Спосіб тиксолиття

Реферат: Винахід належить до ливарного виробництва. Спосіб тиксолиття включає приготування розплаву, обробку його віброімпульсним активатором в діапазоні температур передкристалізаційного стану до температури T L - 5-2 °C, де TL - температура ліквідуса оброблювального розплаву, заповнення порожнини ливарної форми розплавом та його кристалізацію під дією тиску. Спосіб дозволяє розширити діапазон обробки розплаву і гарантовано забезпечує більшу кількість як зародків, так і мікрокристалів, що гарантовано забезпечує одержання виливків з глобулярною структурою при одночасному зниженні енерговитрат. Гарантовано забезпечується одержання тиксоструктури з середнім розміром перетину глобул α-твердого розчину не більше 55 мкм. UA 97923 C2 (12) UA 97923 C2 UA 97923 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до ливарного виробництва і може бути використаний для виготовлення виливків із кольорових сплавів в умовах лиття під тиском, що мають високу щільність та пластичність. Відомий спосіб лиття [Флемингс М., Мехрабион Р. Литье полутвердого металла // 40-й Международный конгресс литейщиков. - М.: НИИМаш, 1975. - 41. - С. 36-45], в якому, в першу чергу, необхідно виготовити тиксозаготівки з глобулярною структурою, між якими знаходиться легкоплавка евтектика. Далі для виготовлення виливків під тиском тиксозаготівки потрібно нагріти до температури двофазного стану, забезпечуючи тим самим одержання в заготівці до 30-50 % твердої фази. Наявність в заготівці рідкої фази та глобулярна структура -твердої фази дозволяє металу під дією тиску заповнювати порожнину ливарної форми. Недоліком методу є те, що такий процес двостадійний: спочатку необхідно виготовити із розплаву тверду заготівку з глобулярною структурою, а потім після її повторного нагрівання до температури двофазного стану здійснюють її пресування. Двостадійність процесу потребує додаткових трудових та енергетичних витрат, що веде до підвищення ціни виливків. Під назвою SSR™ відомий американський спосіб одержання твердо рідкого алюмінієвого TM сплаву з глобулярною структурою [Commercial development of the semisolid rheocasting (SSR ) process. Yurko James A., Martinex Raul A., Flemings Merton C. (Massachusetts Institute of Teghology). Metal Sci. and Technol, - 2003. - 21. -N1 - p. 10-15], який передбачає обробку розплаву близько температури ліквідус графітовим водоохолоджуваним активатором, що обертається, з метою одержання 5 % твердої фази у вигляді глобул. Недоліком такого способу є складність процесу, яка обумовлена системою охолодження графітових стержнів, що обертаються, також можливе і налипання металу на стержні. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб тиксолиття [Патент UA 85981 (2009) МПК В22D 17/00, В22D 17/20 В22D 18/00 В22D 27/08], який передбачає обробляти розплав, який знаходиться в передкристалізаційному стані над лінією ліквідус віброімпульсним активатором, після чого його витримують в камері пресування та забезпечують кристалізацією під дією тиску. Недоліком такого способу є складність процесу, яка пов'язана з суворим дотриманням дуже вузького інтервалу температур передкристалізаційного стану металу, складність узгодження температури активатора та металу, низька продуктивність генерації зародків металів над лінією ліквідус. В основу винаходу поставлена задача створення способу тиксолиття виливка, в якому шляхом обробки розплаву спрощується процес одержання глобулярної структури та підвищується продуктивність праці. Поставлена задача вирішена тим, що в способі тиксолиття, що включає приготування розплаву, заповнення порожнини ливарної форми розплавом, витримку його в камері пресування та кристалізацію під дією тиску згідно з винаходом, порцію розплаву обробляють віброімпульсним активатором в діапазоні температур передкристалізаційного стану над лінією ліквідус до температури TL-5-2 °C, де TL - температура ліквідуса оброблювального розплаву. Обробка порції розплаву в діапазоні температур від передкристалізаційного стану над лінією ліквідус до температури T L - 5-2 °C віброімпульсним активатором дозволяє додатково одержати до 15-20 % зародків кристалів з більш досконалою глобулярною структурою, які утворюються на його поверхні. Це обумовлено тим, що температура T L - 5-2 °C є областю максимального темпу кристалізації, що встановлено спеціально проведеними дослідами. Розширення діапазону обробки до температури T L-5-2 °C дозволяє спростити процес та підвищити продуктивність праці. При температурі обробки нижче вказаного діапазону процес ускладнюється зниженням ефективності обробки, підвищенням енергозатрат на обробку сплаву, а також збільшенням часу обробки. Моделювання процесу на органічній речовині камфені, температура ліквідус якого складає 45 °C і в розплавленому вигляді він являє собою прозору рідину, показало, що його віброімпульсна обробка в діапазоні температур передкристалізаційного стану 46 °C до температури 44,5 °C призводить до 70 % збільшення зародків кристалів в зрівнянні з обробкою тільки в передкристалізаційному стані. Випробування пропонованого способу тиксолиття проводилось на широкоінтервальному алюмінієвому сплаві АК7. Для даного складу елементів сплаву температура ліквідус, яка встановлена методом термічного аналізу, складає 616 °C. Тому верхня температура початку обробки вибрана 635 °C, а нижня - 611 °C. В цьому діапазоні температур порцію сплаву обробляли віброімпульсним активатором протягом 3-4 с, після цього його заливали в камеру пресування лиття під тиском, де формувалась тиксоструктура з заданим 20-25 % вмістом твердої фази. Після чого формувались зразки виливків, які мали тиксоструктуру і забезпечити щільність при зрізі ливарних кірочок. 1 UA 97923 C2 Таким чином, розширення діапазону обробки розплаву гарантовано утворює більшу кількість як зародків, так і мікрокристалів, що надійно забезпечує отримання виливків з глобулярною структурою при одночасному зниженні часу та енерговитрат. Тиксоструктура має середній розмір перетину глобулів -твердого розчину в діапазоні 55-65 мкм. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 Спосіб тиксолиття, що включає приготування розплаву, обробку його віброімпульсним активатором, заповнення порожнини ливарної форми розплавом та його кристалізацію під дією тиску, який відрізняється тим, що розплав обробляють віброімпульсним активатором в діапазоні температур передкристалізаційного стану до температури T L - 5-2 °C, де TL температура ліквідуса оброблювального розплаву. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2