCID 0000-0003-2092-8044; С. Реп'ях: ORCID 0000-0003-0203-4135; К. Узлов: ORCID 0000-0003-0744-9890; В. Мазорчук: ORCID 0000-0002-8512-0727
Keywords
ливарна форма, структура, структурування, рідке скло, бронза, швидкість затвердіння, теплоізоляційна суміш, mold, structure, structuring, sodium silicate solute, bronze, solidification rate, insulation mixture, КЛВ, КМТОМ
Citation
Солоненко Л. І., Реп'ях С. І., Узлов К. І., Мазорчук В. Ф. Вплив ливарної форми і перегріву розплаву алюмінієвої бронзи на структуру виливків і якість їх поверхні. Метал та лиття України. 2022. Т. 30. № 2(329). С. 59–71. DOI: https://doi.org/10.15407/steelcast2022.02.059.