Содержание к диссертации
4.4 Выводы 139
ГЛАВА 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВВЕДЕНИЯ ТУГОПЛАВКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ 140
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 147
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 149
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
Экономическая целесообразность применения технологий получения отливок с широким спектром эксплуатационных и технологических свойств требует совершенного высокопроизводительного плавильного оборудования, материало- и энергосберегающих способов подготовки качественного жидкого металла, в частности ввода целевых элементов.
Наиболее эффективное повышение физико-механических свойств алюминий-кремниевых сплавов достигается обработкой дорогостоящими элементами: бором, цирконием, титаном, вольфрамом и др. за счет образования определенной морфологии структуры, измельчения зерна и эвтектики, что влияет на технологические и эксплуатационные свойства. Ввод тугоплавких элементов, как правило, осуществляется лигатурами или солями.
Современные технологии обработки алюминий кремниевых сплавов тугоплавкими элементами неконкурентоспособны в условиях рыночной экономики; материало- и энергоемки, не контролируемы и практически неуправляемы по времени, что отражается на стоимости и качестве литья.
Приготовление лигатур требует специального высокотемпературного оборудования и создания определенной атмосферы. Применение лигатур сопровождается неоднородностью распределения элемента по объему, требует переплавки, имеет место угар.
Технология обработки сплавов солями тугоплавких элементов, из-за низкой усвояемости целевого компонента и необходимости дегазации материало-емка, эффект внедрения нестабилен.
Разработка и исследование экономичной, высокоточной технологии введения тугоплавких элементов в алюминий-кремниевые расплавы, одна из актуальных проблем в металлургии алюминия с научной и практической стороны.
Целью работы является разработка и освоение экономичной, высокоскоростной и управляемой технологии приготовления качественного жидкого металла при введении тугоплавких элементов В, Zr солями под действием электрического поля. Соли В и Zr впрессованы в матрицу, выполненную из материала с проводимостью по ионам вводимого компонента, контактирующую с обрабатываемым расплавом. Цель достигается:
-исследованием механизма введения элементов в жидкие алюминиевые расплавы под действием электрического поля;
-конструкцией электролита и установки, обеспечивающей контроль и управление процессом обработки;
-определением оптимальной концентрации вводимого компонента в матрице, ее геометрии, пористости, токовых и температурных режимов, обеспечивающих скоростной процесс введения компонента, дегазацию и рафинирование;
-исследованием однородности химического состава, газосодержания, неметаллических включений, физико-механических свойств сплавов в процессе обработки солями под действием электрического поля.
Технология обработки тугоплавкими элементами алюминий кремниевых сплавов электрохимическим способом опробована на предприятии АО «НИТЕЛ» г. Нижний Новгород (Приложение А).
Выполненная работа позволила сформулировать и вынести на защиту следующие основные положения:
1 Способ и механизм введения тугоплавких элементов в алюминий Л кремниевые сплавы солями с использованием твердых электролитов.
2 Оптимальное соотношение токовых, концентрационных, геометрических параметров технологического процесса введения элементов.
3 Математическая модель диффузионного массопереноса компонента в электролите и жидком металле, соответствующая обработке сплава солью тугоплавкого элемента под действием электрического поля.
4 Технология изготовления электролита с оптимальными проводимостью по ионам вводимого элемента и прочностью для крепления в токоподво-дящей системе.
Результатами работы является технологический процесс и установка для введения В, Zr в алюминий-кремниевые сплавы солями с использованием твердого электролита, обеспечивающими коэффициент усвояемости 94 % и повы-шение механических свойств до 67 % по сравнению с обработкой солями.
