Введение к работе
Актуальность работы. В современных условиях важной является задача разработки новых и совершенствования существующих технологических процессов с целью повышения качества продукции, экономии дефицитных и дорогостоящих материалов, улучшения экономических показателей. Качество изделий, полученных обработкой давлением, в значительной степени определяется структурой и уровнем свойств литого металла, его физической и химической однородностью.
Получение качественных изделий из латуней с небольшим (до 10%) содержанием цинка (например, латуни Л96) сопряжено с трудностями, вызванными нестабильностью процесса обработки металла давлением, обусловленной различными пластическими свойствами литого металла; изменением структуры шихтовых материалов; возросшими требованиями по экологичности технологического процесса.
Диссертационная работа посвящена разработке технологического процесса полунепрерывного литья низколегированной латуни Л96, обеспечивающего высокое качество слитков и снижение температурно-силовых параметров пластической обработки. Работа выполнялась с использованием углубленных методов исследования структуры и свойств, с проведением экспериментов в лабораторных и промышленных условиях.
Цель работы. Комплексное исследование особенностей формирования структуры и свойств слитков латуни Л96 в условиях полунепрерывного литья и использования полученных данных для совершенствования существующих технологических процессов.
Основное внимание было уделено решению следующих задач:
- изучению влияния примесей и инокулируювдх добавок на структуру и свойства слитков при использовании в структуре шихтовых материалов ломов;
исследованию возможности использования жидких шлаков в качестве покрова в кристаллизаторе при полунепрерывном литье с целью совершенствования технологии разливки латуни Л96;
выявлению особенностей тештофизических условий в формировании кристаллической структуры в сплаве при полунепрерывной разливке с целью управления процессом формирования структуры и свойств;
изучению структурно-чувствительных характеристик сплава и взаимосвязи свойств металла в жидком и твердом состоянии с целью разработки научно обоснованных режимов плавки и разливки;
исследованию механических свойств сплава при высоких температурах.
Научная новизна. Установлены особенности кристаллизации низколегированной латуни Л96 в условиях интенсивного внешнего охлаждения. Уточнены допустимые пределы примесей (Fe,S) в латуни Л96, позволяющие расширить композицию металлошихты для получения качественных слитков из этого сплава. Обоснована реальная возможность компенсации влияния примесей легирующими компонентами при использовании в шихте высокосортных ломов и отходов собственного производства.
Изучены структурно-чувствительные характеристики латуни Л96, установлена взаимосвязь жидкого и твердого состояний сплава и на ее основе назначен научно обоснованный регламент плавки и разливки.
Впервые исследованы механические свойства латуни Л96 при температурах 850...890 С, в результате чего выданы рекомендации по изменению технологического процесса литья и обработки.
Практическая ценность работы. Предложены и внедрены составы шлакообразующих смесей, позволяющие надежно защитить расплав в кристаллизаторе от окисления, получить литую структуру, предпочтительную для пластической обработки, снизить температурно-силовые параметры прессования, повысить стойкость прессового инструмента, увеличить
долю ломов в структуре шихтовых материалов, улучшить экологическую обстановку в литейном цехе.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: "Проблемы разливки и кристаллизации стали и сплавов" (Киев, 1994 г.); "Наукоемкие технологии и проблемы их внедрения в машиностроительной и металлургической промышленностях" (Комсомольск-на-Амуре, 1994г.); "Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века" (Магнитогорск, 1996 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов по работе, заключения и приложений, содержит 178 страниц машинописного текста, 43 рисунка, 16 таблиц и список использованных источников из 118 наименований.