Способы модифицирования силуминов комплексным флюсом COVERAL MTS1582 производства FOSECO

Поэтому появилась необходимость оценить возможность использования комплексных модификаторов, применение которых позволяет совмещать процессы модифицирования и рафинирования.

В данной статье приведена оценка эффективности комплексного флюса COVERAL MTS1582 производства FOSECO для модифицирования структуры сплава АК12пч и рафинирования расплава от неметаллических включений и сравнить его с лигатурой AlTi5B1.

Работа выполнена на ООО «КиК» и в ИЦМиМ СФУ.

Для оценки эффективности модифицирующей способности гранулированного флюса COVERAL MTS1582 были исследованы образцы проб, для анализа которых использовали прибор Thermal-Analyse System TA 110. Для сравнения представлены результаты исследований модифицирующей способности прутковой лигатуры AlTi5В1. Полученные результаты показаны на рис. 1 и в табл. 1.

Обработка расплава флюсом COVERAL MTS1582 позволяет более эффективно уменьшить размер зерна в сравнении с прутковой лигатурой AlTi5В1. Это подтверждается меньшим изменением ликвидуса (0,7 по сравнению с 1,8 °C) и меньшим временем реакции (2,6 по сравнению с 5,7 с). Нижний прогиб графика (рис. 1) и меньшее время реакции означают, что для начала

Продолжительность, с

3kg of TiB rod

3kg of TiB rod 1,0kg 1582

3kg of TiB rod 1,0kg 1582 1,0kg 1582

3kg of TiB rod 1,0kg 1582 1,0kg 1582

Рис. 1. Влияние вида модификатора на изменение параметров ликвидуса сплава АК12

Таблица 1. Влияние вида модификатора на изменение параметров ликвидуса сплава АК12

Вид модификатора	Площадь ликвидуса (см. рис. 1)
	Среднее минимальное значение температуры, °С	Среднее максимальное значение температуры, °С	AT, °С	Ат, с
Пруток AlTi5В1	582,9	584,7	1,8	5,7
Гранулированный флюс COVERAL MTS1582	584,5	585,2	0,7	2,6

а                                              б

Рис. 2. Макроструктура проб ALCAN-TEST в поперечном направлении после модифицирования AlTi5B1 (а) и флюсом COVERAL MTS1582 (б)

Рис. 3. Макроструктура проб ALCAN-TEST в долевом направлении после модифицирования AlTi5B1 (а) и флюсом COVERAL MTS1582 (б)

кристаллизации проб, обработанных COVERAL MTS1582, а также для получения в них мелкозернистой структуры необходимо затратить меньше энергии.

Минимальное введение флюса COVERAL MTS1582 дает возможность не только эффективно измельчать зерно в пробах, но и рафинировать расплав без дополнительной обработки другими флюсовыми препаратами.

Полученные результаты подтверждены металлографическими исследованиями. Для этого были отобраны пробы на ALCAN-TEST (рис. 2, 3, табл. 2, 3).

Средний размер зерна определяли после травления образцов в специальном реактиве при помощи программы SIAMS©. Среднее количество зерен на 1 мм2 оценивали по ГОСТ 21073.1-75.

Из представленных данных видно, что после обработки расплава АК12 гранулированным флюсом COVERAL MTS1582 количество зерен на 1 мм2 составляет 2-4 шт., что в 2-4 раза меньше, чем после обработки прутком AlTi5В1. Кроме того, при исследовании проб в долевом направлении установлено, что использование флюса COVERAL MTS1582 снижает размер усадочной раковины (рис. 3).

Таким образом, по результатам предварительной работы сделаны следующие выводы:

Таблица 2. Параметры макроструктуры образцов сплава АК12 в поперечном направлении, модифицированных AlTi5B1 и флюсом COVERAL MTS1582

Параметры макроструктуры	Вид модификатора
	Пруток AlTi5В1	Гранулированный флюс COVERAL MTS1582
Длина зерна, мм: минимальная	0,72	0,32
максимальная	1,56	0,97
средняя	1,08	0,62
Количество зерен, шт. на 1 мм2	1	2–4

Таблица 3. Параметры макроструктуры проб (в долевом направлении) сплава АК12, модифицированных AlTi5B1 и флюсом COVERAL MTS1582

Параметры макроструктуры	Вид модификатора
	Пруток AlTi5В1	Гранулированный флюс COVERAL MTS1582
Длина зерна, мм:
минимальная	1,02	0,33
максимальная	1,85	0,88
средняя	1,30	0,71
Количество зерен, шт. на 1 мм2	1	2

– выяснено положительное влияние комплексного флюса COVERAL MTS1582 производства FOSECO для модифицирования структуры сплава АК12 и рафинирования расплава от неметаллических включений;

– определено и рекомендовано оптимальное количество указанного модификатора.

Учитывая полученные рекомендации, провели опытно-промышленное освоение технологии модифицирования и рафинирования расплава с использованием гранулированного флюса COVERAL MTS1582.

Для этого была отобрана представительная партия колес двух моделей 17”Либерти и 16”Борелли, модифицированных по серийной технологии прутковой лигатурой AlTi5B1 и гра-нулированнымфлюсом COVERAL MTS1582.

Результаты исследований приведены на рис. 4, 5.

Измельчение зерна колес соответствует результатам, полученным на пробах. Количество зерен в колесах, модифицированных лигатурой AlTi5B1, составляет 1 шт. на 1 мм2, в колесах, модифицированных флюсом COVERAL MTS1582, – 2–4 шт. на 1 мм2.

Изменение уровня механических свойств (рис. 6) при использовании разных технологий модифицирования находится в пределах методической ошибки измерений, что подтверждается литературными данными [1].

Оценка эффективности рафинирующей способности гранулированного модифицирующего флюса COVERAL MTS1582 показала, что составляющая алюминия в шлаке после обработ- – 598 –

а

б

Рис. 4. Внешний вид автомобильных колес 17”Либерти (а) и 16”Борелли (б)

б

а

в

Рис. 5. Макроструктура колес, отлитых из сплава АК12, модифицированного лигатурой AlTi5B1 по серийной технологии (а, б) и флюсом COVERAL MTS1582 (в, г). Размер зерна (d), мм: а – 1,1; б – 1,14; в – 0,34; г – 0,64

ки флюсом COVERAL MTS1582 в количестве 0,5 кг на 1 т металла требует дополнительных затрат на извлечение алюминия и переработку шлака.

Таким образом, опытно-промышленное освоение, проведенное на ООО «КиК», подтвердило результаты исследований проб о высокой модифицирующей способности флюса COVERAL MTS1582, обеспечивающей измельчение структуры колес.

Модель колеса

б

а

в

Рис. 6. Сравнение уровня механических свойств колес моделей 17”Либерти и 16”Борелли, отлитых из сплава АК12, модифицированного лигатурой AlTi5B1 (□) и флюсом COVERAL MTS1582 (□)