Изучение затвердевания и уплотнения отливок из алюминиевых сплавов АК5М7 и АК7М6 при литье с кристаллизацией под давлением

Язык труда и переводы:
УДК:
621.74.043.2
Дата публикации:
19 мая 2022, 17:51
Категория:
Литейное и сварочное производство
Авторы
Свириденко Данила Сергеевич
Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Крымов Илья Александрович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Волотов Иван Витальевич
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Рассмотрены вопросы затвердевания и уплотнения отливок под давлением, в работе использовались два сплава АК5М7 и АК7М6 без добавок и с добавками Рb, представлены графики изменения времени затвердевания отливок в зависимости от величины прилагаемого давления. Показано, что при переходе от атмосферного к механическому давлению в 320 МПа время затвердевания слитков уменьшается, наблюдается повышение температуры ликвидуса сплава на 6 °С, увеличивается перепад температур по сечению слитка от 100 до 210 °С. Относительная температура поверхности слитка снижается, а время затвердевания центральной зоны уменьшается при переходе от атмосферного давления к механическому в 320 МПа.
Ключевые слова:
литье с кристаллизацией под давлением, алюминиевые сплавы, затвердевание, уплотнение, время затвердевания
Основной текст труда

Изучено затвердевание и уплотнение под давлением формирующихся цилиндрических отливок (Н/D ≈ 2) из сплавов АК5М7 (ГОСТ 1583–89) и АК7М6 (последний без добавок и с добавками 1…6 % Рb).

Установлено, что при переходе от атмосферного к механическому давлению в 320 МПа время затвердевания слитков уменьшается от 29 до 12,5 с, т. е. в 2–3 раза. Наблюдается повышение температуры ликвидуса сплава на 6 °С (что может быть объяснено главным образом применением к процессу ЛКД закона Клаузиуса–Клайперона), увеличение перепада температур по сечению слитка от 100 до 210 °С. Относительная температура поверхности слитка tп / tц, где  tп — температура поверхности слитка, °С; tц — температура центральной зоны в момент окончания затвердевания сплава, снижается от 0,68 до 0,51, а время затвердевания центральной зоны (с момента окончания стояния температуры ликвидус) уменьшается от 17 до 8,5 с при переходе от атмосферного давления к механическому в 320 МПа.

Относительное перемещение пуансона (верхнего торца отливки) в момент окончания затвердевания отливки (h/H)з = 0,07 при номинальном давлении рн = 160 МПа и 0,092 при рн = 320 МПа.

Данные для сплава АК5М7 следующие — в условиях атмосферного давления они затвердевают в течение 27…29 с, под давлением 240 МПа — 14…15 с и под давлением 320 МПа — 12…12,5 с [1–3].

На рисунке 1 (кривая 1) показано изменение времени затвердевания отливок из сплава АК7М6 при повышении давления прессования [4]. Видно, что наибольшее уменьшение времени затвердевания отливок наблюдается в области давлений от атмосферного до 150…160 МПа, при последующем повышении давления время затвердевания также уменьшается, но в значительно меньшей степени.

 

 

Рисунок 1. Зависимость от давления времени затвердевания отливок:

1 — сплав АК7М6 без добавки свинца; 2 — сплав АК7М6 с добавками

2, 4 и 6 % Рb (заштрихованная область)

Выводы

Добавка свинца в сплав АК7М6 приводит к уменьшению времени затвердевания слитков (рисунок 1). Уменьшение времени затвердевания слитков из сплавов с добавками свинца, по-видимому, связано с изменением условий теплообмена на границе раздела «отливка — форма» из-за вытеснения части свинца в зазор между поверхностью отливки и матрицей, а также с отводом части теплосодержания сплава вместе с потоком свинца из внутренних зон к наружным.

Литература
  1. Батышев К.А. Литье с кристаллизацией под давлением. Москва, Изд-во МГОУ, 2009, 168 с.
  2. Батышев К.А., Безпалько В.И., Батышев А.И., Смолькин А.А. Изготовление герметичных отливок из силуминов. Литейное производство, 2012, № 1, с. 29–30.
  3. Батышев К.А. Литье с кристаллизацией под давлением алюминиевых сплавов. Часть 2. Металловедение и термическая обработка металлов, 2012, № 2, с. 3–10.
  4. Батышев А.И., Батышев К.А., Георгиевский Г.М., Георгиевский М.Г. Технологическое повышение надежности шестеренных насосов. Технология машиностроения, 2014, № 5, с. 44–48.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.