Спосіб тиксолиття виливка

Спосіб тиксолиття виливка, що включає приготування розплаву, заповнення порожнини ливарної форми розплавом та його кристалізацію під дією тиску, який відрізняється тим, що розплав, який знаходиться в передкристалізаційному стані над лінією ліквідус, обробляють віброімпульсним активатором, після чого його витримують в камері пресування. Винахід відноситься до області ливарного виробництва і може бути використаний для виготовлення виливків в умовах лиття під тиском, які мають високу щільність та пластичність. Відомий спосіб Thixocasting [Флеминге М., Мехрабион Р. Литье полутвердого металла // 40-й Международный конгресе литейщиков - М.: НИИмаш, 1975. - 41. - С 36-45], передумовою якого є виготовлення тиксозаготівок з глобулярною структурою та прошарками легкоплавкої евтектики. В процесі виготовлення виливків в умовах литва під тиском тиксозаготівки нагрівають до температури двофазного стану, який забезпечує одержання в ній 30-40% твердої фази. Завдяки наявності в заготівці рідкої фази метал під дією тиску спроможний заповнювати порожнину ливарної форми. Глобулярну структур у тиксозаготовок традиційно одержують шляхом механічного або електромагнітного перемішування металу в інтервалі температур кристалізації. Недоліком способу Thixocasting є його багатоступеневість, що включає наступні операції: приготування розплаву та виготовлення на його основі металевої суспензії з глобулярною формою твердої фази, виготовлення циліндричних заготівок із суспензії, повторне нагрівання заготівок до температур, які забезпечують одержання в них 30-40% твердої фази, виго товлення на машинах лиття під тиском фасонних виливків. Відомий спосіб лиття New Reocasting, розроблений японською фірмою UBE Industries [Новые процессы литья под давлением востребованы производством // Литейное производство, 2003, №12, С.20-21], в якому тиксозаготівку з більш досконалою глобулярною структурою одержують безпосередньо із розплаву за ланцюгом: роздавальна піч - порційний тигель з розплавом, встановлений і охолоджений на каруселі - камера пресування машини лиття під тиском. Така схема одержання твердо-рідкого сплаву з первинними кристалами глобулярної форми передбачає запо (19) UA (11) 85981 (13) C2 (21) a200803969 (22) 31.03.2008 (24) 10.03.2009 (46) 10.03.2009, Бюл.№ 5, 2009 р. (72) ГОЛОВАЧЕНКО ВІКТОР ПЕТРОВИЧ, UA, БОРИСОВ ГЕОРГІЙ ПАВЛОВИЧ, U A, ДУКА ВІТАЛІЙ МИ ХАЙЛОВИЧ, UA (73) ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ НАЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ, U A (56) UA, 12 442, U, 15.02.2006 UA, 84 662, C2, 10.11.2008 RU, 2 106 226, C1, 10.03.1998 WO, 01/45880, A1, 28.07.2001 JP, 2006-289486, A, 26.07.2006 Флеминг М., Ме храбиан Р. Литье полутвердого металла// 40-й Международный конгресс литейщиков. - М.: НИИМАШ. - С. 36-45 3 85981 внення розплавом похилого тигля в ламінарному режимі, регульоване охолодження до заданого співвідношення твердої та рідкої фаз. Цей спосіб забезпечує більш завершену форму глобул, що призводить до більшої рідкоплинності металу при заповненні порожнини ливарної форми та одержання виливків високої якості. При цьому знижуються працезатрати за рахунок того, що відпадає необхідність повторного нагрівання твердої заготівки. Недоліком цього способу є необхідність суворого дотримання режиму заповнення форми, охолодження розплаву, а також можливий вплив спадкоємності металу, що ускладнює процес. Найбільш близьким до запропонованого є американський спосіб тиксолиття відомий під абревіатурою SSM™-процес [Metallurg. Sci. Technol. 2003, №1. - P. 10-15; Дегтяренко Г.И. Ускоренный способ получения тиксотропной твердо-жидкой заготовки А1-сплавов // Литейное производство, 2004, №6. - С.33-34.], який передбачає обробку розплаву нижче температури ліквідує графітовим водоохолоджуваним активатором, з метою одержання 5% твердої фази у вигляді глобул. Недоліками такого способу є налипання розплаву на активатор та стінки проміжного ковша, що призводить до утворення великих кристалів неглобулярної форми та ускладнень при заповненні камери пресування горизонтальної машини лиття під тиском. В основу винаходу, що пропонується, поставлена задача створення способу тиксолиття виливка, в якому шляхом обробки розплаву спрощується процес одержання глобулярної структури. Поставлена задача вирішена тим, що в способі тиксолиття виливка, що включає приготування розплаву, заповнення порожнини ливарної форми розплавом та його кристалізацією під дією тиску, згідно з винаходом, порцію розплаву, який знаходиться в передкристалізаційному стані над лінією Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 4 ліквідує, обробляють віброімпульсним активатором, після чого її витримують в камері пресування.Обробка порції розплаву, що знаходиться в передкристалізаційному стані, віброімпульсним активатором дозволяє додатково одержати значну кількість зародків кристалів, які утворюються на його поверхні. Як показало моделювання процесу на прозорих рідинах із застосуванням полістиролових кульок (Æ 0,5мм), кульки не тільки рухаються разом із рідиною (водою), але мають відносне переміщення зі швидкістю 4-6м/с, що прискорює масообмінні процеси, внаслідок чого з'являється більша кількість зародків кристалів. Оброблену за такою схемою металевий розплав заливають в камеру пресування машини лиття під тиском і витримують для формування в ній тиксотропної структури з заданою часткою твердої фази. Після чого формують виливок під дією тиску прес-поршня. Випробування нового способу лиття проводили із застосуванням алюмінієвого широкоінтервального сплаву АК7, порцію якого обробляли віброімпульсним активатором при температурі 625635°С протягом 5-7с, після чого заливали в камеру пресування машини лиття під тиском з наступною витримкою для формування тиксоструктури з заданим вмістом твердої фази (15-20%). Після чого здійснювали формування виливків газової апаратури, які мали 100% герметичність при випробуванні тиском повітря 0,4МПа. Цей показник на 15% вищий порівняно з ординарною технологією лиття під тиском. Запропонований спосіб дозволяє отримувати термозміцнювальні виливки, що не мають пористості, з підвищеним рівнем пластичності, за рахунок утворення тиксоструктури в камері пресування та наступного формування під дією тиску. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601