Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 7
1.1. Влияние технологических параметров разливки на
формирование структуры и свойств сплавов 7
1. 2. Формирование кристаллической структуры слитков в условиях
внешних воздействий 11
1.2.1. Воздействие микрохолодильников и жидких
охлаждающих сред на процесс затвердевания отливок 13
-
Механическое перемешивание расплава 16
-
Электромагнитное перемешивание расплава 17
-
Вибрационная обработка затвердевающих сплавов 21
1.3. Особенности получения качественных слитков меди и
кадмиевой бронзы способом непрерывного литья 25
-
4. Задачи исследования 31
-
МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ 32 2. 1. Оборудование и материалы, использованные в работе 32 2. 2. Исследование макроструктуры литых заготовок 33 2. 3. Исследование микроструктуры литых заготовок 35 2. 4. Метод статистической обработки экспериментальных данных 36
-
5. Последовательный симплекс метод 38
-
ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МЕДИ
3. 1. Определение оптимальных параметров вибрационного воздействия при литье меди
3.2. Механизм воздействия вибрации на процесс формирования
кристаллического строения слитков меди 58
3.3. Влияние вибрации на механические свойства меди 70
-
4. Выводы по главе 3 78
-
ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА
БРОНЗЫ БрКдІ 80
4.1. Влияние вибрации на структуру слитков из бронзы марки
БрКдІ 80
-
Влияние параметров вибрационного воздействия на распределение кадмия по сечению слитков бронзы БрКдІ 88
-
Промышленное испытание технологии вибрационной
обработки кадмиевой бронзы БрКд 1 102
4. 5. Выводы по главе 4 112
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 114
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 117
ПРИЛОЖЕНИЯ 129
Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время во всех отраслях промышленности широко используется продукция из меди и сплавов на основе меди. Среди металлов медь занимает особое место благодаря высокой электропроводности и теплопроводности. По электропроводности медь уступает только серебру и поэтому является важнейшим проводниковым материалом. Она обладает высокой коррозионной стойкостью и технологичностью, что обуславливает ее широкое применение в промышленности как в чистом виде, так и в виде сплавов.
Основной объем меди и сплавов на основе меди потребляется промышленностью в виде деформированных полуфабрикатов, производство которых непрерывно растет. Научно-технический прогресс в отраслях промышленности, использующих медь и медные сплавы, вызывает непрерывное повышение требований к качеству деформированных полуфабрикатов и деталей, изготавливаемых из медного проката.
Получение качественных слитков из меди и кадмиевой бронзы БрКдІ связано с определенными трудностями. В процессе производства литых заготовок имеет место значительная доля брака по причине образования внутренних и поверхностных дефектов. При литье меди в слитках, как правило, формируется крупнозернистая столбчатая структура, обладающая большой анизотропией свойств, а при литье кадмиевой бронзы имеет место обратная ликвация кадмия, приводящая к неоднородности химического состава и, как следствие, к неравномерности механических свойств по сечению слитка. Появление ликвата на поверхности слитков приводит к преждевременному износу гильзы кристаллизатора и значительно снижает качество поверхности слитка.
Для повышения технологичности сплава необходимо при литье обеспечить равномерное распределение легирующего компонента по сечению слитка, а также получить благоприятную с точки зрения пластической обработки структуру литых заготовок. Одним из способов
5 решения вышеперечисленных проблем является применение вибрационной обработки расплава в кристаллизаторе при непрерывном и полунепрерывном литье.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что исследование влияния вибрационной обработки на структуру и свойства меди и медных сплавов, а также разработка технологического регламента полунепрерывного литья слитков из этих сплавов с использованием вибрационного воздействия на расплав в кристаллизаторе является в настоящее время важной и актуальной.
Цель работы
Исследование особенностей формирования структуры и свойств слитков меди и медных сплавов, склонных к ликвации и образованию трещин, при вибрационном воздействии на расплав в процессе кристаллизации при полунепрерывном литье.
Основное внимание было уделено решению следующих задач: исследованию влияния вибрации на формирование структуры и свойств меди и кадмиевой бронзы БрКдІ; определению оптимальных параметров вибрации, обеспечивающих получение мелкокристаллической структуры и высокий уровень механических свойств сплавов; разработке технологического регламента полунепрерывного литья медных сплавов с применением вибрации, позволяющей получать качественные литые заготовки.
Научная новизна
1. Установлены и обоснованы параметры вибрационного воздействия на кристаллизующийся расплав меди и кадмиевой бронзы БрКдІ, обеспечивающие формирование мелкокристаллической структуры, снижение ликвации в слитках и повышение уровня механических свойств.
Получены регрессионные зависимости параметров структуры и свойств меди от частоты и амплитуды вибрации.
Установлена закономерность распределения кадмия по сечению слитков кадмиевой бронзы БрКдІ при вибрационной обработке расплава в процессе полунепрерывного литья.
Уточнены и расширены представления о механизме вибрационного воздействия на кристаллизующийся расплав.
Практическая значимость работы
Разработаны технологические режимы наполнительного и полунепрерывного литья слитков меди и кадмиевой бронзы БрКдІ с использованием вибрационного воздействия на расплав в процессе кристаллизации, обеспечивающие формирование мелкозернистой кристаллической структуры и высокого уровня механических свойств. Технологические регламенты литья меди и кадмиевой бронзы с применением вибрации прошли промышленные испытания на ОАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов».
