ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Макроструктура отливок из "Литье под давлением магниевых сплавов " Определим критерий В для случая охлаждения отливки толщиной 3 мм из сплава Мл5. в пресс-форме из стала ЗХ2В8. За толщину пресс-формы примем слой, в котором наблюдаются колебания температуры 20 мм. Физические константы сплава Мл5 и стали приведены в табл. 13. [c.33] Схема образования таких структур представлена на рис. 16. Момент То на схеме соответствует окончанию заполнения формы несколько перегретым расплавом (перегрев этот при литье под давлением невелик, либо вообще отсутствует). Распределение температур в отливке в момент времени Го описывается прямой линией. Охлаждение сплава у стенок формы снижает температуру поверхности отливки, и в сечении отливки к моменту времени Т1 создается перепад температур. Тогда для сплава с содержанием 0,41% А1, обладающего малым интервалом затвердевания, наблюдается последовательное продвижение фронта кристаллизации за период времени —тг. За период времени тг—тз оставшаяся часть сплава затвердевает объемно, и в отливке образуются две зоны столбчатых и равноосных кристаллов. Сплав с содержанием 8% Л1 (типа Мл5) имеет интервал затвердевания больше перепада температур в отливке и затвердевание его должно носить объемный характер. [c.35] Магниевые сплавы заливают с небольшим перегревом — 70—80° С, и вследствие малого объемного теплосодержания магния теплота перегрева в значительной мере отводится уже в камере прессования. Это приводит к тому, что металл запрессовывается в форму, имея температуру, близкую или ниже ликвидуса. [c.35] При изготовлении толстостенных магниевых отливок на машинах литья под давлением с подпрессовкой формируются макроструктуры, имеющие не только четкие границы наружной корочки, но также и характерное чередование более светлых и темных полос, отражающих следы продвижения металла в период подпрессовки (рис. 18). [c.37] Исследователю важно уметь выделить именно те свойства сплава, которые в данном конкретном способе литья в наибольшей степени определяют качество отливок. При этом следует исходить из особых физических условий формирования отливки, которые свойственны исследуемому методу литья. [c.38] При литье под давлением в первую очередь приходится учитывать высокую интенсивность охлаждения расплава, действие давления при затвердевании и абсолютную жесткость (неподатливость) пресс-формы по отношению к отливке. Поэтому сплав, предназначенный для литья под давлением, должен обладать следующими литейными свойствами высокой жидкотекучестью, минимальной горячеломкостью, небольшой литейной усадкой и низкой склонностью к остаточным напряжениям. Для того чтобы успешно решать вопросы улучшения технологичности сплавов, необходимо понимание закономерностей изменения литейных свойств в специфических условиях литья под давлением в зависимости от состава сплава. [c.38] Литейные свойства сплавов изучали на технологических пробах, отливаемых на машине литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования мод. 515. Пробы отливали в экспериментальной пресс-форме (рис. 19). Пресс-форма имеет сменные вкладыши, предназначенные для получения спиральной пробы на жидкотекучесть. тарельчатой пробы на горячеломкость, усадочной решетки, а также плоских разрывных образцов. Режимы прессования выдерживали постоянными удельное давление на металл в камере прессования составляло 1000 кгс/см , скорость прессования 1 м/с. Для регулирования температурных режимов литья обе половины пресс-формы были снабжены электронагревателями сопротивления, позволяющими изменять температуру пресс-фор-ны в диапазоне 50—300° С. Контроль и регулирование температуры пресс-формы осуществляли потенциометром через встроенную в пресс-форму хромель-алюмелевую термопару, рабочий спай которой располагался на расстоянии 1 мм от рабочей поверхности пресс-формы. Температуру заливки регулировали заданием температуры расплава в раздаточной печи. Сплавы готовили в плавильно-раздаточных печах сопротивления со стальными сварными тиглями емкостью 20 и 6 кг. Шихтой служили промышленные марочные магниевые сплавы, чистые металлы и двойные лигатуры. [c.39] Таким образом, скорость прессования при литье магниевых сплавов под давлением должна быть существенно выше, чем при литье алюминиевых, для того чтобы металл сохранял достаточный запас теплоты для успешного заполнения формы. [c.41] Заполнение тонких фасонных полостей сложных форм при литье под давлением зависит в значительной мере от гидродинамического давления струи металла, определяемого ее кинетической энергией. В этом случае немаловажное значение имеет плотность запрессовываемого металла. При одинаковой скорости истечения расплава из питателя в полость формы кинetичe кaя энергия струи магния и его сплавов намного ниже, чем у алюминия и других металлов. Проверка заполняе-мости формы чистыми металлами, выполненная на спиральной пробе при литье под давлением, показала, что с увеличением плотности металла объем заполненной части пробы растет (табл. 15). [c.41] Характер проявления жидкотекучести как литейного свойства имеет при литье под давлением свои специфические особенности, обусловленные высокими скоростями охлаждения и действием давления на металл. Жидкотекучесть двойных сплавов Мд—А1 исследовали при температуре заливки на 50° С выше температуры ликвидуса каждого сплава, т. е. определяли условно истинную жидкотекучесть. Для сравнения двойные сплавы такого же состава отливали в прутковую кокильную пробу с диаметром канала 7 мм и в песчаную форму, имеющую спиральный канал сечением 8X6 мм. Полученные данные (рис. 21) показывают, что кривая жидкотекучести при литье под давлением имеет минимум в области концентраций 1—2% А1. Это соответствует максимальному неравновесному интервалу кристаллизации сплавов системы Мд—А1 при литье под давлением. [c.42] При литье под давлением, начиная с концентрации 2% А1, повышение содержания его вызывает увеличение жидкотекучести вместе с увеличением количества эвтектики в структуре сплавов. (Сравнивать абсолютные значения жидкотекучести по данным, приведенным на рис. 25, нельзя, так как они получены разными методами правомерно только сопоставление характера кривых). При литье под давлением двойных сплавов Mg—Л1 при концентрации 5—6% Л1 жидкотекучесть будет относительно высока, тогда как при литье в песчаные формы сплавы именно таких составов имеют наихудшие литейные свойства. Сплавы, содержащие 8,5—9,5% А1, обнаруживают при литье под давлением высокие показатели жидкотекучести. [c.43] При рассмотрении классической зависимости жидкотекучесть— состав минимум жидкотекучести обусловливают максимальным равновесным интервалом кристаллизации. Приведенные выше данные показывают, насколько велико несоответствие жидкотекучести в реальных процессах литья общепринятой схеме. [c.43] Аналогичная картина наблюдается при изучении жидкотекучести других двойных систем на основе магния. Некоторым отличием является то обстоятельство, что при добавлении тяжелых элементов к магнию (С(1, Си) характер жидкотекучести изменяется не только в зависимости от интервала кристаллизации, но и от изменения плотности сплавов. [c.43] Изучение жидкотекучести некоторых марок промышленных сплавов показало существенность влияния других компонентов, входящих в состав наряду с алюминием (см. табл. 7). В частргости, сплав А541 имеет высокую жидкотекучесть благодаря содержанию кремния. Этот элемент практически не растворяется в магнии, и уже при небольшом содержании кремния в сплаве появляется дополнительное количество эвтектики. Особенно эффективно введение около 1% 51, так как в системах —51 и Мд—А1—51 эвтектическая точка соответствует концентрации 1,4% 51. Увеличивают жидкотекучесть медь и цинк, однако в тех пределах, в которых они содержатся в сплаве типа Мл5, их влияние невелико. Марганец при высоком содержании ( 0,6%) снижает жидкотекучесть сплавов типа Мл5, так как образует в сплаве с алюминием и железом нерастворимые твердые частицы при содержании и до 0,3—0,4% марганец не влияет на жидкотекучесть. [c.43] На рис. 22 представлены результаты исследования горячеломкости двойных сплавов Мд—А1 при литье в кокиль и под давлением. Данные по горячеломкости при литье в кокиль получены на цилиндрической кокильной пробе И. И. Новикова. Для сравнения приведена кривая горячеломкость—состав в системе Мд—Л1 при литье в песчаные формы, построенная по литературным данным [35]. Характерно, что местоположение максимума кривой горячеломкость—состав при литье под давлением соответствует концентрации 2% А1 [29]. [c.44] Горячеломкость сплавов является функцией эффективного интервала кристаллизации и пластичности внутри этого интервала. На рис. 22 линия начала линейной усадки на диаграмме состояния системы Мд—Л1 построена по данным И. И. Новикова, полученным методом закалки образцов из, твердожидкого состояния. С учетом положения неравновесного соли-дуса при литье под давлением и линии начала линейной усадки, построена кривая изменения эффективного интервала кристаллизации в зависимости от содержания алюминия. Максимум горячеломкости, как видно из сопоставления кривых, смещен относительно максимального эффективного интервала кристаллизации вправо, что объясняется особенностями двухфазной структуры. [c.44] Эвтектика, затвердевающая в последнюю очередь, обладает при литье под давлением повышенной подвижностью благодаря действию давления со стороны газовых пузырьков. Давление газовых пузырьков впрессовывает эвтектику в образующиеся трещины, залечивая их. В низколегированных сплавах эвтектики недостаточно, и залечивания трещин не происходит. По мнению А. А. Бочвара, эвтектики долл но быть не менее 15—20%, для того чтобы происходило заполнение образующихся разрывов в затвердевающей корочке. Такое количество эвтектики в сплавах системы Мд—А1 при литье под давлением появляется при содержании алюминия около 4%. [c.45] Вернуться к основной статье