ИИПТ: Результаты ЭГИО алюминиевых сплавов

Технология электрогидроимпульсной обработки (ЭГИО) предусматривает интенсификацию гидродинамических, тепломассообменных и физико-химических процессов в расплаве. Эффект обработки достигается за счет формирования в объеме расплава импульсного поля давления и его взаимодействия с компонентами сплава на макро-, микро- и субмикро- уровнях. Энергозатраты не превышают 2 кВт·ч/т, время обработки – до 5 мин. Экологическая чистота обусловлена отсутствием вредных выделений при реализации ЭГИО; в качестве рабочей жидкости для генератора акустических полей используется вода (цикл замкнутый). Оборудование для ЭГИО легко встраивается в любой технологический поток металлургического передела.

После ЭГИО расплава литейных алюминиевых сплавов в опытных и опытно-промышленных условиях получены следующие результаты:

1. Сплав АЛ4. Практически полностью устраняется газовая пористость. Кристаллы первичного Si в эвтектике измельчаются в 2 раза и более равномерно распределяются по сечению отливки. Изменяется форма Fe содержащей фазы с игольчатой на компактную, сложного состава (Fe, Al, Mn, Mg). Относительное удлинение увеличивается в среднем на 70 % , прочность на 35%.

2. Сплав АЛ9. Газовая пористость уменьшается на 40 %. Измельчается микроструктура Происходят благоприятные изменения морфологии и формы Fe-содержащей фазы. Установлено, что обработка расплава флюсом (NaCl-33%; KCl-40%, Na3AlF6-15%; NaF-12%) приводит к снижению микропористости на 50 %, а комплексная обработка (флюс + ЭГИО) позволяет уменьшить пористость на 70% от уровня исходного металла. При этом, форма частиц первичного Si в эвтектике изменяется с остроугольной на компактную.

ЭГИО сплава АЛ9 в накопительной печи емкостью 0,2т волноводом электроразрядного генератора упругих колебаний позволила снизить газовую пористость в (2,5-3) раза. В деталях типа «крышка» , отлитых в кокиль на машине литья под низким давлением, получена плотная структура, состоящая из мелких равноосных зерен. Морфология Fe -содержащей фазы изменилась на компактную. Измельчилось макрозерно. Это привело к увеличению стойкости опытных деталей при гидроиспытаниях. Отливки, полученные из исходного металла полностью разрушились при давлении 40 МПа. Опытные – выдерживали давление 47 МПа без разрушения.

Микроструктура сплава АЛ9 (оптическая микроскопия, х250)

(а-исходный металл; б-обработка флюсом; в-комплексная обработка “флюс+ЭГИО”)