автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Влияние примесей на процесс кристаллизации и структуру заэвтектических силуминов и разработка технологии плавки поршневых сплавов

ПГЧ Г

1' ! О I ,

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И- 'ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ • СТАЖ И СПЛАВОВ

На правах рукописи УДК 669.716'794 : 621.74

ГУСЕВА Вера Валерьевна

ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА ПРОЦЕСС КРЛСТАЛЛИЗАЦИИ И СТРУКТУРУ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЧУМИНОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЛАВКИ ПОРШНЕВЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05.16.04. - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ■

Москва 1993

Диссертационная работа выполнена на кафедре "Технологии литейных процессов" Московского института стали и сплавов

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Курдюмов A.B.

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Белов В. Д.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Чурсин В.М., кандидат технических наук, доцент Фомин Б.А.

Ведущее предприятие: Павловский механический завод им. С.И.Кадышева

/б о^ссб^о-.

Защита состоится " " 1993 года на заседании специа-

лизированного совета К.053.08.01 по присуждению ученых степеней при Московском институте стали я сплавов по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Справки по телефону: 237-84-45

Автореферат разоолан 1993 г.

Ученый секретарь Совета професоор

И.Ф.Курунов

- 3-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Увеличение моторесурса двигателей внутреннего сгорания является одной из важных задач, стоявдах сегодня перед машиностроителями. Улучшение физико-механических свойств и повшение эксплуатационных характеристик поршневых сплавсп, значительную долю которых составляют заэвтектическне силумины, может быть одним иа путей ее решения.

Свойства силуминов могут быть значительно улучшены при правильном выборе технологий рафинирования, моди£ицирования и микролегирования. Несмотря на то, что этим вопросам посЕящено большое количество исследований, существующие технологии плавки и обработки поршневых силуминов не позволяют получать поршни с необходим:« уровнем эксплуатационных характеристик и основаны на использовании экологически вредных соединении.

Известно, что на свойства "силуминов большое влияние оказывают газообразные и металлические примеси, попадающие--в ■ сплаьц из пихтовых материалов и образующиеся в процессе плавки... Воздействие примесей на микроструктуру заэвтектических силуминов до сих пор мало изучено, а имеющиеся сведения разноречивы.

Поэтому особый интерес представляет, изучение воздействия некоторых металлических и газовых примесей на. процесс.кристаллизации и микроструктуру заэвтектических силуминов, определение оптимальных составов модифицирующей н микролепфУющей добавок для этих сплавов с учетом экологических характеристик • предлагаемых соединений и разработка на зтой основе технологии плавки пориневых заэвтектических силуминов, позволяющей поеы-

еить их свойства и сократить длительность обработка! расплавов.

Цбль работы. Разработка экологически чистой технологии плав/си поршневых заэвтектических силуминов с совмещением процессов рафинирования, модифицирования и микролегирования, обеспечивающей повышение эксплуатационных свойств поршней и снижение брака по газовым дефектам при их производстве.

Для достижения поставленной цели необходимо:

1. Исследовать влияние водорода, хлорсодержапщя соединений, кальция и иттрия на процесс кристаллизации и микроструктуру заэвтектических силуминов.

2. Предложить экологически чистый способ рафинирования заэвтектических силуминов.

3. Разработать состав аффективного модификатора и микроле-гирукщэй добавки для заэвтектических силуминов.

Научная новизна. Установлена зависимость переохлаждения бинарных заэвтектических силуминов (А1-18 масс. % 31) относительно температуры равновесного ликвидуса от. содержания примесей (кальций, фосфор, водород) и добавок (фосфор, иттрий).

Предложен механизм воздействия водорода и хлорсодержаших соединений (СгС\ и А1С]3) на процесс кристаллизации и микроструктуру заэвтектических силуминов.

Установлена зависимость влияния кальция на размер кристаллов первичного кремния в заэвтектических силуминах от его содержания в сплаве. Предложено ограничивать его содержание в поршневых ваэвтектических силуминах 0,05 масс. %.

Разработан новый модификатор для ваэвтектических силуминов и установлено соотношение между его составляющими.

Нредло»£н механизм, объясняющий повышение эффективности модифицирующего действия фосфора в присутствия иттрия, фтор-нирконата и фторбората калия.

Обнаружена ликвация кристаллов первичного кремния в мотоциклетных поршнях из заэвтектического силумина и предложен способ ее подавления.

Практическая значимость. Разработана перспективная технология внепечного совмещенного рафинирования, модифицирования и микролегирования поршневых эаэвтектических силуминов, позволяющая повысить свойства этих сплавов и снизить брак по газовой пористости при производстве поршней, а также сократить длительность' обработки расплавов. Новая технология внедрена на заводе "Поршень" (Алма-Ата) с экономическим эффектом 810Й77 руб. в ценах 1991 г.

Предложен и зашипел авторским свидетельством СССР (а. с. М 781223) новый эффективный комплексный модификатор для заэвтек-' тических силуминов, обеспечиватаций стабильное измельчение кристаллов первичного кремния. Замена им кодификатора, .содержащего Р435и СгС16, позволила значительно улучшить экологическую обстановку в литейном цехе Алма-Атинского завода "Поршень".

Предложена технология изготовления поршней, предусматривающая использование процесса ликвации кристаллов первичного кремния для повышения их концентрации на рабочей поверхности донной части поршня.

Апробация работы. Основные положения работы докладшались

на:

- межотраслевой конференции "Управление технологическими

процессами литья и свойствам! отливок" (г. Москва, НйЛТ, 1900 г.);

- семинаре "Технологические процессы и оборудование, обеспечивающие безопасность работы и экологическую чистоту г, литейном производстве" (г. Ижевск, 1990 г.);

- VI республиканской научно-технической конференции "Неметаллические включения и газы в литейных сплавах'Ч г. Запорожье , 1991 г.);

- семинаре "Совершенствование технологии и оборудования в литейном производстве с целью улучшения условий труда и экологии окружающей среды" (г.Москва, 1991 г.);

- III республиканской научно-технической конференции "Теория и технология производства отливок из сплавов цветных металлов" (г.Владикавказ, 1991 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 статей и получено одно авторское свидетельство СССР (а. с. N 781Ё23 "Модификатор для ааэвтектических силуминов").

Структура и объем диссертации. ■ Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена па страницах машинописного текста, содержит ^ таблиц и рисунк . Ей ■ блиографический список включает 2/А наименований.

_ v-

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Объектами исследований были бинарные сплавы А1-18 масс. % Si и поршневые эаэвтектические силумины КС 740 и АК21Ь(2,5Н2,5.

Для приготовления бинарных силуминов высокой чистоты использовали алюминий марки А999 и кремний монокристаллический полупроводниковой чистоты марки КПС-3. Бинарные заэвтектичес-кие силумины е технической чистоты готовили из алюминия А999 и кремния технической чистоты марки Itp. 1.

Поршневые силумины выплавляли из шихтовых материалов технической чистоты или использовали готовые сплавы в чушках. Расплавы готовили в печах сопротивления типа ОЮЛ на воздухе, бинарные силумины - в алундовых тиглях, поршневые - в графкто-шаыотных.

Водород в силумины вводили влажным асбестом и продувкой молекулярным водородом (осушенным и без осушки). Содержание' водорода в сплавах определяли методом горячей вакуумной экстракции и приблизительно оценивали по плотности сплава. ,

В качестве хлорсодер>а:инх соединений использовали гексах-лорэтан и хлорид алюминия, которые вводили в количестве 0,6 % ет массы расплава "колокольчиком" при температуре металла 850+ 10°С.

¡кальций вводили лигатурой А1-Са (9,5 масс. % Са) в количестве Q,iO; 0,25 и 0,50 % Са от массы металла. Иттрий вводили в виде лигатуры Si-Y (40 шсс. % Y). Бинарные эаэвтектические-а.лумины модифицировали фосфором, который вводили лигатурой Си -Р (8-15 масс. % Р) в количестве 0,05-0,07 X Р от массы расплава.

Для исследования процесса кристаллизации сплавов использовали термоанализ. Запись кривых охлаждения производили с помощью дифференциальной термопары, один из спаев которой погружен в тающий лед. Для регистрации показаний термопары использовали прибор КСИ4. Кривые охлаждения записывали в процессе кристаллизации проб массой 63+5 г в алундовых тигельках. Скорость охлаждения проб поддерживали в пределах б-8°С/мин. 11а образцах, полученных после записи кривых охлаждения, исследовали микроструктуру сплавов.

Размер кристаллов первичного и эвтектического кремния определяли методом случайных секущих на микроскопе МЙМ-7. Распределение примесей и добавок в микроструктуре сплавов исследовали с помощью электронного микроскопа СатеЬах.

Механические свойства сплавов определяли по стандартным методикам на отдельно отлитых образцах.

Заполняемость сплавов определяли по клиновой пробе, плот-ностьметодом гидростатического взвешивания. .

Коэффициент, линейного расширения сплавов определяли на оо-раацах, отлитых в кокиль, с помощью дилатометра по стандартной методике.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРИМЕСЕЙ НА ПРОЦЕСС КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И МИКРОСТРУКТУРУ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ

Исследовано влияние водорода - основной газовой примеси в

алюминиевых сплавах - и гексахлорэтана - широко испольвуемого рафинирующего соединения - на процесс кристаллизации и микроструктуру заэвтектических силуминов.

Исследования, проведенные на поршневом зазвтектическом силумине КС 740, показали, что наводораживание оказывает влияние на его микроструктуру, которое, однако, не является постоянным и стабильным. Так, в ряде случаев наблюдается заметное измельчение кристаллов первичного кремния, в других кз размер их не меняется или даже растет. Четкой связи между наблюдаемыми изменениями в микростругауре и температурно-скоростными параметрами процесса кристаллизации, а также содержанием водорода в сплаве не'установлено.

Рафинирование сплава НС 740 генсахморэтаном также приводит к изменению размеров кристаллов первичного кремния, чаще всего - к их уменьшению. В ряде случаев, однако, отмечено огрубление структуры, в том числе, в сплавах, модифицированных фосфором.

Для уточнения действия газообразных примесей на структуру заэвтектических силуминов, возможного выяснения его причин и уменьшения до минимума количества элементов в сплаве более подробные исследования проведены на бинарных заэвтектических силуминах, содержащих 18 масс. X кремния.

Установлено, что параметры процесса кристаллизации бинар-' них заэвтектических силуминов определяется содержанием в них примесей. Так, величина переохлаждения сплава относительно температуры равновесного ликвидуса составляет 20-25°С в силуминах с кремнием технической чистоты и могет достигать 50°С в силуминах с полупроводниковым кремнием (.рис. 1 а,б).

Рис.1. Кривые охлаждения сплава АЕ - 18 масс.$ в с •

а,в - сплавы высокой чистоты; б,г - сплавы технической чистоты;

а,о - исходные ( необработанные ) сплавы; в,г - после рафинирования гексахлорэтаном.

значение температуры эвтектической кристаллизации в исход них сплавах высокой чистоты ближе к равновесному солидусу (57' 13), а разброс их не превышает 2"О, тогда как у технически чистых силуминов достигает б-б"0.

Наличие значительного количества примесей в сплавах технической чистоты обусловливает не только иное, чем в высокочистых сплавах, протекание процесса кристаллизации, но и отличную от них микроструктуру. Так, если в сплавах высокой чистоты кристаллы первичного кремнии имеют вид разветвленных, часто зьеадоойраэннх дендритов, то в силуминах технической чистоты -это хорошо ограненные правильные многоугольники. Средний размер дендритных кристаллов составляет 600-1500 мкм, а полиэдрических - не превшиет 200 мкм. Кроме того, количество кристаллов первичного кртмгош в силуминах технической чистоты в 4-Ь раз болык, чем в высгл.очистых.

Обнаруженные различия в процесса кристаллизации и микроструктуре бинарных зазвтектичс-ских силуминов связаны с тем, что повышенное содержите примесей в технически чистых сплавах обуславливает образовали» ь них дополнительного количества центров кристаллизации для первичного кремния. Б результате уменьшается по сравнению с виеокочпетымп сплавами переохлаждение; необходимое для.начала первичной кристаллизации, ярче выделяется перегиб на кривой охлаждения и образуется большее количество кристаллов первичного кремния.

Кристаллизация эвтектики в силуминах технической чистоты и( мюходтг, в отличие от кысокочистых сплавов, при .меняю*::,ей:.-л температуре (рис. 1 а,б). Нто, по-видимому, также связано с

щчгутотвием примесей, л частности, поверхностно-активных Na, Са л 1%, Ратрудняюн'лх рост эвтектических колоши! н тормозящих Ьндедение теплоты кристашшашш.

Инк показали проведенные исследования, обработка бинарных заэвтектических силуминов гексахлорэтаном способствует измель-vpinif) кристаллов первичного кремния, причем наиболее интенсивно - в сплавах технической чистоты. Размеры этих кристаллов уменьшаются в 1,2-2,4 раза и в ряде случаев достигают 55-60 мкм при скорости охлаждения 8-10'0/мян. Независимо от чистоты сплава кристаллы первичного кремния становятся более компактными, а грани их округляются. Количество их в образцах увеличивается в 1,2-2,0 раза.

Отмечено повышение температуры начета первичной кристаллизации исследованных силуминов на 5-15^0 и увеличение на 4-7 °С переохлаждения эвтектики. Форма кривой охлаждения на участках первичной и эвтектической кристаллизации по сравнению с исходным состоянием изменяется (рис. 1 в,г).

Действие хлорида шшмшшя на процесс кристаллизации н микроструктуру силуминов аналогично действию гексахлорэтана. Это позволяет сделать вывод о том, что углерод, входящий в состав гексахлорэтана, не оказывает влияния на процесс кристаллизации заэвтектических силуминов.

Результаты проведенных экспериментов позволяют заключить, что хлориды оказывают такое же влияние на процесс кристаллизации и микроструктуру бинарных заэвтектических силуминов, как и традиционный их модификатор - фосфор, но менее интенсивно.

Установленное действие "лорядов объясняется, скорее всего.

УДЙЛеНИсМ ИЗ i<ai:!IJlnbLb ЬЫЬич-екч-ичаоких СИЛУМИНОВ IlpilMtíOuH ло-модификаторов (На, Ca). В результате ьнсвобовдешм д<?эактиш<• риванних ими центров кристаллизации nt-рвичаого кремния повышается температура начала первичней криетыишэации силам-!, увеличивается количество кристаллов иерпичного крешшя ь структуре и уменье«»:« ¡¡к jxia^'f», а иогцшьт!.!.' чс-тоя

тс í.::a-p.¡vy¡.¡i i.) гит-игл-ка jj.i ^ьч'-м'ич'-икчы учаотк;- Koübi il оха i--

Д'-1!ПЯ.

!í j^T L • J ..-UV- í¡ ¿1--Í1 b'1'..hy l.ulyi' 'Г.Цч.п- ivjj'Mib р«зуЛ1.'Г,*«1, IK 'Jiy

•fe-mu«- !i¡':i or j- ,:'лт:аг- г- к. ouvp'«uji.'M и.'Дпиашрол.аннш güh j|*ii»JX í-;:j'i!4-cKi!X силуминов различной чистоты.

Pa'Hitu.'p.Ji! щи« h.»;ü!îшнгро*'ты¡:: bis-ui.uii '««.ч-.ш

!i|.i:bu;iHJ!'/'K f г:-кому r.rj.i-óH-.-HH-« Kj liera»'«,f> пбрыг-того íq--i:ü,:.4,

к; .ТирО'-, OJ'.lialVj. Cniü.la O r'i i :¡>j i '.--КОЙ, тогда KctU E Го-ХППЧсСКИ

'líícIUX Cll.V-ij.LiX сЯМ-'ПЫ О ИIr: ПИЛ их p.ú¡M-poii Ii« !|.::>ДК!.| V .Ct.

ГЬ-БИЯШЮМУ, 11(41 üUp.;G¿'! oO ГсКОйХ.иирлТйНОМ ЮДМмиЦЮЬсШННХ ' b»i«»oííií'inc-rim силуминов происходил.') удаление- сбразе.тчьишои чао-inn AIP, н из t;u.-iai!wu Технической чистоты прежде ы*ггр уда-лчлг.оъ lï; is) :0тou.

П-i [ъгЬУА1.ТНГгМ ¡i Л '-r/iclilltiÁ IICúM'j/lOiíilUmí IRsjJtí) aá¡0'ií4'i,HL. что соединения июсооотвунг улучили«/» umq»>'*-

руктурп ii o f.: д 11 vi - í i и s. о г. ri и ¡ : n >: ¿^эвтектических силуминов и мс-iyi-

Orpyß>)!Tb кристалл!! 1!ОрГЧ1ЧНо(;о Кремния В МОЛИ>1.Ши1РОйЛИ1Ш/С 40J-I.M CIlAalíiiX. IbSTl-ИУ, уЧИ'ШВаН Tah\í.¿ ЭЫХИП'ИЧгСКуМ ЬрО-ДНоС'ГЬ указанны« соединений, можно рекомендовать их ис-кл.-.ченн-? Ио •le хнмлгич-ских нрещеш'в приготовления расиллыв.

Как показали прэдор-шш* исслндомпшм, ьодород ,,i:r„„^ г

весьма нестабильное влияние на микроструктуру и процесс кристаллизации бинарных заэвтектических силуминов. Независимо от чнсгогы сплава. после наеодорадияанич может наблюдаться как измельчение, так и укрупнение кристаллов первичного кремния, причем так же, как при рафинировании, наиболее значительные изменения их размеров отмечены в сплавах технической чистоты.

Сильное (в 1,5-2,0 раза) измельчение кристаллов первичного кремния после введения водорода в сплавы технической чистоты сопровождается округлением их граней и появлением "ободков" из га-алюминия вследствие обеднения окружающего расплава кремнием. Наводораживание силуминов высокой чистоты заметных изменений формы кристаллов первичного кремния не вызывает, однако, наблюдается тенденция к их разветвлению в случае укрупнения и некоторое повышение компактности при уменьшении размера кристаллов.

Измельчение кристаллов первичного кремния после наводора-кивания заэвтектических силуминов сопровождается увеличением их количества в образце и повышением температуры начала кристаллизации сплава на 8-10°С.

Заметное укрупнение кристаллов первичного кремния после введения водорода сопровождалось резким падением плотности сплава, соответствующим • значительному повышению содержания в нем водорода При этом наблюдалось также сильное снижение температуры начала кристаллизации сплава и появление в его структуре модифицированной эвтектики (длина частиц зпте1стического уменьшилась с 80-100 мкм до 5-10 мкм).

Анализ кривых охлаждения и микроструктуры исследованных

- 17-

'.а нздодср&а&ашш йагруянптйльно.

Установлено, что водород, которым заэьтектн'кеш« силумшш насыщается б процессе планки,- не препятствует их модифицированию фосфором. Кроме того, наводоражнвание модифицированных силуминов не сказывает существенного влияния на их микроструктуру.

Таким образом, полученные результаты поавол^гг заключить, что наличие водорода в исмодщ-ицированних гаэвтектических силуминах с точки Зрения еГО ВОЗДЕЙСТВИЯ На их микроструктуру нздиательиа Однако, тлифшшровшш:? '{остром лсг-внэдых гаэв-тбкгнчссккх оилум.шоь i»*jio проводить бсь их предварительного рпфИНИрОЬаНИЯ ОТ ЬОЛ'-рСгДа.

;ьсллд0ваик» кальцин - ОДНОЙ IM ОСШЫШХ IfpUMsccit

в за-?БТ1гкт:1Ч1Ских силуминах - на их микроструктуру и процесс nj ПСГ.ЧЛЛИопКНЛ ¡фи»",'. i. j hl Diüic.p.'itjX MüfclrKTII'feCKlUi Ollj'iy.v.ühiX высокой чисто?» и порыть:»« спл.-.1;с КО 740. Установлено, что на" nafa.".expi! пройгсеа 'кристалливашш и размер кристаллов первичного копнил в онзыг^ггич-гских сизушпях калыши влиясу дк.чло • г.!ЧГ.о ьодерслу, но о кнтеиеитк».

ДгГитЁГ.е ьчиыи:.-! лс, кнк и &ьде>|>ида, енре^лйстия

n С1Ш0.т. Г.>К, Hail.l-KW H-CCJ.i.uoro » /р 0.1 НдСО. X

о? MaCÜÜ päcüJLiba) КкмМОДГка Кя/.ЬЦИЛ В С1ШьрН1М ЗаЗЫсКТаЧ-гС-

KtK силуминчх практическл нэ ьлал-т па состоят!* •зьттктл:-:-! в unr.--.ie и сально загрузил-.-? криитьл^пазия»; иергарного 'кргмнал: количеотьо кристаллов первичного креяния уменмз-тся ьо&ль до ш-теого их отсутствия в образце, а перегиб на кривой охлаждения практически не вчаел.^т и растягивается во '•л ;>

свидетельствует о замедлении выделения теплоты кристаллизации. Таким оОразсм, ¡затруднение первичной кристаллизации при введении в бинарные ваэвтектические силумины 0,1 масс. % !сальция вызывает уменьшение объемной доли первичной фазы в структуре этих сплавов, что эквивалентно смещению эвтектической точки в сторону больших содержаний кремния.

При повышении содержания кальция до 0,25 масс. % в структуре сплава появляется модифицированная эвтектика, измельчаются кристаллы первичного кремния, увеличивается их количество, а форма становится более разветвленной. Аналогичные изменения формы и размеров кристаллов первичной фазы наблюдаются при введении в силумины высокой чистоты значительных (более О,С см3 /100 г) количеств водорода.

При обработке заэвтектических силуминов высокой чистоты 0,5 тсс. % кальция, происходит не только значительное (в 1,2-2,0 раза) измельчение кристаллов первичного кремния и увеличение их количества, но и заметное изменение формы вплоть до перехода с дендритной на полиэдрическую.

На основании результатов экспериментов по наводораживанига бинарных заэвтектических силуминов высокой чистоты, содержащих различные количества кальция, установлено, что взаимодействие кальция с водородом действительно имеет место. Так. насыщение водородом сплава с добавкой 0,5 масс. % кальция привело к получению структуры, характерной для силуминов, содержание кальция в которых составляет 0,1 масс. 2. Введение водорода в сплавы, содержащие до 0,25 масс. % кальция, вызывало измельчение кристаллов первичного кремния ч увеличение их количества. Вероят-

силуминов показал, что четкая связь между температурой начала первичной кристаллизации сплава и полученной структурой имеемся только тогда, когда после наводордживания эта температура относительно исходного состояния изменяется не менее, чем на 5 "С. В этом случае ее повышению соответствует измельчание кристаллов первичного кремния, а понижении - их укрупнение.

Установлено, что для силуминов технической чистоты имеется зависимость ыелду их походным еоетолшгем и изменением размеров кристалл.'в первичного кремния после наьодорагашанпя. Так, в силуминах с более м--дкимн в исходном состоянии кристаллами первичного кремния (менее 130 мкм) введение водорода вигшас-т их укрупнение.

для сплавов ьыескоЛ чистоты обнаружено наличие лннеиний зависимости деаау содержанием водорода в сплаве и размером кристаллов первичного , .ре мнил, причем при лоыюетш содержания-водорода размер кристаллов у^ныаается. Аналогична.! зависн-' месть для сплавов технической чистоты имеет неявно выраженный экстремальный характер, что, вероятно, связано с более qильным иаьодера^шанием этих сплавов по сравнению с выоокочистыми.

'"«работка бштрнше эазвтектичееких силуминов чистым водо-,.одг/М ¡.orb овугки и осушенным) дала аналогичные результаты, однако влияние его на структуру в этом случае било гораздо менее интенсивным. По- видимому, это объясняется Недсктагочныи ног-излий-м ¡кюпмльов гаьои прп продувке их к.) е?кумркич водородом и весьма нгснйшиельним ооогп&шнвм их '¡.чстинаыц А1,о4 , ь Tf'pft !.:,г/т "J.'-iPiut гг:рождение кристаллов п--рьпчного кр-м ПИЛ О чНЗ-"'. i И ТИМОЬ ¡1 Параметр.'.--. KM:, i I■

-16-

иеток кремния и некоторых модификаций окиси алюминия.

Нг1 основании полученных результатов можно предположить, что водород оказывает на структуру заэБтектических силуминов такое же влияние, как примеси-демодификаторы На и Са, однако получаемая в результате наьодораживания микроструктура будет определяться его содержанием в сплаве и взаимодействием с этими примесями. Так, при оптимальном для данного количества примесей-демодификаторов в сплаве содержании водорода (например, 0,47-0,51 см5 /100 г при суммарном содержании На и Са в пределах 0,1X3 происходит образование соединений его с примесями, в результате чего освобождаются дезактивированные ими центры кристаллизации первичного кремния. Кроме того, образующиеся соединения (в частности, СаН3) сами могут играть роль дополнительных центров кристаллизации. Все это вызывает наблюдаемое измельчение кристаллов первичного кремния и увеличение их количества. При недостатке водорода нейтрализации примесей не происходит, или происходит в незначительной степени, при этом отмечается заметная неравномерность размеров кристаллов кремния в структуре сплавов. Избыток водорода действует аналогично примесям-демодификаторам и вызывает укрупнение и ум-'пьшение количества кристаллов первичного кремния к модифицирование эвтектики.

Следует, однако, отметить, что в реальных условиях проведения экспериментов и содержание примесей-демодификаторов, и количество вводимого водорода являлось параметрами переменными и трудноконтролируемыми, поэтому верно спрогнозировать ожидаемые изменения в микроструктуре эаэвтектических силуминов после

те всего, это связано с образовать м частиц гидрида ;кальция. (СаНл), который вследствие близости параметров решеток мо.чх-т быть дополнительным центром для кристаллизации первичного кремния.

•, Как по. 1зали проведенные эксперименты, введение клльция в .поршневой заэвтектический силумин вызывает аналогичные, но менее значительные, чем в бинарных сплавах, изменения размеров кристаллов первичного кремния. Это, вероятно, связано с преимущественным взаимодействием кальция с легиругсцями элементами сплава, что подтверждается появлением значительного количества интерчеталлидных фаз в его структуре. Шесте с тем, наличие кальция, который являетсяГ нерегламентируемой ГОСТом примесыо, в поршневом заэвтектическсм силумине не позволяет получать модифицированную структуру после его обработки обычно рекомендуемым (0,05-0,07 %) количеством фосфора. Поэтому для обеспечения требуемого размера кристаллов первичного ' кремния содержание кальция в.порпневых зазвтектических силуминах не должно превышать 0,05 масс. X. В про!ивном Случае должно быть увеличено количество вводимого модификатора.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СОЕМЕЩЕНЯОГО РАФИНИР0ВЛШ1Я, НОД1ШЩИР0ВЛ1ШЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ ПОРШНЕВЫХ ЗАЗВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ

На основании анализа литературных источников в качестве

-20-

b...-тада ратинирования выбрана щюдуька расплавов инертными т-

c.i.v,;; с высокой скоростью истечения из сопла. Продувка производится на установке УД-01 ЖМВИ ТУ 0-14.477.001 азотом или арго-пом высокой чисто!ы. Конструкции фурмы и сопловой насадки Позволяет получать скорость истечения газа на срезе сопла до ¿¡ЬО м/с, высокую стеПс-нь диспергирования струи ruca и, следовательно, достигать глубокой очистки расплава от р&етвореньогс водорода при расходе рафиицруидего газа 50 д/т.

Исследование влияния продувки инертными газами на микроструктуру заэвтектических силуминов показало, что размер кристаллов перьичного кремния после продувки уменьшается как ь не-юдифщлроьанних ('на 10-15 ычм), так и ь модифицированных-фосфором (на 5-10 мкм) сплавах.

Еыбор состава модификатора проводился исходя из требований его недефлштюстп, нетоксичности образующихся продуктов реакций взаимодействия с расплавом И возможности ооьиеи^-нпя процессов рафинирования и модифицирования.

' Исследования показали., что из ряда ьибрдиыя феид-.,-.fjiüix ео^дли-гний -Р2 0а,( к, ПРО,,, (¡¿аНГ-0 н (Д^Р спхиьдыш.»

МОДИ'фИКаТОрОМ ддл ЗаЬЬТ-КТИЧеСКИл С1ЫУЫ!Н'..'Ь )-:ЗЛлтТОл i т ХИН -чгекий фосфид меди, т.к. обеспечивает ыаксимьяькув степень измельчения кристаллов гьрьичного крошил I 40-4ú мкм íi^; ли." te ь к жиль», сш.ео0стьу:!1 поььдениь механич.-ских сьой£*ь силу«.«! >ь и полек удобен в обращении по ораьнешии ч асеш иша ¡¡соледо-ЪпННЫМИ »ЮДИ^ИКаТОрДМН.

Поскольку, в сосголкии поставки технический ф ;сф..л м.-ди предстаьлягт собой Мелкодисперсный порошок, для облегчения, ei о

ч

• -21-

ввода и улучшения усвоения использовалась флюовая композиты,-состоямая из смеси фторцирконэта или фторборатэ калия с хлоридом калия. На основании анализа диаграмм плавкости солевых . систем KjZrF6-KCl и КВЕ,-КС1 и результатов исследования влияния состава флюса на размер кристаллов первичного кремния ус-.таноплено оптимальное соотношение компонентов флюсовых смесей - K2Zrb^ Г КЕРц ) г KCl = 1:4. При этом фториды способствуют разрушению окисной пленки и, следовательно, облегчению введения '•осфорз, а покровная составляющая (KCl) - уменьшению его угара. . .

Проведенные эксперименты показали, что " фторцирконат и осо- • : бенно фтсрборат калия усиливают модифицирумдее действие фосфо- ' ра на микроструктуру заэвтектических силуминов. ' Кроме того, наличие флюсовой составляющей в модифицирующей смеси позволяет получать более высокие механические свойства, чем после обработки одним фосфид-« меди. Так, модифицирование поршневого за-' . эвтектического силумина смесями состава Cu3P - KaZrFG - KCl и -CujP - KBF,, - KCl позволяет получать при литье в кокиль размер кристаллов первичного кремния не более 30 мкм. При этом предал прочности при, растяжении ( Св ) достигает 200 КПа, а твердость по Еринеллю составляет 135 - 138 HB при требовании к поршневому сплаву КС 740 (по ТУ 48- 26-35-75) 95 - 130 НЕ В случав обработки сплава одним фосфидом меди предел прочности не превышает 190 МПа, а твердость. - 125 -130 HB.

Шдифицирущий- эффект после обработки заэвтектических си- ■ лумчнов вышеуказанными смесями сохраняется в течение 1,5 часа, через 4,5 часа выдержки модифицированного расплава кристаллы

первичного кремния укрупняются менее чем в 2 раза и дала через В часов выдержи не достигают размеров исходного состояния.

Отмечено повышение шкротБердостп кристаллов Первичного кремния после обработки поршневых зазвтектических силуминов как одним техническим фосфидом меди, так и, ь большей мере, смесями с флюсовой соетаьлякш^й. Ыикротвер.дость по сравнению с исходным сплавом увеличивается на 1500 - 2000 Ша и достигает при модифицировании вышеуказанными смесями. 14000 МПа,. что связано с микролегнрованием кристаллов кремния фосфором, цирконием и бором.

Как показа,:!! Проведении; ЗКСПерИМ.-НТи, НШШЧ№ В СиСТаЬе модифицирующей смеси $л«еовой композиции иоеьолыет стабильно получать в. процессе обработки расплавов сухой, сыпучий шлак, что облегчает ei'o съем и суцрстьешю сшилс-т потери металла со ылаком.

Б качестве МИКрОЛеГИруйЦгЙ ДОбаВК»! на сашшши aluuiiua литературных источников выбран иттрий. Цсследоьанил показали, ЧГО иттрий способствует н-которому уменьшении» prtSM'ipOB кристаллов первичного кремнии в ныло ди-lицнроьаышх ьа^ьтытигских силуминах и дополнительному их измельчении ь сплавах, модифицированных фосфором. По-видимому, это обменяется образованием при введении иттрия дополнительных центров 'кристаллизации для первичного кремнил. . Так, соответствуют принципу Данкока- Кс.ио-СееЬСКОГ'О гидрид ИТТрИЯ - Yt^f ГНК, £1-0,5201 КМ) и ф.К'фИД итт-рил - VP (ГДК, а-0,£.650 нм). Биоял/шое-гь обдаоьыим эги.< сы-

ДСПсШИ"» ilpll. TeMilepci'ryi'ilX IipOb-'ДеНИл ЭКСНг-риМ-тШ иЬ

И' m'VI hrpiJ;--."IC«' Тс; Мм;!г;п'и!ШЧеоК1!:.п1 раОЧеТЫМ И Д чШЛ 1 •-•prill

чк:кого анализа. который покапал порхни»» на П-7вм Т'-чирря1у • 1«н начала наличной кристаллизации силуминов, 'Сработанных иттрием. К|>омл того. вредение иттрия рс»гда сопровождаюсь ит""»»ниеч плотности сплавов, что свидетельствует о наличии ппяи"0Д'--..-',трич неялу иттрием и водородом. Гм^сте с тем, иттрий ■образует !штерм^таллидн»« соединения с легирумцими элементами п<^.и(|(?рнх .»апнтг-ктических силуминов. что подтверждается данными микрорецтгеноспектрального анализа. Цгкчь этих соединений во.'рдстг.ко соответствия принципу Данкова• К'тобоевского также моНет Г>ып> , центрами кристаллизации для гиркичного кремния и будет способствовать его иямельчению. Подтверждением этому является отмеченное более эффективное действие ихтрич на размер' кристаллов первичного кремния в легированных поршневых сплавах по сравнению с бинарными ЭазртекТИЧесКИМИ силумина!«!.

Установлено, что более СИЛЬНО« Иомельченпе кристаллов нер вичного кремния ?тлга«?тся в случае введения иттрия в силуми- . ян. содержаще водород. Вероятно, это такле связано п образо- -ванием в сплаве части!!, гидрида, иттрия и позволяет заключить; что микролегирование заэвтектических силуминов иттрием желательно проводить без их предварителг-пого рафинирования от по--до рода.

Микрюлегирование иттрием позволяет снизить коэффициент линейного расширения (КЛР) яаэртектическнх силуминов. Так, после введения 0.03 X иттрия 1ШР поринёвого'силумина КС 740 уменьшается' с 13.0 - 18,5*1 СМ/К до 15,0 - 16,0*10**1/К.

Поскольку разрабатываемая технология предполагает совм^яэ-. ние операций модифицирования и микролегирования, иеоле.порплпег.

- 24 -

Д> .i. i i-ltc ÍU'l'l'lUi CUblfcîOÎ НО С t¡j«íA«>WrHiH#Jií кк>ДЯфИЦ1Ч>у)11|Д ,1М»» CMc-Cíímü на структуру и cbúñj'iha fu".j'.;ij£¿es.ix баэьтсьтичвеких силуминов. УсТеШоЬЛеНО. ЧТО ДОбаЬКа О,ОС 0,03 MciCC. % НГГрИЯ К «ОДИ||И-!l.ip>b,UllM СМЕСЯМ BICJHbnrtT ДчПОЛНИТгЛЫЮс НпЫ'.-ЛЬЧёННс! KpllOTriЯЛОВ

Первичного кремния, и p. il-Мер их при лигье ь кокиль не npebtima-« т ft) яки. f<6|<h&oïKi» поршсыы сьлньив смесями с im'püt-M М'л- ьо Jí.icj у¡Jiií'lili ь tiHKpoTht-p^'iCi i- ónix i;p.ie'ía««"i> до 10000 ¡t'C.OO UiLi.

ДЯмЫи itIJ'piU h U)iU4«iiO!J'yiuii.W CUeOHU OikAlüOol'ByeT lleKO/-•i'i4«.«iy ПО» IW.vHH«J Щ-ОЧИОгТИ ilupúileLIU Ixsíib-rüKrii'bíCKitX

силумин >Ь о 1 НОСИ ГеЛЫЮ ypüblbi . Д.-,.Ш1П1сЫОГО b |«ЗуД|>¥<т* ИХ

<>npa<kmui смесями ó'-n iii-ipiu. 'IViK, G*¿ походного сшньа Kl! У40 н.1>:идитс;1 ь лрсД'.-..'i-iX 170 - i Vil l.!íla, после об( t/Vu ки модпф.шн-

i-У í1 il./:!.-! Ci »еОЛМЛ IÍTj'PHj! у ЬелИЧИЬае l'Oh j 1 'bt r - í'lJ'i Pií-t, a С

i i i i i • i 1 i i - ДО i.'.J' i ~ ;:ub l.íiia. I- F. ' ¡ii.:'- К i ГрП/i b :.0 ^ i >1 ! ¡ i'У . i c.M.-cn Cikjoxicíьусч' r"i.:.0ПЛ1.Ниму получ\-.-ьл!и опгиг.ильгюго у^.льл

'i bepji'.jO i И lio i :,[ ¡— I. (. X Cl¡ jl.'-lljOti - ó O - Uij lll.ï после Ч tr¡ 'rióo'i iiH.

ù'/p.iOi.;ïKi'i иорьнесoro on.'.tiüa lui 74П м.1ди p»!¡i..:¡f ими сносями

С Д^Ои-с-КОИ ИГГрНл Iip.-тТПЧеОКИ ne b.cihie'V lia еГО ОЫкОЬЫеЫ 'Oïb И Ob' jcuCc 1'ЬУс Г yí.'- HMíi'-tlUíb Cóít iM Га. >OyOaiIo4b'i>î ItO-i.,íi "'i i.j

TuKimi uOJiaÖOM, lia ücliob.'niüil получ; HtlrJ'í pt ay.ií. i'úTOH l'.i'.j.rjiO 1'.»|.йММГ1/, 410 iio.ll лучшим CHOC;-Cl .M J. «.¡<,lH>ip>'U'i!il!4 ОООЬТОКТПЧеО-r.iiX IlOi-Bihcrl« силуминов HbJübr'l СЯ ИХ продувки ШИ'ГНММ 1ЧЧН0Ц с ьиоокои скоростью ногсч-.ьпя по сопя.», a ошпмпягнои м^дифиф:• pybu,.- " ЛеГИру.1 íi.cH ДООМЪКОЙ СМ.-<Ш CU.ÍVÍ»l».'i ClIjP - Ш-;, - K'i'l H tili, 1' - K/ZiT; - KCl, i:o>HUa¡yic- 0,C5 0,07 X .j.w.l.Jcó И 0,Oí", -0,08 X íiiipnn or fc-rti.-cu p.iOib¡Kií>a. Ио/одл na oioro с ученом нолул^ н -

них рекомендаций но очередности прог-дежы мгсрппт) рп::.рпг.руа па технология совмещенного рафинирования, модифицирования и микро.четрсвония поршневых эазвтектичдоких гилуютиов, которчя состоит в с ¡¡»думцем. Для максимального ускорения процесса обработки модифицирование и микролегирование расплавов, и»регре-•тнх на :Г0 - 40 "с выше температуры заливки, производится го время их перелива из плавильной печи в раздаточный ковш, после чего без снятия шлака металл в ковгае продувается инертным га-.рсм ( рзсход до 50 л на тонну расплава ) и выдерживается в течение 5 - 7' мин. Полнота усвоения добавок при этом повышается за счет интенсивного перемешивания расплава во время. перелива и продувки. Высокую степень очистки расплавов обеспечивает продувка с высокой скоростью истечения газа из сопла и наличие флюсовой композиции в составе модифицирующих смесей. После выстаивания для удаления пузырьков рафинирующего газа, готовый расплав доставляется на участок заливки.

В результате проведенных исследований микроструктуры поршней впервые обнаружено, что в поршнях'из заявтектнческих силуминов наблюдается ликвация кристаллов первичного, кремния. Вследствие зхого при последующей механической обработке поршней до 40 X первичного кремния может удаляться со стружкой. Применение разработанной технологии позволяет существенно снизить ликвацию, что способствует получению более равномерного распределения кристаллов ' первичного'кремния в объеме поршня. Вместе с тем, для устранения потерь кремния разработана технология изготовления поршней, позволяющая проводить механическую обработку донной части поршня без снятия стружки. для чего

- 26 -

спроектирован и изготовлен кокиль с изменснний литниковой системой. Разработанная технология изготовления поршней прошла опытно -' промышленное опробование и рекомендована к внедрению на государственном заводе I. г/з ) "Илмаш".

ОШГНО - ПРО!АШЕ!ШОЕ ОПРОБОВАНИЕ

ТЕХНОЛОГИИ ООЬШШЕНШГО РАФИНИРОВАНИЯ, ЫОДИШЩРОВАНИЯ

И МнКРОЛЕГИРОВАЮй ШРШНЕШХ ЗАЭВТЕКТИЧЕОКИХ СИЛУМИНОВ.

Опытно - промышленное опробование разработанной технологии г проводилось ь условиях цеха цветного литья завода "Поршень" (г. Алма-Ата) и n¿xa 15И г/а "Jiw.taa".

• В ходе опробования отливались опытные партии поршней ь количестве 600 - 1000 шт. из сплавов КС 740 и АК21Ы2,5Н2,5 , обработанных по вышеуказанному реалму и по серийным технологиям. Отлитые партии проходили термическую обработку в соответствии с действующими на заводах техпроцессами. Дня исследования влияния новой технологии обработки расплава на микроструктуру и свойства сплавов из партии отбирались поршни ("!ктш") или производилась вырезка образцов из поршней ("Поршень"). На образцах и поршнях определялись твердость сплавов, газовая пористость ( в баллах по шкале ВИАМ ), размер и микротвердость кристаллов первичного кремния. Предел прочности сплавов при растятшш определялся на отдельно отлитых ("Ижмаш") или выре-' йгшных из поршней ("Поршень") образцах. После механической, об

работки -опытннх партий на з-де "Порань" определялась такте -шероховатость торцевых поверхностей канавок пор-чней и оценивалась стойкость режущего инструмента.

Полученные результаты представлены в табл. 1.

При обработке расплавов по предлагаемой технологии отмечено стабильное получение сухого, сыпучего, шлака и уменьшение потерь с ним металла. Так, если при использовании серийной (г/ з "Иямзш") технологии обработки содержание металла в шлаке составляет 80-85 %. то в случае применения новой технологии оно уменьшается до 20- 25 %.

Применение разработанной технологии не "только улучшает обрабатываемость поршневых заэвтектических силуминов резанием, " но и способствует повышению стойкости режущего инструмента при механической обработке поршней : более чем в 2 раза увеличивается количество поршней, обрабатываемых одним комплектом резцов без переточки.

Анализ газовой среды в зоне обработки расплавов и атмосфере цеха''показал отсутствие превышения' ПДК по вредным выделениям в случае применения разработанной технологии, тогда как при обработке расплавов по серийной технологии на з-де "Поршень" ■ отмечалось превышение ПДК по фосфористому водороду в 1,8-2,2 раза;

Таким образом, результаты опытно- промышленного опробования показали, что применение разработанной технологии совмещенного рафинирования, модифицирования и микролегирования-поршневых заэвтектических силуминов позволяет уменьшить брак поршней по газовой пористости и превышению балла микрострукту-

Таблица I.

Результата опктно-прометцгекного опробования

1гЭлЪ~5гГ,гГ ("Порпеяь'Г ~ J ~

серк£ная [разработанная "¡"серийная технология {технология (технология

Показатели

КС 740 ("Итаке")

{разработанная, iтехнология

-L___

1. Раз trap кристаллов пэрвхгчного

крекяпя, иги 60 - 70 30 - 50 70 - 90

2. Кякротвзряоеть кристаллов

пераптаого гсрег.ШЕЯ, -МПэ ISIOO 16200 12000

3. "Твердость сплава после ТО, НБ 107 - Ш Ы4 - 117 95 - 105

4. Предел прочности прп

растятениа, ЫПа 140 - 145 150 - 1э5 170 - Г80

5. Газовая поргстость, балл I I 2-3

6. Шероховатость торпевтзс поверх-

ностей канавок поршней ( R< 1-2-3 канавка, г.'л:.:"

7. Брзя прп производстве полней от общего брака, % :

- газоЕые дефектк

- преЕинзняэ балла структура

1,10-1,10-1,15 1,05-1,10-0,95

5-20 10-30

20 - 40

ISI00 107 - П4

190 - 200 I

0,5 - 1,5

О

I

то Со I

* - результата обработки сотого ггорния; ** - размер кристаллов первичного крекякя в

ггакроструктуре поршней внше 3 балла (100 ккк) по шкзлз Нздавш (СТПЦТ 216-74).

- ¡29 -

ры, повысить механические и эксплуатационные свойства сплавов, и улучшить экологическую обстановку в цехе. Кроме того, при этом сокращается длительность процесса обработки расплавов и повышается производительность плавильных печей. ". Технология совмещенного рафинирования, модифицирования и микролегирования поршневых заэвте.-.гических силуминов внедрена в производство • на з-де "Поршень" с экономическим эффектом 810677- руб. в ценах 199£г. и принята к внедрению на г/з "Иж-маш".

ВЫВОДЫ

1. Методом термического анализа исследован процесс кристаллизации заэвтектических силуминов ( А1 - 18 масс. % Б! ) с' различным содержанием примесей и добавок. Установлено, что переохлаждение сплава относительно температуры равновесного ликвидуса может достигать 50 °С у 'силуминов высокой чистоту, уменьшается до 25°С у технически чистых силуминов и не превышает 5^0 у сплавов, модифицированных фосфором.

2. Показано , что влияние растворенного водорода на про; цесс кристаллизации и микроструктуру заэвтектических силуминов определяется его количеством и содержанием примесей в сплаве.

3. Установлено; что обработка расплавов немодифицированных • заэвтектических силуминов гексахлорэтаном или хлоридом алюминия повышает на 5 - 15 вС температуру начала их пинмчяп** кто-

таллизации , на 4 - 7"С увеличивает переохльадение эвтектики и оказывает модифицирующее действие, на размер кристаллов первичного кремния. Эффективность такого воздействия хлоридов определяется количеством примесей - демодификаторов (натрия и кальция) в расплаве.

4. Исследовано влияние кальция на микроструктуру бинарных заэвтектических силуминов. Показано, что обработка ззшх сплавов кальщьм вызывает уменьшение размеров кристаллов первичного кремния, причем при введении до 0,1 масс. % кальция измельчение обусловлено дезактивацией центров кристаллизации и замедлением роста кристаллов, а 0,25-0,50 масс. % кальция - образованием дополнительных центров кристаллизации для первично-

г го кремния,

5. Обнаружено, что присутствие нерегламентируемого ГОСТом кальция в поршневом заэвтектическом силумине КС 740 не позволяет стабильно получать необходимый размер кристаллов первичного кремния при модифицировании фосфором. Исходя из этого рекомендовано ограничивать содержание кальция в поршневых. заэвтектических силуминах 0,05 масс. %.

6. Исследована эффективность модифицирующего действия ряда фосфорсодержащих'соединений на размер кристаллов первичного кремния в заэвтектических силуминах. Установлено, что оптимальным модификатором является технический фосфид меди.

7. Разработан новый эффективный модификатор для заэвтектических силуминов. Наличие в его составе флюсовой композиции позволяет осуществлять модифицирование без чрезмерного перег-

' "рева расплава.

- 31-

ij. Показано, что продувка вазвтектических силуминов- писо -[«скоростной струей инертного газа является эффективным способом рафинирования и, кроме того, способствует измельчению кристаллов первичного кремния как в немодифицированных,-' так и ij модифицирован;:!« фосфором сплавах.

9. Изучено распределение криста ов первичного кремния в поршнях из зазвтектического силумина в зависимости от способа заливки поршней (сферой вверх или вниз). Ус ановлено, что оптимальным о точки зрения обеспечения необходимого ,ровня'эксплуатационных* свойств порсней является изготовление их с за-, ливкой сферой вверх и с механической обработкой сферы без снятия струм«!. С учетом полученных рекомендаций разработана новая технология изготовления поршней на г/з "Ижмаи", которая отражена в заводском техпроцессе ЦТ 4С00-4022 ИЗ-КС 1-0-ЗГ.

10. Впервые обнаружена ликвация кристаллов первичного кремния в донной части мотоциклетных поршней из эаэвтектичес-кого силумина, которая проявляется тем в большей степени, чем. больше размер кристаллов. Установлено, что снижению ликвации способствует модифицирование фосфором.

П. Разработана технология совмещенного рафинирования, мо-диф- чрованкл и микролегирования поршневых эаэвтектических силуминов, которая позволяет получг-ь поршни с высоким уровнем механических и эксплуатационных свойств, сократить длительность обработки расплава и улучшить экологическую обстановку в цехе. Предложенная технология прошла опытно - промышленное оп-. робование на заводах "Поршень" и "Ижмаш" и внедрена на заводе "Поршень" с экономическим эффектом 810877 рус. в ценах 1991г.

Разработанная технология отражена в заводской технологическо! документации (инструкция "Технологический процесс рафинирования и модифицирования сплава АК21И2.5Н2.5 с применением эколо гически чистых модификаторов").

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 1. Курдюмов А. К , Белов К Д., Иннин С. В. , Гусева В. В., Ан-тоненко В. Н. Ликвация кремния в поршнях из заэвтектическоп силумина. // Литейное производство, 1990,- N 9.- с. 31.

. 2. . Гусева К В., Белов К Д. , Гаврилов А. И. Влияние РЗМ на структуру и механические . свойства зазвтектических поршневы: силуминов. // Тез. докл. VI респ. конф. "Неметаллические вклю чения и газы в литейных сплавах". Запорожье, 1991.- с. 173.

3. Инкин С. В. , Курдюмов А. В , Гусева В. В Совершенствование технологии модифицирования поршневых зазвтектических силу минов. / / Тез. докл. VI респ. конф. "Неметаллические включе ния и газы в литейных сплавах". Запорожье, 1991,- с. 174.

А. Курдюмов А. В. , Белов В. Д. , Гусева В В. , Четина Л. И. Влияние фосфорсодержащих соединений на структуру и свойств поршневого сплава. // Литейное производство, 1991.- Н 11.- с. -9.

1?. Курдюмов А. В. , Инкин С. В. , Белов В. Д , Гусев« В. В. О модифицировании зазвтектических силуминов. // Тез. докл. 11 респ. научно-технической конф. "Теория и технология произволе

-зз-

щ отливок из сплавов цветных металлов". Владикавказ, 1991.--

5.

6. Белов В. Л., Гусева В. В., Кириллова Л. 11 , Четина Л. И. зготовление поршней из заэвтектического силумина. //Литейное зоизводство, 1992. - М 5. - с. 15.

7. A.C. 781223 (СССР). Модификатор для .заэвтектических сиринов . Инкин С. В. , Белов В. Д., Курдюмов А. В., Гусева RR якурдаев В. С. , Четина Л. И.

8. Курдю'')в A.B., Белов В. Д. , Гусева RR Особенности крис-гллизации заэвтектических силуминов,• обработанных хлорсодер- ■ ащими соединениями. // Известия вузов." Черная металлургия,' Э93. - М 9 . - с. .

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ Ятказ о.'.о' - Сбъем 1 п. л. Тираж 100 экз. Типография МИСиС, ул. Орджоникидзе, 8/9