Розробка оптимальних технологічних режимів одержання композиційних матеріалів за моделями, що газифікуються

Processy litʹâ, 2020, Tom 140, №2, p.37-42

Анотація

Надійшла 05.05.2020

УДК 621.74.074:546.261

Розроблено технологічні режими лиття втулок із композиційних матеріалів лігатурним методом за моделями, які газифікуються. Лиття за моделями, що газифікуються (ЛМГ) в даний час є одним з ефективних і перспективних способів отримання високоякісних виливків, які мають задану розмірну точністю, необхідну чистоту поверхні не гірше ніж при литті за моделями, що виплавляються. Дедалі більшого поширення ЛМГ-процес знаходить при виробництві виробів з  алюмінієвих сплавів. На відміну від ЛМГ-процесу виробництва виливків з легованих сталей, чавунів і мідних сплавів для лиття виливків з алюмінієвих сплавів застосовують пінополістирол меншої щільності та більший залишковий тиск у вакуумній формі, який підтримується на рівні 40−50 кПа. Базовим сплавом для одержання композиційних матеріалів був ливарний алюмінієвий сплав АК7. В якості армуючих елементів використовували відходи твердого сплаву ВК6 та карбід кремнію дисперсністю 60−600 мкм в кількості 5 %мас, які вводили в алюмінієвий розплав за допомогою лігатур. Завчасно їх було одержано методом примусового просочування дисперсних частинок у вакуумі розплавом АК7. Плавку проводили в індукційній печі в графітовому тиглі. Після розплавлення матричного сплаву АК7, розплав перегрівали на 150−200 0С вище температури ліквідус. Аналіз експериментальних результатів показав, що для отримання високоякісних виливків методом ЛМГ необхідно дотримуватися наступних параметрів плавки і лиття: tпер= 880− 890 0С (для АК7-5 %мас. ВК) і t пер= 910−920 0С (для АК7-5 %мас. SiC), витримка 8-10 хв. і t зал= 820−830 0С. При цьому щільність пінополістиролових моделей повинна знаходитись в інтервалі від 0,022 г/см3 до 0,024 г/см3. Виготовлено дослідну партію підшипників ковзання і проведено їх промислове випробування на підприємстві ТзДВ «Гал-Кат». Випробування показали, що розроблені композиційні матеріали можуть бути використані у вузлах тертя, як альтернативний замінник бронзи. При цьому досягається зниження маси деталі в 3 рази, а також зниження вартості за рахунок меншої ціни матеріалу.