Сообщение “Включи диспансеризацию в план своей жизни” появились сначала на evtektika.

Сообщение Сотрудничество с предприятиями Республики Узбекистан появились сначала на evtektika.

Для рафинирования алюминия (алюминиевых расплавов) от растворенных металлических примесей (натрия, магния, железа, цинка), неметаллических включений (в основном оксидных плен) и растворенного водорода применяют продувку инертными и активными газами, отстаивание, обработку хлористыми солями и флюсами (флюс  самоплавящийся, флюс универсальный, флюс покровно- рафинирующий,  флюс модифицирующий, флюс для обработки алюминия ),  вакуумирование, электрофлюсовую обработку и фильтрацию через сетчатые, керамические и пенокерамические зернистые фильтры.

Часто достаточно одного из перечисленных приемов,  например рафинирование и дегазации «Таблеткой дегазирующей» или «Препаратом таблетированным комплексным», который  используется для рафинирующей и дегазирующей обработки расплава на основе алюминия. Препарат обеспечивает повышенную жидкотекучесть алюминия и улучшенную заполняемость форм по сравнению с необработанным расплавом алюминия; создает защитную печную атмосферу; способствует уменьшению потерь металла со шлаком, а так же удалению неметаллических включений и газов из алюминиевого расплава за счет химического связывания растворенного в алюминии водорода.

Флюсовый «Препарат таблетированный комплексный», вводят в расплавпри температуре 720 – 750 °С в количестве 0,05 – 0,08% массы расплава. В расплавленный алюминий их вводят с помощью “колокольчика”. Колокольчик с таблеткой или препаратом погружают на дно расплава и для более полного рафинирования и дегазации непрерывно перемешивают до прекращения выделения газообразных продуктов по реакции 3МеСl2 + 2Аl =  2А1Сl3 + 3Ме. При этом хлористые соли взаимодействуют с алюминием по реакции.  При введении в расплав вера примерно 90 % её взаимодействует с водородом, остальная сера модифицирует эвтектику Al-Si.

Выделяющиеся пузырьки газа с неметаллическими включениями флотирует на поверхность расплава. При этом они увлекают взвешенные в расплаве неметаллические включения,  а растворенный водород диффундирует внутрь пузырьков и выносится в атмосферу.

Заливка форм

Алюминиевые сплавы в песчаные или постоянные (металлические) формы заливают из ковшей, футерованных огнеупорным материалом,  или из стальных ковшей,  покрытых краской на основе оксида цинка и жидкого стекла. Перед заливкой ковши со свежей футеровкой сушат и прокаливают для удаления влаги при 700 – 800 °С. Температура заливаемого сплава зависит от толщины стенок отливки.

После заливки, затвердевания и охлаждения отливок, формы (песчаные) выбивают. Остывшие формы выбивают с использованием специальных машин, называемых выбивными решетками. Выбитую формовочную смесь возвращают для последующего регенирирования после добавления к ней свежих материалов. Литниковые системы и прибыли от отливок из цветных сплавов и сталей отрезают, а от чугунных отливок – отбивают. Песок, приставший (пригоревший) к поверхности отливок, счищают металлическими щетками очищают на специальном оборудовании в литейных цехах.

Интересует композиция флюсовая комплексная?

Сообщение Флюсовое рафинирование алюминия появились сначала на evtektika.

Дегазер – это флюсовой препарат (в порошке или таблетированный) для высокотемпературной обработки цветных металлов (в частности – для дегазации алюминия), т.е. удаления газов из расплава.

Дегазеры предназначены для улучшения качеств и свойств металла: глубокой объемной рафинирующей и дегазирующей обработки расплавов на основе алюминия и цинка, модифицирования структурных составляющих сплавов.

Дегазация

Дегазация – одна из самых важных стадий приготовления цветных сплавов. Для дегазации используются дегазеры, которые позволяют удалить растворенные в расплаве газы и неметаллические включения, повысить жидкотекучесть и повысить плотность металла.

Дегазеры ОДО «Эвтектика» избавят металл от неметаллических включений и газов, создадут восстановительную печную атмосферу и покровно-защитный слой на поверхности расплавленного металла. Несмотря на малый расход (от 0.01 до 0.5 % в зависимости от типа препарата), наши дегазеры препятствуют взаимодействию жидкого металла с атмосферой, снижая, таким образом, потери металла при плавке.

Дегазирующие таблетки выпускаемые ОДО «Эвтектика» представляют собой спрессованные/ спеченные таблетированные флюсовые композиции.

Производство дегазеров

Дегазирующие препараты проходят предварительные механическую и термическую обработку: перед таблетированием для непосредственной транспортировки и использования, компоненты будущих дегазеров измельчаются, смешиваются в нужных пропорциях (миксируются), затем сушатся, прокаливаются/спекаются/переплавляются.

Дегазирующие препараты и таблетки

Компонентный состав и высокое качество изготавливаемых ОДО «Эвтектика» дегазирующих препаратов дают необходимый результат при плавке металла. Кроме того, использование дегазирующих таблеток белорусского производства обеспечивает получение литых заготовок с заданными механическими и эксплуатационными свойствами дешевле,нежели при использовании т.н. иностранных аналогов. Дегазирующие таблетированные препараты вводятся в расплав в погружном колокольчике, что позволяет проводить рафинирующую и рафинирующе-модифицирующую обработку расплава с наибольшим КПД при минимальных расходах препарата.

Таблетированные дегазеры для обработки цветных металлов и сплавов поставляются в алюминиевой фольге, либо в герметичной полиэтиленовой упаковке и полностью готовы к использованию. Это обеспечивает высокую технологичность и экологическую безопасность транспортировки и в применении.

Сообщение Дегазеры и дегазирующие таблетки появились сначала на evtektika.

Объем чугунного литья, выпускаемого в настоящее время отечественной промышленностью, оценивается миллионами тонн. Проблемы, связанные с повышением качества отливок, приобретают особую остроту. Их успешное решение будет способствовать созданию больших материальных резервов, повышению долговечности и надежности машин, в целом, и автомобилестроения в частности.

К наиболее важным качественным критериям литья относятся физико-механические свойства металла. Эти свойства в высокоуглеродистых сплавах железа в подавляющем большинстве случаев определяются формой, количеством, величиной и характером распределения включений графита. Регулирование этими процессами осуществляется посредством ввода в жидкий расплав специальных материалов – модификаторов.

Модифицирование чугуна

Модифицирование является одним из наиболее эффективных методов воздействия на кристаллизацию с целью получения благоприятной структуры графита и металлической матрицы, а, следовательно, и высоких свойств отливок. Применяемые модификаторы, как правило, классифицируются на графитизирующие, стабилизирующие (или перлитизирующие), вермикуляризирущие и сфероидизирующие. Но  для обеспечения протекания процесса модифицирования очень важным является аспект зарождения графитной фазы, т.е. создание условий образования подложек, на которых формируется графит при кристаллизации сплава. [1,2]

Современные представления о процессе зарождения подложек или кристаллов в сплавах основаны на взглядах Гиббса и Фольмера, согласно которым, образование центров кристаллизации (подложек) при затвердевании жидкостей (сплавов) возможно только после переохлаждения жидкости (сплава) относительно температуры равновесия с твердой фазой.[3] В переохлажденном расплаве или жидком растворе свободная энергия твердой фазы оказывается ниже свободной энергии жидкой, что создает необходимые термодинамические условия для возникновения центров кристаллизации. Однако появление поверхности раздела фаз увеличивает свободную энергию системы.

Полный вариант документа читайте здесь: “Создание литейного производства с применением наномодификаторов автокомпонентов блочной, поршневой, картерной групп” номер проекта ID 2069

Сообщение Описание к проекту с применением наномодификаторов появились сначала на evtektika.

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к чугунному литью и способам получения высокопрочного чугуна с высоким содержанием углерода.

Полученная нами технология может быть использована при литье  высокопрочных чугунных отливок для автокомпонентов, сочетающих повышенные физико-механические и технологические свойства. Изобретение направлено на получение железоуглеродистого сплава (высокопрочного чугуна) с высокими физико-механическими свойствами (предел прочности при растяжении, относительное удлинение), высокой степенью науглероживания, длительным эффектом сохранения степени науглероживания, отсутствием пироэффекта, улучшением экологии производства высокопрочного чугуна.

Технология науглероживания чугуна (железоуглеродистого сплава) включает в себя выплавку чугуна в электродуговых, индукционных печах и газовых вагранках с копильником, ввод инжекционным способом по зеркало металла науглероживателя (модификатора) с наноструктурами графита (размер до 100 нм) в количестве 0,0001 – 0,01 %, расположенных на поверхности граней (плоскостей) углеродсодержащего материала (фракция от 0,05 мм до 10,00 мм).

Найденная технология позволяет получить чугун с высоким содержанием углерода в электродуговых, индукционных печах и газовых вагранках с копильником.

Существуют различные технологии для литья высокопрочного чугуна, которые позволяют  науглероживать чугун с различной эффективностью. Например, метод пролива расплава через слой вращающего науглероживателя (патент RU 2191832 с21 c1/08) с целью максимального контакта жидкого металла с частичками карбюризатора. Но наиболее близким по размерности науглероживающего компонента, является (Патент RU 2196187, с22 с33/ c 21 c5/00). Известный способ предлагает науглероживание сажей с размерами частиц 10^-5 – 10^{-7 см} в количествах 0,01 – 2, 14 %, с последующим раскислением, обработку сплава давлением, многоступенчатой системой охлаждения при кристаллизации железоуглеродистого сплава. Среди его недостатков – сложность технологического процесса и высокие затраты на исполнение. Проблемным является ввод в расплав дисперсного, легко возгоняемого горячими воздушными потоками сажи, фракцией 10-5 – 10-7 см, что не обеспечивает стабильность всего технологического процесса^.

Изобретенный нами Способ науглероживания железоуглеродистого сплава наноструктурированными модификаторами направлен на создание устойчивого науглероживания железоуглеродистых сплавов наноструктурированными модификаторами (науглероживателями). Отличающиеся высокой степенью усвоения углерода при литье высокопрочного чугуна в широком диапазоне температур (1350 – 1650 ºС), длительным эффектом сохранения степени науглероживания, отсутствием пироэффекта, улучшением экологии производства чугуна.

Для реализации поставленных задач предлагается вариант науглероживания железоуглеродистого сплава, включающий выплавку исходного расплава в электродуговых, индукционных печах и газовых вагранках с копильником, последующий ввод в расплав металла наноструктурированного модификатора (науглероживателя) инжекционным методом в струе инертного газа-носителя.

Способ науглероживания железоуглеродистых сплавов основан на применении наноструктурированного модификатора (науглероживателя). Механизм действия наноструктурированного модификатора заключается  в том, что при попадании частицы науглероживателя в расплав чугуна наноструктурированные элементы (нанокластеры) под действием термических напряжений отделяются от носителя (матрицы) и формируют зародыш кристаллизации графитного включения. При этом имеет место существование кластерного механизма зарождения и роста мелких кристаллов из расплава. Основа этого механизма заключается в бикластерных реакциях для кристаллизации:

где  – кластер в составе жидкой фазы; 2 – элементарный кристалл, полученный при срастании двух кластеров;  – кристалл срастания i – кластеров.

Механизм роста кристаллов за счет присоединения мелких кристаллов к более крупным кристаллам характерен для условий медленного роста при наличии малого переохлаждения и  твердо-жидкой зоны в отливках, что наиболее характерно для сплавов, кристаллизующихся в условиях массового зарождения центров кристаллизации, именно конкурентный механизм роста отвечает за их срастание и укрупнение первичной кристаллической структуры отливок. Введение в железоуглеродистый сплав наноструктурированных частиц (до 100 нм) в количестве 0,0001 – 0,01 % в сочетании с частицами размером от 0,05 до 10,0 мм обеспечивает стабильное усвоение углерода. Чрезмерно большое количество нанокластеров будет провоцировать формирование междендритного графита, определяющего низкие физико-механические показатели (предел прочности при растяжении и относительное удлинение). Отсутствие нанокластеров будет приводить к образованию крупных включений графита, что также приведет к снижению физико-механических свойств. Сбалансированное количество нанокластеров и фракционных включений углеродсодержащего материала приводит к формированию равномерной структуры железоуглеродистого сплава (графитная фаза + металлическая матрица), обеспечивает условия для получения высокопрочного чугуна и достижения его высоких физико-механических свойств.

Предлагаемый способ науглероживания железоуглеродистого сплава наноструктурированными модификаторами подвергался сравнительным испытаниям с известным способом (Патент RU 2196187, с22 с33 / с21 с5/00) на основе исходного расплава приготовленного в электродуговой, индукционной печах и газовой вагранке с копильником. Результаты приведены в таблице:

 Формула изобретения

Способ науглероживания железоуглеродистого сплава наноструктурированными модификаторами, включающий выплавку исходного чугуна в электродуговых, индукционных печах и газовых вагранках с копильником, ввод инжекционным способом под зеркало металла науглероживателя (модификатора) с наноструктурами графита (размер до 100 нм) в количестве 0,0001 – 0,01 %, расположенных на поверхности граней (плоскостей) углеродсодержащего материала (фракция от 0,05 до 10,00 мм). Способ примечателен тем, что обеспечивается получение железоуглеродистого сплава (высокопрочного чугуна) с высокими физико-механическими свойствами (предел прочности при растяжении, относительное удлиннение), высокой степенью науглероживания, длительным эффектом сохранения степени науглероживания, отсутствием пироэффекта, улучшением экологии производства чугуна.

авторы:      Панфилов Э.В., Абрамов В.И., Гуртовой Д.А,

Абдулхаликов Р. (“Камаз-Металлургия”),

Королев С.П. (ОДО “Эвтектика”)

Сообщение Способ науглероживания железоуглеродистого сплава появились сначала на evtektika.

Процессы модифицирования и рафинирования находят все более широкое распространение при изготовлении качественного литья. В первую очередь это относится к алюминиевым литейным сплавам-силуминам. Наличие в структуре силуминов пластинчатых включений эвтектического кремния, значительного количества твердых включений и газов, в основном- водорода, вызывает необходимость проведения операции рафинирования и модифицирования. Эти операции, как правило, проводятся в промышленных условиях путем введения специальных препаратов.

В большинстве случаев эффект действия таких препаратов зависит от степени их усвоения расплавом и возможности взаимодействовать с компонентами сплава, примесями и между собой. Вероятность протекания таких реакций, их последовательность, избирательный характер взаимодействия элементов пределы протекания реакции в различных температурных условиях для алюминиевых сплавов исследованы недостаточно.

Таким образом, термодинамические исследования и расчеты наиболее вероятных реакций, протекающих в расплаве, при введении комплексной присадки позволяют однозначно решить вопрос о наиболее возможной эффективности того или иного элемента в составе препарата.

В настоящей работе исследованы различные реакции взаимодействия таких модификаторов как натрий, стронций сера с компонентами, примесями алюминиевых сплавов и между собой. Термодинамический расчет параметров взаимодействия указанных элементов позволяет сделать вывод о совместимости каждого химического элемента при их совместном вводе в алюминиевый расплав с целью его рафинирования и модифицирования.

Для сравнительных исследований способности одних веществ вступать во взаимодействие с другими нет необходимости в высокой точности воспроизводства термодинамических расчетов. Поэтому в качестве основного метода для исследований принят ускоренный приближенный метод расчета равновесия химических реакций, предложенный в работе [1].

С целью большего приближения к результатам расчетов по точным методам учитывались все аллотропические и агрегатные превращения реагентов и изменения энтальпии и энтропии при полиморфных и агрегатных превращениях в интервале температур 300-1400 К.

Исследовалось взаимодействие серы с основными компонентами алюминиевых сплавов

1. 2Al+3/2S2→ Al S3;
2. Mg+1/2S2→ MgS;
3. Cu+1/2S2→ CuS;
4. Si+S2→ SiS2;
5. Mn +1/2S2→ MnS;
6. Fe+1/2S2→ FeS;

а также взаимодействие серы с газами, возможно присутствующими в сплавах Al- Si в аморфном и молекулярном состояниях:

7.Cl+1/2S2→ SCl2;
8. 2Cl+S2→ S2Cl2;
9. Cl 2+S2→ S2 Cl2;
10. 2Cl+1/2S2→ SCl2;
11. 2F2+1/2S2→ S F 4;
12. 6F+1/2S2→ S F 6;
13. 3F2+1/2S2→ S F 6;
14. 4F+1/2S2→ S F 4;
15. H2+1/2S2→ Н2S;
16. 2Н+1/2S2→ Н2S;

Для названных газов анализировались реакции взаимодействия с известными модификаторами Na и Sr:

17. 2 Na+1/2S2→ Na2 S;
18. Sr+1/2S2→ Sr S;
19. Na+ 1/2Cl2→ NaCl;
20. Na+ Cl→ NaCl;
21. Na+1/2 F2 →NaF;
22. Na+ F →NaF;
23. Na+1/2Н2→NaН;
24. Na+Н→NaН;
25. Sr+ Cl2→ Sr Cl2;
26. Sr+ 2Cl→ Sr Cl2;
27. Sr+ F2 → Sr F2;
28. Sr+ 2F → Sr F2;
29. Sr+1/2Н2→ SrН;
30. Sr+2Н→ SrН2;

Таким образом, был проведен анализ 30-ти реакций взаимодействия модификаторов с компонентами расплава и примесями.

Температурная зависимость изобарного потенциала реакции (∆G) взаимодействия вводимой серы с компонентами алюминиевых сплавов показывает, что (рис 1) наиболее вероятна реакция взаимодействия серы с магнием и наименее вероятна реакция взаимодействия с медью.

В случае наличия в сплаве натрия, стронция, т.е. при модифицировании этими элементами алюминиевых сплавов, сера будет взаимодействовать с натрием и стронцием, причем более активно со стронцием.

На графиках температурной зависимости изобарного потенциала реакции взаимодействия серы с компонентами алюминиевых сплавов наблюдаются изменения зависимостей при определенной температуре для различных реакций. Так для реакции взаимодействия магния с серой при температуре 923 К, что связано с агрегатными превращениями, что приводит к изменению энтальпии и энтропии, а следовательно, и изобарного потенциала (∆G).

Если в алюминиевом сплаве присутствуют хлор и фтор, то сера может реагировать с ними, причем, если эти газы находятся в аморфном состоянии, то взаимодействие с серой более вероятно (рис.2, 3). В интервале температур 300-1200 К самым активным реактивом является фтор. С повышением температуры сродство серы ко всем исследуемым элементам снижается. По значению изобарного потенциала следует вывод о возможности всех реакций между фтором, хлором и серой.

Рассматривая взаимодействие натрия с газами в алюминиевых сплавах (рис.4), наблюдается следующая закономерность. Наибольшей термодинамической вероятностью взаимодействия обладает фтор, затем хлор и водород. Однако, следует также невозможность реакции между натрием и молекулярным водородом, так как величина изобарного потенциала в этом случае больше нуля, а это, исходя из общих закономерностей химической термодинамики является условием невозможности протекания реакции взаимодействия.

Аналогичная картина наблюдается в присутствии стронция (рис. 5), который не может образовывать химические соединения с водородом, причем при состоянии водорода как в молекулярном, так и в аморфном положении.

Наибольшей термодинамической вероятностью взаимодействия обладает фтор.

Рассматривая реакции взаимодействия молекулярного хлора с модификаторами алюминиевых сплавов (серой, натрием, стронцием) видно, что степень сродства хлора к стронцию из названных модификаторов максимальна, затем идет натрий и сера (рис.6).

По-видимому, существует вероятность нейтрализации хлором модифицирующего действия стронция, затем образования хлорида стронция, в меньшей степени это сказывается на натрии и сере.
Нечто подобное наблюдается при взаимодействии водорода и фтора с модификаторами алюминиевых сплавов (серой, натрием, стронцием) (рис.7). В этом случае термодинамическая вероятность образования с водородом гидридов модификаторов значительно ниже и невозможна со стронцием.

Присутствие в алюминиевых сплавах хлора, фтора и водорода в атомарном состоянии (рис.8,9) может привести к образованию соединений с модификаторами Na, Sr и S, но вероятность их взаимодействия значительно ниже, чем в молекулярном состоянии, а в случае со стронцием взаимодействие стронция с атомарным водородом невозможно.

Таким образом, термодинамический анализ показывает, что при модифицировании алюминиевых сплавов серой в них не должны присутствовать фтор, натрий, стронций, так как это может привести к образованию сульфидов и к исчезновению модифицирующего эффекта. Следует отметить, что реакции взаимодействия стронция с водородом термодинамически невозможны и аналогичны реакциям натрия с молекулярным водородом.

Качественная рафинирующая и модифицирующая обработка силуминов на основе плавки вторичных шихтовых материалов может обеспечить высокие физико-механические, технологические и эксплуатационные свойства отливок.

На основании проведенных исследований была разработана гамма таблетированных препаратов:
– «Таблетка дегазирующая для доэвтектических и эвтектических силуминов, технического алюминия»;
– «Таблетка дегазирующая с модифицирующим эффектом для доэвтектических и эвтектических силуминов»;
– «Таблетка дегазирующая с модифицирующим эффектом комплексная для доэвтектических и эвтектических силуминов»;
– «Таблетка дегазирующая специальная для удаления магния и ЩЗМ»;
– «Таблетка дегазирующая с модифицирующим эффектом для заэвтектических силуминов»;
– «Таблетка дегазирующая для деформируемых и литейных сплавов на основе алюминия»;

Производство вышеперечисленных таблетированных препаратов осуществляет научно-производственное предприятие ОДО «Эвтектика» г. Минск

Сообщение Таблетированные препараты для рафинирования и модифицирования силуминов появились сначала на evtektika.

В подавляющей степени неметаллические включения представляют собой тугоплавкие оксиды, с температурой плавления превышающей температуру плавления сплава и представлены в форме твердых компактных частиц. Оксидные пленки в расплаве находятся в жидком состоянии, но имеют вязкость значительно выше расплавленного металла. Содержание перечисленных примесей можно существенно уменьшить. Этого можно добиться целым комплексом мероприятий включающую качественную отсечку шлаков, уменьшение эрозии футеровки плавильных агрегатов, выпускных желобов, разливочных и промежуточных ковшей, а так же с помощью фильтрации металла, используя различные варианты и способы фильтрования. Самым эффективным и простым способом фильтрации является использование высокотемпературных фильтровальных материалов для тонкой очистки расплавов черных и цветных металлов при их заливке в литейные формы.

При литье отливок из серого чугуна проблема отбела имеет место на многих предприятиях производящих литые заготовки. Графитизирующее модифицирование чугунов относится к числу неотъемлемых операций, гарантирующих требуемые технологические свойства материала и, прежде всего, хорошую обрабатываемость резанием, минимальную усадку. Использование модификаторов на основе ферросилиция с активными присадками (барий, цирконий, стронций, РЗМ), а так же отсутствие простых и надежных способов их ввода в расплав не обеспечивает в полной мере устранение структурно-свободного цементита и литье зачастую приходится браковать или подвергать высокотемпературному отжигу.

Для рафинирования и устранения отбела в чугунах ОДО «Эвтектика» разработало и изготавливает «Присадку графитизирующую для снятия отбела в чугуне» ТУ ВУ 100196035.008-2006. Присадка графитизирующая предназначена для комплексной внепечной обработки жидкого чугуна при заливке расплава в формы. Комплексная внепечная обработка включает «позднее» (в литейной форме) графитизирующее модифицирование расплава жидкого чугуна специальной вставкой (элемент модифицирующий) и тонкую фильтрацию расплава, обеспечиваемую использованием аппретированного фильтра (ЭФ).

Расплав, проходя через ЭКМФ, постепенно растворяет модифицирующий элемент, при этом улучшаются технологические свойства отливок и достигается максимальный графитизирующий эффект. Вставка изготавливается методом прессования порошковых материалов определенной фракции и химического состава. В качестве связующего используется вещество, которое ускоряет процесс растворения элемента модифицирующего, при этом оно усиливает графитизирующее воздействие на расплав.

Фильтрующий элемент фильтрует модифицированный расплав от неметаллических шлаковых включений , кроме того, он предотвращает размыв литейной формы. Таким образом снижается брак литья по неметаллическим включениям, засорам, а так же отбел. Причем последнее достигается при одновременном снижении расхода графитизирующего модификатора в 1,5-3 раз по сравнению с традиционными методами модифицирования. Как правило «Присадка графитизирующая» используется совместно с элементом фильтрующим.

Элемент фильтрующий предназначен для удаления неметаллических включений и газов из расплавов черных и цветных металлов, за счет механического задержания частиц, образования за сеткой зоны с ламинарным движением расплава и адгезионных процессов на границе раздела фильтрующий элемент –расплав.

Фильтр необходимого размера устанавливается в литниковую систему или непосредственно под литник между нижней и верхней опоками литейной формы. Фильтры изготавливаются на основе кремнеземных сеток (КС-11ЛА-ТО) с переплетением «ложный ажур». Для улучшения технологических и эксплуатационных свойств сетки пропитываются специальными связующими и подвергаются термообработке. Фильтры могут выпускаться листами, лентами или пластинами любых размеров (по пожелениям Заказчика). Интервал рабочих температур составляет 500-1550 0С. Использование фильтров позволяет существенно (в некоторых случаях на порядок) снизить брак отливок.

Рис. 1 – Внешний вид элемента модифицирующего и элемента фильтрующего

Рис. 2 – Схема расположения элемента комплексного модифицирующе-фильтрующего в литейной форме для производства ВЧШГ, где: 1 – элемент модифицирующий; 2 – элемент фильтрующий; 3 – ЭКМФ.

Технология использования ЭКМФ и элемента фильтрующего характеризуется простотой, легко вписывается в действующую технологию производства. Для более эффективного использования и предотвращения всплытия элемента модифицирующего может применяться дополнительное крепление в виде проволоки.
Технология использования ЭКМФ:
1. Установить в заранее подготовленную полуформу низа фильтрующую сетку на зумпф стояка так, чтобы центральная часть фильтра совпадала с осью стояка.
2. Произвести сборку формы таким образом, чтобы кромки фильтрующей сетки прижимались полуформами верха и низа.
3. Поместить модифицирующий элемент плоской поверхностью на фильтр, бросив его через стояк (рис. 2).
4. Произвести заливку формы согласно заданному технологическому процессу предприятия- потребителя.
Примечания:
а) Расход модифицирующего элемента составляет 0,05-0,15% от металлоемкости формы;
б) Габаритные размеры фильтрующей сетки должны превышать диаметр зумпфа на 15-40 мм;
в) Зона перекрытия стояка элементом модифицирующим по площади не должна превышать 30-40 %;
г) При использовании предлагаемой технологии время заливки формы практически не меняется и переделки оснастки не требуется.
д) Для оптимально эффективного использования ЭКМФ возможно необходима доработка формы стояка (либо его диаметра) (рис.3), а также определение химического состава чугуна;
е) Наше предприятие оказывает любую техническую и технологическую помощь, связанную с применением ЭКМФ.

Рис.3 Схема расположения ЭКМФ в усовершенствованных литейных формах: Использование по данным схемам ускоряет время заливки, предотвращает всплытие и способствует лучшему усвоению элемента модифицирующего

Данная технология была успешно опробована в промышленных масштабах в условиях чугунолитейного цеха РУП «МАЗ, ОАО «КАМАЗ-Металлургия», ОАО «Автодизель» и других предприятиях. Наши производственные мощности готовы обеспечить Вашу потребность.

Сообщение Устранение отбела в отливках из чугуна. Эффективная фильтрация черных и цветных металлов и сплавов. появились сначала на evtektika.

В последнее время силумины находят применение в качестве экономнолегированных поршневых сплавов, важнейшей характеристикой которых является однородность структуры при максимальном измельчении всех её составляющих. В связи с этим модифицирование структуры эвтектики одним из названных выше элементов практически утратило смысл, так как наряду с модифицированной эвтектикой в структуре обнаруживались дендритные включения αAl-твердого раствора и первичные выделения βSi-фазы. В конце прошлого столетия возникло новое направление, в основе которого лежит суспензионное литье. Его сущность заключается в том, что в жидкий металл вводятся ультрадисперсные тугоплавкие соединения типа оксидов, карбидов, нитридов и др., позволяющие получать тонко измельченную, однородную структуру сплавов с достаточно высокими механическими свойствами. Существуют и другие виды обработки расплава -ультразвук, горячая прокатка изделий и т.п. Тем не менее, эти технологии вызывают значительные трудности при их реализации в производственных условиях. Отказ от более простых и технологичных схем модифицирования обусловлен, очевидно, недостаточной изученностью процессов, протекающих при модифицировании силуминов.

В данной работе для выяснения механизма формирования структуры и свойств силуминов использовали метод компьютерного термического анализа (ТА) по кривой охлаждения пробы расплава с использованием разработанной в Белорусском национальном техническом университете микропроцессорной системы термического анализа [1].

Анализ процесса кристаллизации сплавов проводился путем определения температур фазовых превращений – температур ликвидус и эвтектического превращения. С этой целью по результатам ТА пробы расплава определяли производные температуры по времени первого и второго порядков и моменты времени, соответствующие их экстремальным значениям на участках выделения первичной и эвтектических фаз (рис.1).

Рисунок 1 – Кривая охлаждения пробы расплава (1); производные температуры по времени первого (2) и второго порядков (3)

Содержание кремния в сплавах находилось в пределах 9,0%, 12,5% и 20%, соответственно. Обсуждение полученных результатов проводилось с учетом фундаментальных исследований, изложенных в работах [2-4]. На рис.2 показаны характерные кривые охлаждения немодифицированных и модифицированных натрием силуминов с 9%, 12,5% и 20% кремния, а также заэвтектического сплава с добавкой 0,1% фосфора.

Рисунок 2 – Кривые охлаждения доэвтектического (а), эвтектического (б) и заэвтектического (в) силумина: 1 – немодифицированного; 2 – модифицированного 0,02% Na; 3 – модифицированного 0,1% P

На термограммах немодифицированных доэвтектических силуминов наблюдается два минимума. Первый минимум возникает вследствие переохлаждения при первичной кристаллизации α-твердого раствора кремния в алюминии, второй – при эвтектической кристаллизации с последующей рекалесценцией несколько ниже температуры плавления эвтектики. Иная картина наблюдается при модифицировании сплавов натрием. Вид кривых затвердевания модифицированной эвтектики отличается от кривых охлаждения немодифицированных сплавов. Во-первых, при наличии натрия отсутствует минимум, характерный для обычной эвтектики, а наблюдается округлый перегиб от участка кривой первичной кристаллизации к эвтектической остановке. Во-вторых, во всех модифицированных сплавах кристаллизация эвтектики протекает не при постоянной, а при понижающейся по времени температуре. Значительный перепад температуры начала и конца кристаллизации модифицированной эвтектики указывает на замедление скорости роста кристаллов кремния. Это связано с тем, что количество теплоты кристаллизации недостаточно для сохранения постоянной температуры. На рис.3 показаны микроструктуры исследуемых сплавов.

Рисунок 3 – Микроструктуры сплавов:
а) Al-9%Si, немодифицированный (x100);
б) Al-9%Si, модифицированный натрием (x100);
в) Al-12,5%Si, немодифицированный (x100);
г) Al-12,5%Si, модифицированный натрием (x100);
д) Al-12,5%Si, модифицированный фосфором (x100)

Видно, что у немодифицированного сплава эвтектические кристаллы кремния имеют форму пластин, которые в поле шлифа выглядят иглами. Форма кристаллов кремния во многом определяется его кристаллохимическим строением. Известно [5], что для кристаллов кремния, имеющих кристаллическую решетку типа алмаза, характерна ковалентная химическая связь между атомами, реализуемая в основном по плоскостям {111}. При росте из расплава даже в случае небольших переохлаждений эти плоскости получают преимущественное развитие, что приводит к образованию в структуре силуминов пластинчатых включений эвтектического кремния. Изучение пространственного расположения кристалла эвтектического кремния в немодифицированном силумине, выполненное автором работы [6] путем его послойного сошлифования, показало, что он представляет собой разветвленный дендрит (рис.4). При этом все ветви имеют четкую огранку. В структуре закристаллизовавшейся модифицированной эвтектики наблюдаются тонкодисперсные волокнистые включения кремния, а так же отдельные глобулярные включения [7]. Собственно эвтектика представляет собой композит, состоящий из αAl и βSi фаз.

Образование подобной структуры является определяющим фактором в улучшении механических свойств конструкционных сплавов типа АК9ч. Учитывая кооперативный рост фаз, естественно предположить, что на границах контакта кристаллизуемых включений образовались химические связи, обусловленные не только силами Ван-дер-Ваальса. В зависимости от взаимного расположения уровня Ферми, валентных зон, а так же состояния, в котором находятся валентные электроны, могут образовываться металлические, ковалентные или ионные связи. Образование гибридных связей во многом определяет свойство эвтектики. Следует отметить, что в зависимости от состава сплава, скорости охлаждения и других технологических параметров в структуре эвтектических силуминов наряду с модифицированной эвтектикой выпадают кристаллы αAl. (Рис.3,д)

Рисунок 4 – Модель кристалла эвтектического кремния в немодифицированном силумине [6]

Для более глубокого понимания процесса формирования включений кремния при кристаллизации эвтектики проводили исследования на заэвтектическом силумине с 20% Si. Для исследований использовали термический, металлографический, микрорентгеноспектральный методы анализа.

Из термограмм видно, что первичная кристаллизация заэвтектических сплавов сопровождается малозаметным тепловым эффектом вследствие сравнительного небольшого количества избыточного кремния. Характер кривых охлаждения в области кристаллизации эвтектики аналогичен кривым охлаждения в ранее рассмотренных случаях. Эвтектическая кристаллизация немодифицированного сплава протекает с заметным переохлаждением и плавным перегибом до конца затвердевания эвтектики.

Изучение микроструктур исследуемых сплавов позволило выявить следующее. Микроструктура кремния в немодифицированном заэвтектическом силумине в поле шлифа имеет грубокристаллическое дендритное строение (рис.4а). Под действием натрия первичные выделения кремния становятся компактными, приближаясь к сферической форме (рис.4б).

Рисунок 4 – Микроструктура сплава Al-20%Si (а) и распределение примесных атомов натрия и фосфора по сечению βSi – фазы (б и в соответственно). (x400) …….. [10]

Микрорентгеноспектральный анализ образцов силумина, модифицированного натрием, выполненный на установке JXA-5A, показал наличие примесных атомов натрия во включениях кремниевой βSi – фазы (рис.4б). Максимальное содержание примеси наблюдается в центре включения с постепенным снижением к поверхности кристалла.

В работе [9] автор рассматривает пути влияния примеси на форму роста кристаллов. Это влияние происходит в результате вхождения примеси в состав растущего кристалла, избирательно адсорбируясь по его определенным граням, развитие которых они тормозят, изменяя поверхностную энергию кристаллических граней по отношению к «среде». Первый путь, по мнению автора, является основным, это подтверждается результатами микрорентгеноспектрального анализа, а также измерением пикнометрической плотности кремния и параметра его решетки с примесью натрия (табл.1).

Таблица 1 – Влияние модифицирования на кристаллическую структуру первичного кремния [10]

Из данных таблицы 1 следует, что натрий увеличивает плотность включений βSi – фазы, по-видимому, способствуя росту металлической составляющей связи. Очевидным является факт активного взаимодействия вводимой добавки с первично кристаллизуемой фазой.

Изменение формы роста кристаллов, очевидно, приводит к замедлению процесса кристаллизации. Однако в результате длительного прохождения межкритического интервала температур это замедление протекает незаметно. Можно допустить, что к моменту достижения эвтектической температуры жидкая фаза в определенной мере за счет действия натрия пересыщается кремнием. Подтверждением этому служит хорошо известный факт смещения эвтектической концентрации сплава под влиянием присадок натрия к большему содержанию кремния. Эвтектическое превращение в силумине протекает при строго определенном соотношении фаз. Поэтому замедление скорости роста одной из кристаллизующихся фаз в эвтектике неизбежно приводит к заметному переохлаждению, а в структуре сплава обнаруживаются отдельные области αAl фазы. Подобная структура удовлетворяет сплавы конструкционного назначения. Однако не соответствует требованиям по структуре поршневых сплавов.

Для увеличения скорости кристаллизации кремния в работе использовали добавки общеизвестного модификатора заэвтектических силуминов-фосфора. Из приведенной на рис.2 термограммы следует, что обработка заэвтектического сплава фосфором повышает температуру ликвидуса на 10-120С. Эвтектическая кристаллизация при этом протекает по классической схеме. Теоретический вывод заключается в том, что решающая роль в структурообразовании эвтектики принадлежит βSi – фазе. Эвтектика в системе Al-Si кристаллизуется при строго определенном соотношении её составляющих. Нарушение этого равновесия приводит к вытеснению в окружающую жидкую фазу избытка её составляющих.

Практическое значение полученных результатов заключается в том, что создается возможность влияния на структурообразование силуминов с помощью микродобавок, вводимых на определенных этапах формирования фазовых составляющих сплавов. Основой для разработки комплексных присадок являются натрий и фосфор. Важно при этом учитывать функциональное назначение изготовленных из них деталей. Некоторые отливки из силуминов приведены на рис.5.

Понимание происходящих явлений при кристаллизации силуминов позволило ОДО «Эвтектика» разработать набор препаратов для получения требуемой микроструктуры и свойств силуминов для отливок различного функционального назначения:

• с целью модифицирования (измельчения) зерна α – твердого раствора «Препарат таблетированный комплексный ТУ BY 100196035.017-2009»;
• для модифицирования эвтектики (α +Si) -«Флюс покровно-рафинирующий с модифицирующим эффектом» ТУ РБ 100196035.005-2000 и «Таблетка дегазирующая с модифицирующим эффектом для доэвтектических и эвтектических силуминов» ТУ РБ 14744129.004-98;
• для модифицирования первичного кремния в заэвтектических силуминах (поршневые сплавы)- «Флюс покровно-рафинирующий для обработки заэвтектических силуминов» ТУ РБ 100196035.005-2000 и «Таблетка дегазирующая с модифицирующим эффектом для заэвтектических силуминов ТУ РБ 14744129.004-98;
• для устранения усадки в отливках –«Таблетка дегазирующая для деформируемых и литейных сплавов на основе алюминия» ТУ РБ 14744129.004-98.

Вышеназванные, а так же другие таблетированные и флюсовые препараты производятся специализированным научно-производственным предпрятием ОДО «Эвтектика» г.Минск, Беларусь. Препараты и технологические консультации можно получать только в официальном представительстве ОДО в Украине – в ООО «САС – Инженерная Компания» г. Киев. Таким образом, воздействуя и управляя механизмом структурообразования силуминов с помощью модификаторов при кристаллизации литейщики способны обеспечивать стабильное производство высококачественных отливок, понимая определяющую роль ЭВТЕКТИКИ в достижении положительных результатов.

Сообщение Анализ влияния натрия и фосфора на кристаллизацию кремния в силуминах появились сначала на evtektika.

В настоящей работе обобщён пятнадцатилетний опыт создания эффективных препаратов научно-производственным предприятием ОДО «Эвтектика» г. Минск.

В его номенклатуре более сорока наименований рафинирующих и модифицирующих флюсов, таблетированных препаратов, технологических покрытий, смазок, красок, модификаторов и т. д.

Все они потребляются ведущими заводами Российской Федерации, Украины, Республики Беларусь и стран дальнего зарубежья.Наша продукция
Теоретической базой в производстве необходимых материалов являлись современные представления о физико-химических процессах, протекающих при плавке алюминиевых сплавов и собственные исследования в данной области.

“В настоящей статье будут приведены примеры парктического использования флюсов производства ОДО “Эвтектика”: флюса покровно-рафинирующий, композиции флюсовой комплексной с модифицирующим эффектом, флюса покровно-рафинирующего с модифицирующим эффектом, флюса покровно-рафинирующего для обработки заэвтектических силуминов, таблетки дегазирующей для доэвтектических и заэвтектических силуминов, технического алюминия, препарата таблетированного комплексного и таблетки дегазирующей для деформируемых и литейных сплавов на основе алюминия.”

Известно, что качество алюминиевых сплавов, а также изделий из них, в значительной степени зависит от чистоты металла по неметаллическим включениям. Основными неметаллическими включениями в алюминиевых сплавах являются: оксид алюминия (твердая примесь) и водород (газовая примесь). Именно поэтому один из главных элементов современной технологии производства отливок из алюминиевых сплавов – это очистка или рафинирование расплава от инородных включений.

Разработка флюсовой композиции для удаления неметаллических включений и других твердых фаз, находящихся в расплаве, производилась с учетом процессов адгезии компонентов флюса по отношению к оксидам и жидкому металлу. В первом случае величина работы адгезии должна быть максимальной. Принципиальная схема офлюсования неметаллических включений в расплаве показана на рис. 1.

Фундаментальная схема офлюсовывыния неметаллических включений в расплаве показывает, что процессы протекают на границе раздела фаз. В печах стационарного типа крайне затруднительно выполнить данное условие. В некоторых цехах для интенсификации химических реакций используют метод Точинского А.С. и Р. Перрена, который применяют в металлургии стали. Сущность его заключается в смешивании жидкого флюса и металла в ковше. При заливке в ковш с некоторой высоты образуется металлофлюсовая эмульсия, способствующая ускорению протекания соответствующих реакций. Внедрение в производство роторных печей устранило недостаток стационарных печей.

В качестве эффективного компонента флюса для удаления твёрдых неметаллических включений (оксидов алюминия) используется криолит. Из теории металлургии алюминия следует, что криолит растворяет глинозем и имеет пониженные значения смачиваемости алюминия. Из практики литья алюминиевых сплавов известно, что криолит растворяет оксид алюминия, однако этот процесс достаточно сложен. Количество растворенного оксида алюминия составляет небольшую величину. Рафинирующее действие флюса, содержащего криолит, определяется адсорбционными способностями Na3AlF6. Смачивающую и растворяющую роль флюса по отношению к А12О3 повышает также СаF2, который вводится в состав флюса, как правило, в количестве 3 – 5%.
Состав флюса для удаления твердых включений определяется многими факторами. Прежде всего должно быть обеспечено расплавление флюса раньше расплавления металла, чем обеспечивается предотвращение контакта загружаемой шихты с печной атмосферой. После взаимодействия с расплавом продукты реакции, состоящие из компонентов флюса и твердых включений должны становиться сыпучими и легкоскачиваемыми с зеркала жидкого сплава.

Исследования протекания встречных химических реакций при обработке расплава алюминия различными рафинирующими веществами позволили определить оптимальный компонентный состав соединений для создания флюсовой композиции. Учитывалась также способность криолита увеличивать вязкость флюса и провоцировать самовозгорание шлаковой фазы. Поэтому в состав флюсовой композиции вводили вещества, нейтрализующие его негативные факторы.

На основании многолетних исследований разработаны варианты составов рафинирующих флюсов, учитывающих тип плавильного агрегата, условия плавки и используемые шихтовые материалы. Например, при плавке в роторной печи алюминиевого лома фирмы ООО “Талко” (Украина) металлический выход составил 96% при высокой чистоте по твердым инородным включениям.,
Выше отмечалось, что на качество алюминиевого литья большое влияние оказывает газовая пористость, основным источником которой является водород. В жидком металле при температуре Тпл + 100 °С растворяется до 1 см3 / 100 г., после затвердевания при t = 20 °С растворимость снижается до 0,05 см3 / 100 г металла. Следует отметить, что величина растворимости водорода в алюминии значительно ниже по сравнению, например, с никелем или магнием.

Однако, для процесса выделения водорода из расплава при его кристаллизации определяющее значение имеет коэффициент потенциального пересыщения расплава “П”, определяемый из уравнения:
П=([Н]ме.ж.-[Н]ме.тв.)/[Н]ме.тв.
где [Н] – содержание растворенного водорода в жидком и твердом металле при температуре кристаллизации.

У алюминия параметр “П” равен 13. Поэтому для алюминия весьма вероятно поражение газовой пористостью водородного происхождения, несмотря на то, что он обладает сравнительно невысокой растворимостью в жидком состоянии.

Для удаления газов из алюминиевых расплавов используется дегазация путем продувки жидкого металла инертными и активными газами. Эффективность подобной обработки низкая, т.к. основное газовыделение происходит в интервале кристаллизации, увеличиваясь при снижении температуры. Вязкость металла также возрастает. Исключением является продувка хлором, который относится к веществам повышенной токсичности.

На рис. 2 приведена схема образования газоусадочной пористости при затвердевании отливки. Видно, что дефекты отливок располагаются, в основном, по границам дендритов затвердевающей фазы.

Принято считать, что движущейся силой при дегазации алюминиевых сплавов путём продувки газами является разность парциальных давлений между водородом в металле (РН>0) и пузырьке (РН>=0).

Эффективность действия хлора на газосодержание в алюминиевых сплавах объясняется образованием большого количества мельчайших пузырьков AlCl3 (Ткип=180 ˚С), которые пронизывают металл в значительно большем объёме, чем при продувке инертным газом. Разработаны и используются на практике различные методы продувки, измельчающие пузырьки вдуваемого газа. Это должно уменьшать путь диффузии атомов водорода к газовому пузырьку. Однако не принимаются во внимание следующие факторы. Атомы водорода имеет значительно меньший размер атомов алюминия, что обуславливает высокую скорость диффузии его протонов Н+е. Следовательно, расстояние атомов водорода от газовых пузырьков не является лимитирующим звеном процесса дегазации металла. Не учитывается так же взаимодействие водорода и хлора с образованием HCl.

Анализ взаимодействия водорода с другими элементами показал, что сера наряду с образованием газовой фазы в алюминиевых сплавах может взаимодействовать с водородом. Автором работы предложена технология удаления водорода из алюминиевых сплавов путем продувки жидкого металла серой. Рафинирующее действие которой определяется ее взаимодействием с водородом, с образованием соединения Н2S. Одновременно дегазация происходит за счет возникновения в расплаве значительного количества пузырьков газообразной серы. Последняя, обладая высокой упругостью пара (Ткип = 445 °С ), находится в расплаве в парообразном состоянии и выделяется на поверхность. При этом на пузырьках газообразной серы адсорбируется водород и твердые неметаллические включения, связанные в комплексы, например А1203*[Н]+. Таким образом, введение серы в расплав позволяет реализовать классическую схему адсорбционного рафинирования: введение и образование в расплаве газа, адсорбция других газов и твердых неметаллических включений, всплывание пузырьков и удаление их из расплава.

Расчеты показывают, что обработка 500 кг расплава добавкой серы в количестве 0,05% от его массы позволяет получить объем газообразной серы в 1,5…2,0 раза превышающий объем аргона, продуваемый через такое же количество металла в течение 7…10 мин. Так как эффективность рафинирования определяется длительностью существования газовых пузырьков и их суммарной поверхностью, то обработка расплава серой более эффективна.

Важным при разработке рафинирующих препаратов является их использование в производственных условиях. Ввод порошковой серы с помощью колокольчика не обеспечивает устойчивого воздействия ввиду ее интенсивного испарения при температуре обработки с образованием крупных газовых пузырей паров серы, которые выносятся на поверхность расплава без взаимодействия с ним. Разработаны варианты ввода порошковой серы в потоке азота или аргона.

В дальнейшем исследования были направлены на создание серосодержащих композиций, обладающих максимальным усвоением серы. Результатом этих разработок явилось создание таблетированных препаратов, обладающих высокой эффективностью рафинирования алюминиевых сплавов.

Как следует из вышеизложенного, водород является исключительно вредной примесью в алюминиевых сплавах, образуя газовую пористость, что является причиной негерметичности отливок и низких механических свойств. Поэтому подавляющее большинство исследований направлено на разработку способов удаления водорода из металла.

Однако, в последнее время появляются разработки, отмечающее положительное влияние водорода на процесс кристаллизации силуминов, что в свою очередь улучшает механические и технологические свойства.

Установлено, что характер влияния водорода на кристаллизацию алюминиевых сплавов определяется его агрегатным состоянием. Находясь в молекулярном виде пары водорода концентрируются преимущественно в зоне усадки, образуя сквозные усадочные раковины. Иная картина наблюдается, когда водород растворяется в жидком расплаве только в атомарном виде. Выделяясь в процессе кристаллизации отливки водород создает повышенное парциальное давление, компенсирующее усадку кристаллизующегося расплава в тепловых узлах отливки. При этом отливка получается без усадочной рыхлоты и сквозной пористости.

Разработка газифицирующих препаратов является сложной задачей, которая успешно решена специалистами ОДО “Эвтектика” и активно внедряется в производство.
Промышленное внедрение разработанного препарата произведено в условиях литейного завода ОАО “КАМАЗ-Металлургия”. Обрабатывался сплав АК9ч, предназначенный для заливки отливок “картер маховика”, получаемых методом литья под низким давлением.

Результаты плавок показали, что применение наводораживающего флюса совместно с другими препаратами позволило снизить брак по литью в 2 раза. При этом пористость отливок не превышает 1-го балла, а индекс, плотности находится в пределах 4…6 %, при существующих требованиях <= 10 %. Такой препарат включен в нормы расхода действующего технологического процесса.
Следующим этапом в процессе производства качественных сплавов является разработка процесса модифицирования, обеспечивающего получение требуемой макро- и микроструктуры в отливках. В первую очередь это относится к алюминиевым литейным сплавам – силуминам.

В большинстве случаев эффект действия этих препаратов зависит от степени их усвоения расплавом и возможности взаимодействовать с компонентами сплава, примесями, рафинирующими добавками и между собой. Вероятность протекания таких реакций, их последовательность, избирательный характер взаимодействия элементов, пределы протекания реакций в различных температурных условиях для алюминиевых сплавов исследованы недостаточно.

Применение термодинамических исследований и расчетов наиболее вероятных реакций, протекающих в расплаве при введении комплексной присадки позволяют однозначно решить вопрос о наиболее возможной эффективности того или иного элемента в составе препарата.

В настоящей работе исследованы различные реакции взаимодействия таких модификаторов как натрий, стронций, сера, фосфор и редкоземельные элементы с компонентами, примесями алюминиевых сплавов и между собой. Термодинамический расчет параметров взаимодействия указанных элементов позволяет сделать вывод о совместимости каждого химического элемента при их одновременном вводе в алюминиевый расплав с целью его модифицирования.

Для сравнительных исследований способности одних веществ вступать во взаимодействие с другими нет необходимости в высокой точности воспроизводства термодинамических расчетов. Поэтому, в качестве основного метода для исследований принят ускоренный приближенный метод расчета равновесия химических реакций, результаты которых приведены в работе.
С целью изучения структурообразования в сплавах системы А1 – Si выплавлялись образцы с содержанием кремния 9,0 %, 12,5 % и 20,0 % соответственно, которые подвергались термическому анализу. В качестве модификаторов использовали Na (0,02 %) и Р (0,1 %). Характерные кривые охлаждения показаны на рис. 3.

На термограммах немодифицированных силуминов наблюдается два минимума.

Первый минимум возникает вследствие переохлаждения при первичной кристаллизации α-твердого раствора кремния в алюминии.

Второй – при эвтектической кристаллизации с последующей рекалесценцией несколько ниже температуры плавления эвтектики.

Иная картина наблюдается при модифицировании сплавов натрием. Вид кривых затвердевания модифицированной эвтектики отличается от кривых охлаждения немодифицированных сплавов.

Во-первых, при наличии натрия отсутствует минимум, характерный для обычной эвтектики, а наблюдается округлый перегиб от участка кривой первичной кристаллизации к эвтектической остановке.

Во-вторых, во всех модифицированных сплавах кристаллизация эвтектики протекает не при постоянной, а при понижающейся во времени температуре. Значительный перепад температуры начала и конца кристаллизации модифицированной эвтектики указывает на замедление скорости роста кристаллов кремния. Это связано с тем, что количество теплоты кристаллизации недостаточно для сохранения постоянной температуры. На рис. 4. показаны микроструктуры исследуемых сплавов.

Из рисунка видно, что у немодифицированного сплава эвтектические кристаллы кремния имеют форму пластин, которые в поле шлифа выглядят иглами. Форма кристаллов кремния во многом определяется его кристаллохимичеким строением. Известно, что для кристаллов кремния, имеющих кристаллическую решетку типа алмаза, характерна ковалентная химическая связь между атомами, реализуемая, в основном, по плоскостям {111}. При росте из расплава даже в случае небольших переохлаждений эти плоскости получают преимущественное развитие, что приводит к образованию в структуре силуминов пластинчатых включений эвтектического кремния. В структуре закристаллизовавшейся модифицированной эвтектики наблюдаются тонкодисперсные волокнистые включения кремния. Собственно, эвтектика представляет собой композит, состоящий из αAl- и βSi-фаз. Образование подобной структуры является определяющим фактором в улучшении механических свойств конструкционных сплавов АК9ч. Следует отметить, что в зависимости от состава сплава, скорости охлаждения и других технологических параметров в структуре эвтектических силуминов наряду с модифицированной эвтектикой выпадают кристаллы αAl и первичного кремния. Однако подобная структура не сказывается отрицательно на свойствах отливок конструкционного назначения.

Совершенно иные требования предъявляются к экономно-легированым поршневым сплавам, важнейшей характеристикой которых является однородность структуры при максимальном измельчении всех составляющих. Определяющую роль в формировании подобной структуры играет фосфор. Из термограмм заэвтектического сплава с добавкой фосфора следует, что температура ликвидус повышается на 10…12 °С, что свидетельствует о более легком механизме образования первичных кристаллов кремния на изоморфных ему частицах АlР. Не замечено, также, существенное влияние фосфора на эвтектическую кристаллизацию сплава.

Таким образом, фосфор может являться одним из основных компонентов при создании модифицирующей композиции для поршневых заэвтектических сплавов.
В заключение на рис. 5 приведены отливки различного функционального назначения из алюминиевых сплавов, изготовленные на оборудовании фирмы LPM (Италия), требуемая микроструктура и свойства которых обеспечиваются следующими препаратами ОДО “Эвтектика”:

Флюс покровно-рафинирующий ТУ РБ 100196035.005-2000;
Композиция флюсовая комплексная с модифицирующим эффектом ТУ ВУ 100196035.018-2010;
Флюс покровно-рафинирующий с модифицирующим эффектом ТУ РБ 100196035.005-2000;
Флюс покровно-рафинирующий для обработки заэвтектических силуминов ТУ РБ 100196035.005-2000;
Таблетка дегазирующая для доэвтектических и заэвтектических силуминов, технического алюминия ТУ РБ 14744129.004-98;
Препарат таблетированный комплексный ТУ ВУ 100196035/017-2009
Таблетка дегазирующая для деформируемых и литейных сплавов на основе алюминия ТУ РБ 14744129.004-98;
Правильное построение технологического процесса производства отливок с применением оптимальных методов печной и внепечной обработки эффективными дегазирующими, рафинирующими и модифицирующими препаратами обеспечивает требуемые физико-механические свойства сплава и стабильное качество литья.

Сообщение Комплексные препараты для рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов появились сначала на evtektika.