Содержание 4
Реферат 7
Введение 8
1 Современные способы литья легкосплавных колес 9
1.1. Литье под низким давлением 9
1.2. Виды брака при литье колес 11
1.3. Алюминиевые сплавы для литья дисковых колес 14
1.4. Процессы рафинирования. Технологические параметры обработки
аргоном 17
1.5. Процессы модифицирования, легирования сплавов. Особенности
модифицирования силуминов 25
1.6 Управление качеством литых автомобильных колес путем
изменения содержания водорода 28
1.6.1 Методы контроля расплава на содержание водорода 28
1.6.2 Процесс RPT 29
1.7 Выводы и постановка задач исследования 35
2. Методика эксперимента 36
2.1 Применяемое оборудование и технологии для получения и
исследования сплава АК7 36
2.2 Оценка чистоты расплава 38
2.3. Термическая обработка дисков автомобильных колес 40
2.4. Научное оборудование и методика проведения исследований
структур и свойств отливок 41
3. Исследование влияния методов обработки расплава на свойства сплава
АК7 43
3.1. Исследование качества шихтовых материалов 43
3.1.1. Исследование чушкового сплава 43
3.1.2. Исследование лигатуры, применяемой для модифицирования...48
3.2. Влияние обработки расплава препаратом Hydral 40 на индекс
плотности 52
3.3. Исследование влияния термической обработки на структуру и
механические свойства сплава АК7 57
3.4. Исследование влияния дегазации инертным газом и продувки микс-
газом (Ar+H) на индекса плотности 63
4. Основные результаты и выводы 68
5. Список используемой литературы 70
В настоящее время транспортное машиностроение является одним из основных потребителей алюминия и его сплавов,так как использование этого металла и его сплавов существенно повышает эффективность транспортного средства.В алюминиевых сплавах возможно достичь сочетание значительных показателей эксплуатационных,механических свойств (предела прочности, пластичности, твердости, коррозионной стойкости и т.д.), высокой точности размеров с низкой плотностью.
В частности большое внимание уделяется производству литых колёс. Это связано с большими объёмами и стабильностью заказов. Возможность получения разного дизайна, высокой точности размеров, статических и динамических характеристик дает преимущество литых алюминиевых дисков перед стальными. Необходимо отметить, алюминиевые диски легче на 10 % - 20 %. Из-за высокой теплопроводности металла диски из алюминиевых сплавов имеют лучшее охлаждение тормозных механизмов. Прочная оксидная пленка А12О3, которая образуется на поверхности алюминия, способствует защите сплава от коррозионных процессов и как следствие от его разрушения.
В то же время крупные автопроизводители предъявляют повышенные требования к прочностным характеристикам легкосплавных дисков.
Проведенный анализ современных способов изготовления дисков автомобильных колес показал, что наиболее перспективным являются литье под низким давлением. Одними из достоинств этого способа является высокий коэффициент использования алюминиевых сплавов, что позволяет снизить себестоимость производства.
Одним из распространенных сплавов, который используется для получения легкосплавных дисков, является термоупрочняемый алюминиевый сплав, в частности из сплава АК7. Однако применение этого сплава для литья колес сопровождается некоторыми технологическими трудностями.
1. Проведенные исследования образцов чушкового сплава разных партий, лигатуры для модифицирования показали, что качество шихты нестабильно. Наличие большого количества окисных плен, шлаковых и других инородных включений, расположенных на поверхности и в основном металле не допустимо, так как впоследствии напрямую влияет на качество отливок. На основании вышеизложенного рекомендована смена поставщика.
2. Показано, что вторая обработка Hydral 40 расплава в середине заливки является нежелательной, так как снижает плотность отливки, что говорит о значительной коаугаляции газов в процессе кристаллизации. Определено, что обработка расплава препаратом Hydral 40, которая по действующей технологии происходила в печи литейной машины, увеличивала фактор появления неметаллических включений за счет дополнительного окисления при открывании печи и барботации препаратом расплава. Наиболее целесообразным оказалась обработка таблеткой 25 гр. на установке роторной дегазации, что не требует дополнительной остановки печи литейной машины, и исключает факторы, влияющие на образования неметаллических включений.
3. Было выявлено, что комплексное модифицирование сплава AK7 добавками AlTiB+AlSr способствует увеличению прочности, твердости, пластичности алюминиевого сплава.Установлено, что для модифицирования эвтектики достаточно стронция в количестве 0,003 % от массы жидкого металла. Определено, что в процессе диффузионного отжига «игольчатые» фазы эвтектического кремния претерпевают фрагментацию и сфероидизацию. Сферическая форма эвтектического кремния влияет на показатели механических свойств, увеличивая их.
4. Доказано, что совместное действие дегазации инертным газом и продувки микс-газом (Ar+H) способствует удалению неметаллических включений из жидкого металла, и устранению в тепловых узлах усадочной пористости.При недостаточном рафинировании наблюдается образование пористости газового и усадочного характера, индекс плотности при этом составляет 8 - 15 %, что не удовлетворяет внутреннему регламенту. Совместное действие дегазации инертным газом и продувки микс-газом (Ar+H) способствует не только удалению неметаллических включений из жидкого металла, но и насыщению его водородом, что способствует устранению в тепловых узлах усадочной пористости. Массивные узлы отливок наиболее сложного сечения требуют дополнительного газонасыщения для устранения образования грубой усадочной пористости.
5. Проведенные исследования позволили повысить качество литья на 10 %.
