УДОСКОНАЛЕННЯ СПОСОБУ МОДИФІКУВАННЯ СТРУКТУРИ ЛИТОГО МЕТАЛУ ШЛЯХОМ ПРОПУСКАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ ПЕВНОЇ ЧАСТОТИ, СКВАЖНОСТІ І ЩІЛЬНОСТІ

Анотація

На сучасному етапу розвитку ливарного виробництвав умовах кризисного періоду особливу увагу приділяють конкурентоспроможності литої продукції.Це можливо тільки с удосконаленням технологій та конструкцій для поліпшення якості литва і використання сучасних методів позапічної обробки ливарних сплавів.
Аналіз літературних даних показав, що одним з найбільш ефективних способів впливу на розплав, що кристалізується, є накладення електричного струму певної частоти, скважності і щільності. Робіт щодо вивчення дії електричного струму на кристалізацію розплавів і макроструктуру одержаних зливків небагато, вони носять розрізнений й суперечливий характер. Тому потрібне подальше дослідження закономірностей формування зливків під впливом електричного струму з метою знаходження його раціональних характеристик.Була поставлена задача удосконалення способу модифікування структури литого металу шляхом пропускання електричного струму певної частоти, скважності і щільності, що дозволить управляти процесом модифікування макроструктури відливка і призведе до зниження хімічної неоднорідності по перетину виливка і подрібнення зерен, внаслідок чого підвищаться механічні властивості литого металу при будь-якому способі лиття.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі модифікування структури литого металу, який включає пропускання змінного електричного струму крізь застигаючий виливок, зміну частоти пропускання електричного струму скважністю не менш 2 меандрів і щільністю від 1,6х104 А/м2 до 2,4х104 А/м2 встановлюють за формулою:
f= ,
де - питомий електричний опір рідкого металу, Омхм;
µ - відносна магнітна проникність рідкого металу, Гн/м;
- тривалість процесу затвердіння, с;
k - коефіцієнт твердіння, м/с0.5
При кристалізації під дією електричного струму змінюється макроструктура сплаву, оскільки електричний струм впливає на швидкість процесу кристалізації виливка, орієнтацію зерен, збільшує розчинність і рівномірність розподілу модифікаторів в розплаві, зміну меж зерен, перерозподіл евтектики в твердому розчині і збільшення дисперсності евтектики в колоніях (евтектичних зернах).
При пропусканні електричного струму крізь застигаючий виливок зі скважністю менш 2 меандру видимих змін в структурі металу не спостерігалося. Якщо щільність була менше за 1,6х104 А/м2, ефект модифікування був слабкий ( або взагалі відсутній). Збільшення щільності струму більше за 2,4х104 А/м2 недоцільно, так як призведе до подорожчання устаткування і підвищенню витрат електроенергії.
Частоту електричного струму змінюють у процесі кристалізації виливка в залежності від росту, тобто товщини кірки металу, що твердне, і для кожного сплаву залежить від його питомого електричного опору , відносної магнітної проникності μ і коефіцієнта твердіння рідкого металу k.
Використання способу модифікування структури литого металу, що пропонується, дозволяє одержати щонайдрібніші зерна структури у відливку, усунути зональну хімічну неоднорідність, підвищити механічні властивості литого металу при будь-якому способі лиття і таким чином підвищити якість виливка.