4.2.1.1.6. Метод модифицирования
Метод модифицирования основан на том, что глобулярную микроструктуру можно получить путем обработки расплава модификаторами и поверхностно-активными элементами (ПАЭ) во время непрерывной разливки и дальнейшей изотермической выдержки сплава в полутвердом состоянии. Метод модифицирования имеет много преимуществ по сравнению с другими методами создания полупродукта для ОСПТС:
не требует нового громоздкого и дорогостоящего оборудования;
имеет низкие производственные расходы
можно использовать для производства не только низкотемпературных, но и высокотемпературных сплавов с дисперсной равноосной структурой.
Однако он эффективен только для ограниченного круга сплавов, поэтому не имеет широкого промышленного применения [17].
4.2.1.1.7. Технология нового реолитья (нрл).
По заказу компании UBE Machinery Corporation Ltd (Япония), специалисты компания LKR (Австрия) разработали новую технологию реолитья алюминиевых и магниевых сплавов. Основанная на новом подходе обработки в полутвердом состоянии технология НРЛ является новым многообещающим процессом ОСПТС. Глобулярная микроструктура сплава достигается контролируемым охлаждением расплава перед помещением его в машину литья под давлением. Непрерывное литье, и операция перемешивания, также как резка и отдельная стадия повторного нагрева, присущие классическому тиксолитью, исключаются в НРЛ - процессе.
Рисунок 83 Производственные этапы в технологии НРЛ |
Жидкий расплав, перегретый на 10-50оС, из нагревательной печи аккуратно разливается в стальные тигли, расположенные на карусели, с целью ликвидации турбулентных потоков и захвата газов расплавом. Далее тигли подвергаются контролируемому охлаждению сжатым воздухом для провоцирования зародышеобразования равноосных кристаллов α- фазы. Затем проводится кратковременный индукционный нагрев для выравнивания температуры расплава, при этом поверхность заготовки нагревается, и она легко соскальзывает в приемную камеру машины литья под давлением.
Химический состав НРЛ расплава является гомогенным по всему поперечному сечению тигля, а конечный размер глобул в структуре изделия составляет не более 80 мкм.
Преимуществом в снижении стоимости метода НРЛ является использование в производстве обычного сырья, и отходов производства.
Недостатками технологии НРЛ служат необходимость использования в технологической цепочке только вертикальной машины литья под давлением, небольшое «рабочее окно» процесса по температуре, а также высокая стоимость оборудования..
Хотя в технологии НРЛ нет отдельной стадии повторного нагрева, огрубление структуры происходит при выравнивании температуры расплава. Поэтому структура заготовок полупродукта поступающих в машину литья под давлением имеет требуемую глобулярную морфологию альфа- фазы. Именно благодаря этой особенности NRC- процесс классифицирован нами как трехступенчатая технология ОСПТС.
Рисунок 84 Установка ТБОЗ |
Данная технология позволяет получать полупродукт с удовлетворительной недендритной структурой благодаря резкому охлаждению расплава в кристаллизаторе. Кристаллизатор представляет собой цилиндр с проточной водой, в который погружают гильзу расплавом. Размеры получаемой заготовки полупродукта составляют 46мм в диаметре и 70мм длинной.
Данный метод может быть использован для обработки в полутвердом состоянии многих легковесных сплавов. В качестве сплавов для этой технологии не обязательно использовать составы с низкотемпературной эвтектикой. Основным требование к выбору сплавов, является только то, что легирующие элементы в используемых сплавах должны иметь не высокую диффузию в первичной фазе.