Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 7. N 1-2. 2020 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 146 охлаждения в интервале кристаллизации составляют 0,5 – 50 °С/с, а во втором случае – около 125 °С/мин. [23]. При малых скоростях охлаждения (порядка 10 °С/мин. и меньше), которыми характеризуется способ изготовления деталей путем литья в одноразовые песчаные формы, эффективность применения данного типа модификаторов снижается. Кроме того, после использования для модифицирования силуминов данных составов в отливках наблюдается появление пористости. Поэтому целью работы являлась оптимизация способа модифицирования заэвтектического силумина с 20 % Si составом на основе фосфор- и кислородосодержащих реагентов применительно для отливки в песчаные формы. Материал и методика экспериментального исследования В качестве объекта исследования был выбран двойной заэвтектический силумин с содержанием кремния 20 % (вес.). Для приготовления сплавов использовали алюминий А6 и технически чистый кремний Кр1. Сплавы готовили в лабораторной шахтной печи сопротивления в окрашенном металлическом тигле. Модифицирующую смесь вводили в расплав с помощью «колокольчика» при температурах 820 и 900ºС. Время обработки расплава составляло 20 минут. Заливку расплава проводили в заранее изготовленные и просушенные «земляные» формы после снятия шлака с зеркала расплава. Для удаления избыточного содержания водорода использовали снижение температуры модифицирования и рафинирование расплава известным составом «Дегазёр» [20] и хлористым марганцем. Для модифицирования был выбран состав, содержащий 0,4 % CuP, 0,5 % Fe 3 O 4 и 0,5 % Fe 2 O 3 и отличающийся высоким уровнем измельчения КПК и отсутствием в составе борной кислоты, добавки которой приводят к дополнительному наводороживанию расплава [3, 19]. Отливали деталь типа «рамка» с разной толщиной элементов от 20 до 60 мм. Микроструктуру изучали на образцах, вырезанных из различных частей отливки с использованием оптического микроскопа ЛабоМет-1И при увеличении ×100. Для определения механических характеристик отливок использовали цилиндрические образцы, изготовленные по ГОСТ 1497-84, диаметром 6 мм. Образцы вырезали из различных элементов детали, а результаты испытаний усредняли по всей отливке. Контроль пористости отливок проводили визуально, а диаметр пор определяли при увеличении ×10. Для установления балла газовой пористости образцов пользовались шкалой, приведенной в ГОСТ 1583-93 [24]. Результаты и обсуждение Результаты металлографического анализа и определения механических характеристик отливок из заэвтектического силумина после различных вариантов совместной обработки расплава с использованием процессов модифицирования и рафинирования приведены в таблице и на рисунке. Микроскопические исследования отливок из сплава Al - 20 % Si, залитых в сухие песчаные формы, приготовленных без обработки расплава и с использованием модифицирующих и рафинирующе-модифицирующих составов различными способами показал, что модификатор (0,4 % CuP, 0,5 % Fe 3 O 4 и 0,5 % Fe 2 O 3 ), не содержащий рафинирующих компонентов, эффективно уменьшает размеры КПК (в среднем в 5÷8 раз) по сравнению со структурой сплава без обработки (см. табл. и рис.). Однако воздействие