Применительно к электрогидроимпульсной технологии внепечной обработки рассмотрен физико-химический процесс растворения стального цилиндрического волновода в алюминиевом расплаве. Путем введения физически обоснованных упрощений аналитически решена задача диффузии железа в алюминиевый расплав, в результате чего найден закон растворения волновода в расплаве алюминия.

Изучена возможность улучшения качества алюминиевого сплава АК5М2 при электрогидроимпульсной обработке расплава в ковше, прибыли затвердевающей отливки, а также при комбинированной обработке металла в ковше и прибыли. Показано, что повышение дисперсности литой структуры, увеличение степени ее однородности по сечению отливки достигается при всех рассматриваемых схемах обработки. Однако предпочтительной является технология электрогидроимпульсной обработки по схеме: волновод - ковш - прибыль отливки.

Отмечено, что электрогидроимпульсная обработка расплава позволяет увеличить степень рафинирования расплава от неметаллических включений, предотвращает образование крупных неметаллических включений в отливке, а также повышает дисперсность перлита, увеличивает ударную вязкость и предел прочности на разрыв.

Применительно к технологии электрогидроимпульсной внепечной обработки расплава рассмотрен процесс и построена математическая модель плавления стального волновода. Определена взаимосвязь между стойкостью волновода, его геометрическими характеристиками и технологическими параметрами.

После электрогидроимпульсной обработки расплава улучшены характеристики структуры литого металла, существенно снижена пористость, устранены включения железистой фазы игольчатой формы.

Применительно к технологии электрогидроимпульсной обработки расплава рассмотрен процесс термической обработки отливок из высокоуглеродистых сплавов. Показана взаимосвязь между структурным состоянием обработанного металла и процессами, протекающими при последующей термической обработке.

С использованием численных методов проведено моделирование динамики газовых пузырьков в акустическом поле, создаваемом в металлическом расплаве при электрогидроимпульсной обработке. Исследовано несколько режимов обработки, наиболее часто используемых на практике. По характеру пульсаций пузырьков оценена эффективность различных режимов, определены зоны в объеме ковша, в которых обработка может считаться достаточно интенсивной.

Індекс рубрикатора НБУВ: К233.107.2

Рубрики:

Вплив засобів лиття на структуру і властивості алюмінію та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14475 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто сучасний стан досліджень в галузі електромагнітних та імпульсних дій на рідкі металеві сплави і технічні можливості комплексної магнітодинамічної та електрогідроімпульсної обробки розплаву. На експериментальному стенді показана можливість суттєвого посилення ефективності комплексної обробки алюмінієвих сплавів.

Показано, яким чином час електрогідроімпульсної обробки розплаву впливає на процеси структуроутворення.

Исследовано влияние импульсного электрического тока на структуру и твердость доэвтектического силумина АК7. Показано, что обработка током в импульсном режиме позволяет существенно снизить энергозатраты по сравнению с действием постоянного тока. В обработанном металле происходит дегазация и уменьшается объем железосодержащей фазы.

На основании анализа действия теплофизического, магнитогидродинамического, акустического и энергетического факторов при электромагнитной и электрогидроимпульсной обработках жидкого многокомпонентного алюминиевого сплава в магнитодинамической установке предложен механизм комплексного влияния указанных физических факторов на структурообразование литого металла.

С применением методов физического и математического моделирования оценена технологическая эффективность режимов комплексной магнитодинамической и электрогидроимпульсной обработки алюминиевых сплавов. Разработаны рекомендации по совершенствованию таких процессов.

Исследованы структура и свойства литейного алюминиевого сплава АК9ч, подвергнутого различным способам внепечной обработки. Установлено, что комплексная обработка ("флюс + ЭГИО") приводит к получению более высоких показателей механических свойств, чем при традиционных методах обработки. Комплексная обработка устраняет недостатки, присущие обработке флюсом, и обеспечивает дополнительное улучшение структурных характеристик сплава и повышение его свойств.

Рассмотрено влияние внепечной электрогидроимпульсной обработки расплава на качество чугунов индукционной, ваграночной и доменной выплавки. Установлено, что обработка оказывает положительное влияние на структуру и прочностные свойства чугуна вне зависимости от способа его выплавки. Изложены преимущества использования данного метода в технологиях получения ваграночного и доменного передельного чугуна.

На примере обработки широко применяемых марок литейных алюминиевых сплавов рассмотрены перспективы использования метода электрогидроимпульсной обработки для повышения свойств алюминиевых сплавов как из первичной, так и из вторичной шихты. Показана экономическая эффективность применения электрогидроимпульсной обработки расплава для обработки литейных алюминиевых сплавов.

Предложено структурирование способов подготовки расплава к разливке по удельным затратам и технологической эффективности (вероятности резонансного эффекта). Показан пример выбора физического способа нагружения расплава.

Выполнена классификация электроразрядных генераторов упругих колебаний, используемых в технологии электрогидроимпульсной обработки жидкого металла, расходуемым волноводом. Методами численного и физического экспериментов определены приемы повышения эффективности электрогидроимпульсного воздействия на расплав без роста энергозатрат на обработку.

Описано энергосиловое оборудование, используемое в технологии электрогидроимпульсной обработки жидкого металла волноводом электроразрядного генератора упругих колебаний. Такой подход разграничивает области практического применения электрогидроимпульсной обработки при решении некоторых проблем металлургии и литейного производства на предразливочной стадии.

Предложена классификация и описаны известные методы электрогидроимпульсной обработки металлов и сплавов. Такой подход позволяет оптимизировать выбор метода обработки и места нагружения жидкого и кристаллизующегося металла. Классификация технологического оборудования, используемого для электрогидроимпульсной обработки расплава, разграничивает области практического использования электрогидроимпульсной обработки при решении некоторых проблем металлургии и литейного производства.