Вплив процесів газофлюсового оброблення розплаву на структуру та властивості алюмінієвих сплавів

Processy litʹâ, 2019, Tom 136, №4, p.3-10

Анотація

Received 01.07.2019

УДК 669.715:621.791.048:622.765

Представлено результати досліджень щодо впливу способів газофлюсового оброблення рідкого металу на ефективність рафінування, фізико-механічні характеристики та структуру алюмінієвих сплавів. Показано, що при обробці сплаву газофлюсовими середовищами бульбашки газу діаметром 0,5−3 мм, спливаючи, захоплюють оксидні включення і виносять їх на поверхню розплаву. Флотацією при цьому видаляються оксиди розміром 30−80 мкм. Для видалення більш дрібних (< 30 мкм) твердих частинок рідкий метал необхідно пропускати через фільтри тонкого очищення. Обробку сплаву АК7 проводили розплавленим флюсом (35 % NaCl, 25 % KCl, 30 % NaF, 10 % Na3AlF6) в кількості 0,5 % від маси металу. Для газофлюсової обробки в метал спочатку механічно замішували розплавлений флюс в кількості 0,3 % від маси сплаву, а потім ванну продували холодним або плазмовим струменем аргону. Також сплав без флюсу обробляли заглибленим в метал плазмовим струменем з парами зазначеного флюсу. Визначили, що після звичайного флюсування з розплаву видаляється до 50 % оксидів і невелика (~ 22 %) кількість водню. Після флюсування розплаву середній розмір зерна у виливках зменшується на 35 % (від 2,6 до 1,7 мм). Міцність на розрив σв литого металу при цьому підвищується на приблизно 10 %, пластичність (δ) − на 48 % порівняно з початковим. Обробка рідкого металу без флюсу швидкісним струменем холодного аргону дозволяє зменшити вміст водню в металі на 55 %, оксидних включень − > 30 %. Після продувки холодним аргоном попередньо флюсованого розплаву концентрація водню і оксидів у сплаві знижується на 64 і 56 %, відповідно. Розмір зерна в литому металі зменшується в 2 рази, а його міцність σв збільшується на 18 %, відносне подовження − на 60 %. Найбільш ефективно очищуються сплави від водню і оксидів при глибинній обробці їх плазмою. Після продувки плазмовим струменем попередньо флюсованого розплаву зі сплавів видаляються 77 % водню і 62 % оксидів. Середній розмір зерна у виливках при цьому зменшується на 58 % (від 2,6 до 1,1 мм). Міцність σв підвищується на 25 %, відносне подовження − на 70 %. Продувка металу плазмовим струменем з парами флюсу дозволила знизити концентрацію водню в литих виробах на 83 %, оксидів − на 74 %. Після такої плазмової обробки розплаву розмір зерна в литому металі зменшується в 4,3 рази (від 2,6 до 0,6 мм), підвищується до 30 % його міцність, а відносне подовження − більш, ніж в 4 рази.