УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СПЛАВОВ В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ

Полезная модель относится к области металлургии, а именно - к устройствам для модифицирования сплавов.
Известно устройство для модифицирования сплавов цветных металлов [1], состоящее из емкости, в которую заливают сплав, индуктора и литейной формы (кристаллизатора). Недостатком данного устройства является то, что перед кристаллизацией при обработке магнитным полем и модифицировании происходит перемешивание расплавленного сплава, что приводит к загрязнению сплава шламами, к снижению качества слитка и его механических свойств.
Известно устройство для модифицирования и литья сплавов цветных металлов [2], содержащее емкость для сплава, насос с металлотрактом, источник магнитного поля в виде индуктора переменного магнитного поля, размещенного на металлотракте насоса вне емкости, литейные формы. Недостатком данного устройства является сложность применяемого оборудования, слабый эффект модифицирования и невысокие механические свойства получаемых сплавов.
Наиболее близким [3] к предлагаемой полезной модели является устройство для модифицирующей обработки и литья сплавов цветных металлов, содержащее генератор переменного тока и литейную форму в виде токопроводящей изложницы. Недостатком данного устройства является сложность применяемого оборудования, слабый эффект модифицирования из-за невозможности наведения постоянного электрического тока и невысокие механические свойства получаемых сплавов.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства для модифицирования сплавов в литейной форме электрическим током, позволяющего получать сплавы с повышенными механическими свойствами.
Для решения задачи в устройстве для модифицирования сплавов в литейной форме электрическим током, включающем литейную форму, генератор переменного тока, в полость литейной формы подведены токопроводящие элементы, которые последовательно соединены с генератором переменного тока через регулятор напряжения, выпрямитель, переключатель.
На фигуре приведено заявленное устройство.
Устройство содержит последовательно соединенные генератор переменного тока 1, регулятор напряжения 2, выпрямитель 3 и переключатель 4, к выходу которого подведены токопроводящие элементы 5, помещенные в полость 6 литейной формы 7.
5
2
Работает устройство следующим образом. Расплав заливается в полость 6 литейной формы 7. По мере кристаллизации происходит модифицирующая обработка расплава электрическим током, которая осуществляется с использованием генератора переменного тока 1, подведенного при помощи токопроводящих элементов 5 в полость 6 литейной формы 7 через последовательное соединение с регулятором напряжения 2, выпрямителем 3, переключателем 4. Силу тока можно варьировать в интервале 30...50 А (с плотностью тока j=(0,43÷0,72)·10 А/м). Ток с помощью переключателя 4 можно наводить как переменный, так и постоянный. Данное устройство не предусматривает ограничений по размеру и конфигурации полости для заливки расплава и литейной формы.
Данное устройство позволяет обеспечить более сильный модифицирующий эффект за счет возможности обработки расплава переменным или постоянным электрическим током, что способствует получению мелкозернистой структуры сплава и высокого уровня механических свойств.
Пример: Исследовали влияние электрического тока, наведенного с помощью предлагаемого устройства, на механические свойства промышленного алюминиевого сплава АК7ч. Плавки проводили в печи сопротивления. Заливку образцов для изучения механических свойств осуществляли
в песчано-глинистую форму, куда были помещены проводники от устройства.
Механические свойства сплава АК7ч, подвергнутого воздействию постоянного электрического тока в литейной форме при помощи предлагаемого устройства, приведены в таблице. Также в таблице приведены механические свойства сплава АК7ч, обработанного переменным электрическим током при помощи известного устройства [3]. Результаты, приведенные в таблице, показывают, что модифицирование постоянным электрическим током сплава АК7ч при помощи предлагаемого устройства дает более высокий уровень механических свойств, чем использование известного устройства [3].
ТаблицаВлияние способа модифицирования электрическим током на механические свойства сплава АК7ч
Способ модифицирования магнитным полем
Характер наведенного электрического тока
Механические свойства
σ<sub>B</sub>, МПа
δ, %
Известный [3]
Переменный
171...195
2,6...3,7
Предлагаемый
Постоянный
197...220
3,9...4,8
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Чухров М.В. Модифицирование магниевых сплавов. - М.: Металлургия, 1972, С.148-169.
2. Патент RU 2230823 С2 7 C22F 3/00, B22D 21/00.
3. Зарембо В.И., Киселева О.Л., Колесников А.А. и др. Влияние импульсов тока на процессы плавления и кристаллизации металлов / Металлургия машиностроения. 2005. №1. С.11-15.