4.2.1.1.9. Методы dmdsrc и mdtrc
В институте технологий в Японии, Toshio Haga и другие разработали сразу два получения полупродукта с использованием медных валков в качестве холодильников для провоцирования активного зародышеобразования в расплаве.
В первом методе реолитья используется одновалковая установка реолитья для волочения расплава (ОУРВР), DMDSRC [A downward melt drag single roll caster for casting semisolid slurry]. Расплавленный металл выливается из выпускного отверстия, и вращающийся валок непрерывно вытягивает металл. Эффекта срезающего воздействия расплава при такой обработке не возникает. Расплав резко охлаждается до температур двухфазной зоны, благодаря чему происходит активное зародышеобразование.
Технологическими параметрами, влияющими на качество микроструктуры сплава, являются скорость вращения валка, зазор между валком и поддоном с металлом, а также поверхность контакта между валком и металлом.
Температура выпускаемого металла, являющаяся важным фактором технологии, должна быть ниже ликвидуса для того, что бы кристаллы кремния в эвтектике имели огрубленную морфологию и небольшой размер.
Рисунок 85 Схема установки DMDSRC |
Во втором методе для получения штрипса, применяется двухвалковая установка реолитья для волочения расплава (ДУРВР). (melt drag twin roll caster -MDTRC).
Рисунок 86 Схема технологии ДВУВР |
Скорость литья составляет 90м/мин, а толщина получаемого штрипса – 2 -2,5мм.
Начальная температура металла, Тliq+10-50oC. Содержание твердой альфа фазы в расплаве находящемся в приемнике перед прокаткой составляет 5-10% благодаря охлаждению при движении по наклонному лотку. Механические свойства полученного штрипса из сплава А356 после термообработки Т6 не уступали аналогам из сплавов А5052-Н34 и А6063-Т6. При испытании штрипса после отжига в течение 180 часов на изгиб, трещин не образовалось (удлинение -20%, предел прочности на разрыв -240 МРа).
4.2.1.1.10. Метод - Metal Solid Freeform Fabrication
В SFF- методе металл из питателя наносится в полутвердом состоянии на движущуюся в трех направлениях подложку, формируя изделие. Этот метод широко применяется для создания изделий из полимеров.
Такая технология не может быть использована для жидких сплавов, т.к. капли металла наносимые на подложку имеют большое натяжение, что приводит к неудовлетворительному качеству поверхности изделия.
Использование же порошков, по утверждению авторов, приводит к появлению пористости в детали. Поэтому применение металлических сплавов в полутвердом состоянии является наиболее предпочтительным.
Рисунок 87 Sample SSM-SFF components |
4.2.1.1.11.Порошковое тиксолитье
Было показано, что для подготовки полупродукта могут быть применены методы порошковой металлургии. Получаемые изделия из такого полупродукта имеют допустимую пористость. Такая технология получила название порошковое тиксолитье. Результаты показали, что прессованная заготовка полупродукта из заэвтектического Al - Si сплава, при температурах повторного нагрева, приобретает хорошую текучесть при давлении плунжера.
Для обеспечения лучшей жидкотекучести сплава и исключения попадания в полость формы оксидных плен при литье, была модернизирована литниковая система, изменен центральный литниковый канал и удлинен питатель. Благодаря этому была получена равномерная структура по сечению изделия. Такую технологию можно использовать для обработки в полу-твердом состоянии композитов (комполитье), а также и для сплавов с высокой температурой стабилизированных выделений (stabilized precipitation).