Введение к работе
--'--
Актуальность темы. Заэвтектические силумины ( .сплавы на основе алюминия с 15-25 Z кремния ) относят к естественным композиционным материалам, обладающими, важными для, практики свойствами, та-
ккми как повышенный модуль упругости, повышенная износостойкость
при удовлетворительных характеристиках прочности и пластичности.
До последнего . времени эти сплата применяли только для произ-. водства фасонных отливок, гранул й жидкой хтампоьки, так к.ак классические методы металлургий ( производство слитков и их деформацию ) не удавалось использовать из-за формирования грубых^ кристал-'" лов первичного кремния и малой технологический пластичности мате-" риала.
. Разработки последних лет по-модифицированию структуры слитков ' ,зазвтектических силуминов позволили увеличить пластичность, и раз-' работать технологию производства горячепрессованных полуфабрика-
.' тов. ' '"'" "' "
Экономически выгодно применять для производства зачвтектичес-ких силуминов углетермический силумин используя процессы рафинирования, модифицирования и делегирования. Однако такой силумин ( например, производства Запорожского алюминиевого комбината ) содержит до 10 7. твердых неметаллических включений и металлических примесей.
В этой связи разработка универсального комбинированного мето-
да рафинирования алюминиевых сплавов от металлических и неметадли- ческих примесей и последовательное изучение структуры и механических свойств очищенных вазвтектических силуминов, несомненно, яаля-
ютсл актуальными задачами. -
Цель работы. В. процессе теоретического и экспериментального изучения различных вариантов Фильтрования зазвтоктических силуминов от металлических и неметаллических примесей решены следующие задачи.
1. Исследовано развитие акустической канитации в ш^мйннрбок-ремниевых расплавах. 2. Определены оптимальные релимы фильтрования Уа.'тчч'кті";*ч;ких
силуминов в центробежных и кавитационных полях.
-
Разработана комплексная эффективная технология рафинирования первичного электротермического силумина от примесей железа, титана, избыточного кремния и оксида алюминия.
-
Изучены структура и механические'свойства очищенного силумина в литом и деформированном состоянии в сравнении их со структурой и свойствами синтетического сплава.
Научная новизна. Впервые проведено систематическое исследова
ние комплексной обработки расплава заэвтектических силуминов в
центробежных и ультразвуковых полях и показано, что для эффектив
ного рафинирования ( очистки от неметаллических примесей - оксида
алюминия и металличесімх примесей - титана, железа, а также крем
ния ) целесообразно в начале центрифугировать расплав, а затем
проводить фильтрование через многослойные сетчатые фильтры в режи
ме развитой кавитации. .
Методом контроля кавитацконного шума изучено влияние концентрации первичного кремния в вазвтектическом силумине на переход от пороговых-режимов кавитации к режиму развитой кавитации при ультразвуковом фильтровании расплава. Тем самым экспериментально установлены оптимальные режимы ультразвукового фильтрования заэв-тиктических силуминов в поле акустической кавитации. В отличие от стандартных алюминиевых сплавов и технического алюминия пороговые значения перехода к режиму развитой кавитации при обработке расплавов заэвтектических силуминов повышаются на 25-30 Z.
О применением нейтронно-активационного метода контроля чисто-, ты алюминиевых сплавов по оксиду алюминия и химическому анализу установлено, что в результате предложенной комплексной обработки расплава из заэвтектического силумина с 36 % Si» 2 % Fe, 1 % Ті и 1 z AI0O3 можно получить силумин с 21 Z Si, 1 Z Fe, 0.3 X Ті и менее 0.02 % оксида алюминия.
Исследования структуры и свойств силуминов показывают, что при ссчетаяии филмрования в поле акустической кавитации с модифицировании фосфором 'размеры первичных кристаллов кремнии уменьшается и составляют 10-60 мкм.
- б -
Практическая ценность и реализация результатов ксследованил, Найденные оптимальные условия фильтрования заэвтектически:: силуминов от примесей железа, титана, избыточного кремнии и оксида алюминия в центробежных и каьитационных полях могут использоваться в качестве базовой технологии для переработки различных алюминиевых сплавов, загрязненных этими примесями. Разработана опытная технология рафинирования от железа, титана, оксида алюминия и кремния первичного электротермического алюмишшвокремниевого сплава. Изменяя температуру процесса фнльтроёания, можно получить силумин с заданным содержанием кремния. Предлагаемая технология проделана .в укрупненно-лабораторных условиях и позволяет пслучить силумин с содержанием:кремния. 21 %. Рассмотрены возможности утилизации образующихся шлаков.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
пяти глав, выводов и списка литературы. Она изложена на 18В стра
ницах, включая 38 рисунков. 32 таблицы; список литературы содержит
153 наименования.