Ефективність процесу електромагнітної обробки при виробництві гетерогенних ендогенних та екзогенних композитів на основі алюмінію

Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.3-10

Анотація

УДК 621.7.044.7:669.716

Досліджено вплив комплексних магнітно-динамічних вібраційних дій на розплави ливарних алюмінієвих сплавів АК7, АК12, АК12М2МгН при одержанні литих композиційних матеріалів, що армовані дисперсними частинками. Вивчено чотири способи введення в алюмоматричні сплави зміцнюючих частинок, оцінено їх ефективність та перспективність нових технологій. 
Визначено переваги та недоліки кожного з методів ведення частинок у розплави, сформульовано рекомендації щодо доцільності їх використання. Виконано оцінку рівномірності розподілу зміцнюючих частинок в металевій матриці, розмір міжфазної поверхні та ступінь змочування частинок алюмінієвим розплавом. Встановлено вплив зміцнюючих часток на процеси формування поверхонь тертя та трибологічні властивості матеріалів. Показано зниження зносу композиційних матеріалів порівняно з алюмінієвим сплавом АК7 в 1,3-1,4 рази при однаковому коефіцієнті тертя. Збільшення тривалості електромагнітної обробки з вібрацією сприяє підвищенню зносостійкості КМ. Технологію, за якою змічнюючі частинки (розміром 160-200 мкм) вводять у розплав лігатурою, можна впроваджувати для виробництва деталей триботехнічного призначення. Оптимальним режимом комплексної обробки визначено: індукція змінного магнітного поля МГД-обробки 0,07-0,09 Тл; амплітуда вібрації 0,4-0,5 мм, частота 100 Гц; тривалість обробки не менше 6 хвилин. При такій технології розміри зміцнювача не можуть бути меншими 100 мкм, що ефективно підвищує і механічні властивості КМ, за рахунок модифікування литої мікроструктури в алюмінієвій матриці. Для одержання композиційних матеріалів з підвищеними функціональними властивостями доцільно застосовувати високоенергетичні впливи, що можуть ефективно подрібнити зміцнювач безпосередньо в розплаві без його окислення або деградації, наприклад, плазмовою або лазерною обробками.