Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время во всех отраслях промышленности широко используется продукция из сплавов на основе меди. Данные сплавы обладают многими преимуществами по сравнению с другими сплавами на основе цветных металлов: высокой электро- и теплопроводностью, относительно высоким пределом прочности, пластичностью, упругостью, криогенной прочностью, жаростойкостью, жаропрочностью, коррозионной стойкостью. Кроме того, часть медных сплавов обладает благоприятным сочетанием эксплуатационных свойств, например, бериллиевые бронзы обладают высокой прочностью, пластичностью и упругостью, а также коррозионной устойчивостью; оловянные бронзы мало чувствительны к перегреву и газам, имеют высокую криогенную прочность и обладают высокими антифрикционными свойствами; отличительной особенностью мельхиора является высокая коррозионная стойкость в пресной и морской воде и в среде парового конденсата.
Получение слитков этих сплавов связано с определенными трудностями. Например, бериллиевая и оловянные бронзы имеют высокую склонность к обратной ликвации, что приводит к неравномерности химического состава и, как следствие, к неравномерности механических свойств по сечению слитка, а мельхиор обладает склонностью к растворению газов и образованию горячих трещин.
Для устранения явления обратной ликвации легирующих компонентов и повышения технологичности этих сплавов необходимо при литье обеспечить равномерное распределение легирующих компонентов и структурных составляющих по сечению слитка, а также сформировать благоприятную, с точки зрения пластической обработки, структуру литых заготовок. Одним из способов устранения вышеперечисленных проблем является применение электромагнитного перемешивания (ЭМП) расплава в кристаллизаторе при непрерывном и полунепрерывном литье.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что разработка технологического регламента полунепрерывного литья слитков медных
4 сплавов с использованием ЭМП в кристаллизаторе является в настоящее время важной и актуальной.
Дель работы
Исследование особенностей формирования структуры и свойств слитков медных сплавов, затвердевающих в условиях высоких скоростей кристаллизации при применении электромагнитного перемешивания расплава в жидкой лунке при полунепрерывном способе литья.
Основное внимание было уделено решению следующих задач:
анализу влияния технологических параметров литья на структуру и свойства слитков из медных сплавов на примере БрБ2, БрОФ7-0,2, БрОЦ4-3 и МНЖМцЗО-1-1, склонных к ликвации, образованию трещин и газовой пористости;
исследованию влияния электромагнитного перемешивания расплава в лунке при полунепрерывном литье слитков бериллиевой и оловянных бронз и мельхиора на их структуру и свойства;
изучению закономерностей нарастания твердой корочки и формирования профиля лунки в зависимости от технологических параметров литья при электромагнитном воздействии на кристаллизующийся расплав в условиях полунепрерывного литья слитков бронз БрБ2, БрОЦ4-3, БрОФ7-0,2 и сплава МНЖМцЗО-1-1;
разработке технологического регламента литья этих сплавов с применением электромагнитного перемешивания расплава в кристаллизаторе, обеспечивающего получение качественных заготовок, способных подвергаться обработке давлением.
Научная новизна
1. Установлены и обоснованы параметры электромагнитного
воздействия на кристаллизующийся расплав медных сплавов,
обеспечивающие формирование мелкокристаллической структуры с
равномерным распределением у-фазы, снижение ликвации в слитках и
повышение уровня механических свойств.
2. Уточнены и расширены представления о механизме воздействия
электромагнитного поля на кристаллизующийся расплав с созданием
разнонаправленного движения расплава в зависимости от организации
вторичного охлаждения слитка.
5 3. Установлены закономерности нарастания твердой корочки в слитках медных сплавов при электромагнитном воздействии на расплав.
Практическая значимость работы
Разработаны технологические режимы полунепрерывного литья слитков сплавов БрБ2, БрОФ7-0,2, БрОЦ4-3 и МНЖМцЗО-1-1 с использованием ЭМП расплава в кристаллизаторе в условиях ОАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов» и ОАО «Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов», обеспечивающие получение продукции из указанных сплавов, соответствующей требованиям нормативной документации.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на VII Съезде литейщиков России, г. Новосибирск, 2005 г., Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий-2006», г. Екатеринбург, 2006 г., Международной научно-практической конференции «Особенности обработки и применения изделий из тяжелых цветных металлов», г. Екатеринбург, 2006 г, на XI отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, г. Екатеринбург, 2006 г.
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов по работе, библиографического списка из 102 наименований и приложений, изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков и 21 таблиц.
