ТЕХНОЛОГІЯ ОТРИМАННЯ ВИЛИВКІВЗ ДИФЕРЕНЦІЙОВАНИМИ СТРУКТУРОЮ ТА ВЛАСТИВОСТЯМИ МЕТОДОМ ВНУТРІШНЬОФОРМОВОГОМОДИФІКУВАННЯ

Анотація

Досліджується новий технологічний варіант отримання виливків з диференційованою структурою та властивостями, який базується на методівнутрішньоформового модифікування розплаву (Inmold-процес).
Ідея запропонованого варіанту полягає у виплавлянні вихідного сірого чавуну (СЧ) в плавильному агрегаті знаступним заливаннямрозплаву в ливарну форму, де в ливниковій системівін розділяється на два потоки (рис.1). Перший потік при русідооднієї частини порожнини форми проходить крізь реакційну камеру з карбідостабілізувальним модифікатором (КМ), а другий потік на шляху руху до іншої частини порожнини форми проходить через реакційну камеру зі сфероїдизувальним модифікатором (СМ).У разі не змішування двох різномодифікованих в ливарній формі потоків рідкого чавуну очікується отримання виливка в одній частині з білого твердого зносостійкого чавуну (БЧ), а в іншій частині - з в'язкого ударостійкого високоміцного чавуну з кулястим графітом (ВЧ).

Рисунок 1 – Схема технологічного варіанту отримання виливків з диференційованою структурою та властивостями
Однак, як свідчатьрезультатилабораторнихвипробуваньпри реалізації запропонованоготехнологічного варіантубез додаткових заходів замість очікуваних виливків з диференційованою структурою та властивостями врізних їх частинах (боковинах) кристалізувалися виливки з чавунуз відносно однорідною структурою.Причиною цьогоє гідродінамічне перемішування різномодифікованих потоків при заливанні форм рідким чавуном і подальшийконвективно-дифузійний перерозподілв рідко-твердому сплаві елементів-модифікаторів з однієї частини в іншу, що призводило до усереднення хімічного складу і, як слідство, сприялоформуванню однорідної структури та властивостей чавуну у всьому об’ємі виливка.
Для запобігання гідродинамічного перемішування та перерозподілу елементів в об’ємі виливка вирішили встановитиза віссю симетрії порожнини ливарної форми тверду розділову перегородку з листової оцинкованої сталі, що буде слугувати бар’єром для змішування різномодифікованих розплавівчавуну.
З метою визначення оптимальнихтехнологічних параметрів процесу виготовлення виливків з диференційованою структурою і властивостями в ливарній формі з перегородкою провели експериментальні дослідження з виявлення впливу початкової товщини твердої перегородки та температури розплаву при заливанні в ливарну форму, як найбільш впливових факторів. При цьому для отримання експериментальних виливків ливарні форми з встановленими в їх порожнину перегородками з оцинкованої листової сталітовщиною 0,5, 1,0 і 1,3 мм заливали рідким вихідним чавуном з температурою 1380; 1420 та 1480±10°С.
В результаті дослідження встановили, що для запобігання змішування різномодифікованих чавунів в загальній ливарній формідоцільно використовувати перегородки з оцинкованої сталі товщиною 1,0 мм.При цьому температура рідкого чавуну при заливанні форми не повинна перевищувати 1420 ± 10°С .
За рекомендованимитехнологічними режимамив лабораторних умовах з вихідного базового сірого чавуну були отримані двобічні виливки зструктурою і властивостями твердого зносостійкого білого чавуну в лівій частині (боковині) та з високоміцного чавуну з кулястим графітом–в правій частині (боковиніі).