Совершенствование технологии производства литых автомобильных дисков колес для повышения качества и конкурентоспособности продукции тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, кандидат наук Абалымов, Виталий Русланович

• Абалымов, Виталий Русланович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Абалымов, Виталий Русланович

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИСКОВ КОЛЕС

1.1 Сведения о литых автомобильных дисках колес

1.1.1 Основные требования, предъявляемые к литым автомобильным колесным дискам

1.1.2 Литье под низким давлением

1.1.3 Характеристика алюминиевых сплавов, используемых для изготовления литых автомобильных колес

1.2 Влияние химических элементов на структуру и свойства колесных сплавов

1.3 Повышение прочностных и эксплуатационных свойств литых автомобильных дисков колес

1.3.1 Легирование

1.3.2 Модифицирование

1.3.3 Термическая обработка

1.4 Приготовление расплава и подготовка его к литью

1.4.1 Выбор шихтовых материалов

1.4.2 Рафинирование расплава

1.4.3 Литейные свойства

1.5 Заключение. Цели и задачи исследования

2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В ИССЛЕДОВАНИИ

2.1 Моделирование производства и оценка качества готовой продукции

2.2 Приготовление и обработка расплава. Методы оценки качества рафинирования

2.3 Методы определения технологичности сплавов

2.4 Термическая обработка отливок

2.5 Методы оценки структуры и свойств алюминиевых сплавов

2.6 Методы оценки качества готовой продукции

3. ОПТИМИЗАЦИЯ И СОЗДАНИЕ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА ПРОИЗВОДСТВА ЛИТЫХ КОЛЁС ИЗ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО СИЛУМИНА

3.1 Структура и литейные свойства сплава приготовленного с вовлечением, в качестве шихтовых материалов, переплава крашеных колёс

3.2 Анализ влияния вовлечения больших объёмов оборотных отходов производства, в качестве шихтовых материалов, и рафинирующей обработки на чистоту металла и качество продукции

3.3 Выводы по главе

4. РАЗРАБОТКА И ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЯЕМОГО ЭВТЕКТИЧЕСКОГО СИЛУМИНА ОБЛАДАЮЩЕГО ВЫСОКИМИ ЛИТЕЙНЫМИ И ПРОЧНОСТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

4.1 Исследование влияния магния на структуру и механические свойства эвтектических силуминов

4.2 Исследование литейных свойств опытных силуминов

4.3 Анализ воздействия термической обработки на структуру и механические свойства эвтектического силумина легированного магнием

4.4 Выбор оптимального содержания магния и параметров термической обработки отливок опытного эвтектического силумина с применением планирования эксперимента

4.5 Выводы по главе

5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИТЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИСКОВ ИЗ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЯЕМОГО СИЛУМИНА, ПРИГОТОВЛЕННОГО ИЗ 99% ОБОРОТНЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА В ВИДЕ СТРУЖКИ

5.1 Приготовление расплава и литьё опытной партии колёс из нового сплава

5.2 Оценка механических свойств металла и качества готовой продукции изготовленной из нового сплава

5.3 Оценка экономической эффективности при использовании нового

высокотехнологичного силумина, в сравнении со стандартным АК7пч

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

аВ - временное сопротивление разрыву, МПа

с0,2 - предел текучести, МПа

5 - относительное удлинение, %

НВ - твердость по Бринеллю

МГЧ - мелкогабаритная чушка

СОЖ - смазочно-охлаждающая жидкость

ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии производства литых автомобильных дисков колес для повышения качества и конкурентоспособности продукции»

ВВЕДЕНИЕ1

В настоящее время наиболее перспективным рынком для производителей литых колёс являются автозаводы, это связано с большими объёмами и стабильностью заказов. В то же время крупные автопроизводители с мировым именем предъявляют повышенные требования к прочностным характеристикам легкосплавных дисков, таким характеристикам соответствуют колеса, произведённые из термоупрочняемых алюминиевых сплавов, в частности из сплава АК7пч. Однако литье колёс из сплава АК7пч сопровождается некоторыми технологическими трудностями.

Жидкотекучесть доэвтектических силуминов ниже эвтектических, в связи с этим, при литье изделий сложных форм необходимо перегревать расплав и некоторые зоны пресс-формы, что в конечном итоге приводит к огрублению структуры и повышению пористости отливок. Пористость и дефекты структуры оказывают негативное влияние на герметичность, снижают декоративные и прочностные свойства колес.

При литье колёс из сплава АК7пч повышения формозаполняемости достигают путём проектирования литейного клина, что в свою очередь приводит к увеличению металлоемкости отливок, однако такой подход не всегда достаточен, особенно при литье сложных по конструкции и больших по размеру изделий. Также это порождает другую проблему - растёт объём образующейся стружки.

При производстве отливок из эвтектического силумина АК12 литейные проблемы практически отсутствуют, однако сплав является термически неупроч-няемым и изготовленные из него диски автомобильных колес не удовлетворяют требованиям заказчиков по прочности.

В связи с вышеизложенными проблемами и повышенными требованиями к механическим и литейным свойствам сплавов, для дисков автомобильных колес, необходимо разрабатывать новые и совершенствовать существующие составы и

1 Диссертация выполнена при научной консультации канд. техн. наук, рук. науч.-ан. лаб. ИТЦ РУСАЛ Т.Н. Ковалёвой (Дроздовой)

технологии изготовления силуминов с высокими литейными прочностными характеристиками, как из первичных шихтовых материалов, так и с вовлечением отходов производства, что подтверждает актуальность представленной работы.

Данная работа была проведена в соответствии с планами опытных работ ООО «ЛМЗ «СКАД». Выполненное исследование поддержано грантом программы «УМНИК» от «Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (грант № 6581ГУ/2015).

Цель диссертационной работы состояла в разработке комплекса новых технологических решений, обеспечивающих получение качественных автомобильных дисков колёс, удовлетворяющих требованиям предъявляемым к ним стандартов, из нового сплава, приготовленного, в том числе, с вовлечением переплава оборотных отходов. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- изучить возможность использования больших объёмов низкосортной шихты, в том числе стружки, для развития технологии рециклинга при производстве литых колёс из эвтектического силумина;

- исследовать влияние содержания магния на структуру и свойства эвтектического силумина, а также обосновать состав нового термически упрочняемого сплава;

- изучить и провести сравнение, в том числе с использованием программного комплекса ProCast®, литейные свойства нового термически упрочняемого эвтектического силумина и стандартного сплава АК7пч;

- с помощью рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии исследовать процесс искусственного старения нового эвтектического силумина;

- методами планирования эксперимента оптимизировать содержание магния и параметры термической обработки отливок из нового сплава с целью достижения сочетания прочностных и пластических свойств на максимально высоком уровне;

- провести опытно-промышленное опробование технологии производства литых автомобильных дисков из нового эвтектического термически упрочняемого силумина, приготовленного с использованием оборотных отходов производства колёс.

В работе получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной:

1. Изучены основные литейные свойства нового силумина и установлены жидкотекучесть, температуры ликвидуса, равновесного и неравновесного солиду-са, а так же интервал кристаллизации, позволяющие определять параметры литья и термической обработки отливок.

2. Исследованы процессы происходящие при термической обработке отливок из нового сплава, и доказана возможность его упрочнения при искусственном старении за счёт распада пересыщенного а-твердого раствора, с уменьшением параметра решетки и выделения метастабильных в" и в' фаз.

3. Установлены зависимости механических свойств от содержания магния и температуры старения при термической обработке отливок, изготовленных методом литья под низким давлением, из нового эвтектического термически упрочняемого силумина. Определено граничное значение содержания магния в сплаве, обеспечивающее оптимальное сочетание механических свойств.

4. Доказана возможность вовлечения больших объёмов низкосортной шихты, преимущественно из стружки, при приготовлении эвтектического силумина, за счёт применения разработанной технологической схемы подготовки и переплава стружки, позволяющей получать сплав с индексом плотности до 1,9%, пригодный для производства литых дисков автомобильных колёс.

Практическую значимость имеют следующие результаты:

1. Разработан новый эвтектический термически упрочняемый силумин, для изготовления автомобильных дисков методом литья под низким давлением, соответствующих ГОСТ Р 50511-93. По результатам исследований получен патент №2616734 «Литейный высококремнистый сплав на основе алюминия».

2. С использованием программного комплекса ProCAST® определены рациональные технологические параметры литья дисков колёс из нового силумина.

3. Разработана технологическая схема, позволившая повысить качество сплава, получаемого из переплава оборотных отходов, основным этапом в которой является рафинирующая обработка, обеспечивающая снижение на порядок объёма вредных включений и уменьшающая в разы индекс плотности.

4. С применением планирования эксперимента выбраны содержание магния и параметры термической обработки колёс, отлитых из нового сплава, позволяющие получать наибольшие прочностные свойства, сохраняя пластические свойства на достаточно высоком уровне и при этом уменьшая время затрачиваемое на термообработку.

5. Получена партия дисков, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к литым автомобильным дискам из термически упрочняемого сплава. Расчетный экономический эффект при производстве 360.000 колёс из нового сплава составит 21.946.336,32 рублей.

6. Результаты исследований внедрены в производство на ООО «ЛМЗ «СКАД» и учебный процесс в ИЦМиМ СФУ при подготовке магистров по направлению 22.04.02 «Металлургия» магистерской программе 22.04.02.07 «Теория и технология литейного производства цветных металлов и сплавов» и аспирантов по специальности 05.16.04 «Литейное производство».

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты исследования влияния содержания магния на структуру, литейные и механические свойства нового, термически упрочняемого эвтектического силумина.

2. Экспериментально подтверждённые процессы, происходящие при термической обработке нового, легированного магнием, эвтектического силумина, позволяющие управлять механическими свойствами сплава.

3. Технологические решения изготовления термически упрочняемых дисков автомобильных колес из эвтектического силумина, удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к литым автомобильным дискам.

4. Оптимизированная, с использованием методов математического планирования, технология термической обработки отливок из эвтектического силумина, позволяющая сократить время термообработки при сохранении свойств изделий.

5. Технологическая схема производства методом литья под низким давлением колёс из нового, термически упрочняемого эвтектического силумина с вовлечением до 85% низкосортной шихты в виде МГЧ переплава оборотных отходов производства.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемых источников, содержащего 117 источника, и 5 приложения. Основной материал изложен на 156 страницах, включая 26 таблицы и 49 рисунков.

Автор выражает благодарность к.т.н. Т.А. Орёлкиной и к.т.н. Ю.А. Клеймёнову за помощь в проведении исследований.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИСКОВ КОЛЕС

1.1 Сведения о литых автомобильных дисках колес

В последние годы литые алюминиевые колеса заметно вытеснили на второй план стальные штампованные диски. В первую очередь данная тенденция обусловлена физико-техническими свойствами алюминия: высокие литейные свойства, хорошая обрабатываемость резанием, малая плотность, высокая удельная прочность и высокая теплопроводность.

Основными преимуществами колес из алюминиевых сплавов являются:

1) высокие эстетические свойства колёс, за счет возможности отливать разнообразные сложные формы [1];

2) снижение массы неподрессоренных частей автомобиля на 15-50%, что значительно уменьшает динамические нагрузки на элементы подвески автомобиля, и повышает ресурс его ходовой части;

3) в системе колесо - тормоз - шина улучшаются условия работы, за счет высокой теплопроводности алюминия, вследствие чего повышается безопасность и долговечность автомобиля;

4) вследствие снижения массы снижается расход топлива;

5) за счет высокой точности изготовления дисков уменьшаются величины осевых и радиальных биений, улучшая тем самым виброакустические характеристики автомобиля, и повышая долговечность ходовой части и деталей шарнирных узлов рулевого управления;

6) благодаря высоким антикоррозионным свойствам алюминия, колеса сохраняют привлекательный вид длительное время [2].

Большая часть производимых в мире алюминиевых колес изготавливается методом литья под низким давлением. Данная технология позволяет получать отливки колес практически любой формы и сложности. Данный метод литья можно

назвать наиболее простым способом получения отливок типа колесных дисков. Однако у данного метода есть существенный недостаток - литейный брак (в среднем составляет около 15 %, в зависимости от сплава), так же к недостаткам литья можно отнести вес получаемого изделия, оно будет самым тяжелым в сравнении с алюминиевыми колёсами изготовленными по другим технологиям, и образование большого количества стружки после механической обработки (до 30% от веса отливки).

1.1.1 Основные требования, предъявляемые к литым автомобильным

колесным дискам

Автомобильные колеса эксплуатируются в сложных условиях, поэтому к их качеству предъявляется большой комплекс требований, общих для всех государств, различающихся в национальных стандартах только жесткостью. Согласно изученной литературы [3-6] можно выделить основные:

• Колеса должны иметь комплекс механических свойств удовлетворяющий требованиям заказчика или требованиям национальных стандартов. Основными являются: прочность - при всех режимах движения обеспечивает безопасную эксплуатацию автомобиля, пластичность - при ударе колеса не дает диску разрушиться, что позволяет сохранить воздух в шине и продолжить движение автомобиля не менее 150 - 200 м.

• Диски должны обладать минимальной массой и моментом инерции, для улучшения эксплуатационных свойств автомобиля.

• В структуре отливок не допускается наличие трещин, посторонних включений.

• На поверхности заготовок колес, перед механической обработкой, не должно быть раковин площадью >2,5 мм2 и глубиной >0,7 мм.

• Обод колеса должен быть герметичным.

• Биение и дисбаланс должны быть минимальными.

• Лакокрасочное покрытие колеса должно иметь не только привлекательный внешний вид, но и защищать изделие от коррозии. Сплав, используемый для изготовления колес, так же должен иметь высокую коррозионную стойкость.

• Готовое колесо должно выдерживать требуемые нагрузки при прохождении стендовых испытаний:

1) определение усталостной прочности при изгибе с вращением (при данном испытании моделируется эффект боковых сил, которые воздействуют на колесо при поворотах);

2) определение усталостной прочности при динамической радиальной нагрузке (данное испытание моделирует движение колеса с шиной, во время движения автомобиля по прямой);

3) определение сопротивления колеса удару под углом (испытание имитирует удар колеса о препятствие, и позволяет оценить прочность диска).

• Колесо должно обладать высокими монтажно-демонтажными качествами, которые позволят снизить трудоёмкость обслуживания транспортного средства при эксплуатации.

• Ресурс колес должен быть больше или равен ресурсу автомобиля, для которого они предназначены.

• Автомобильное дисковое колесо должно обладать низкой себестоимостью - одно из важнейших качеств определяющих конкурентоспособность продукции.

В Российской Федерации основными требованиями, предъявляемыми к качеству автомобильных колес, помимо ГОСТов [5-6], являются Технический Регламент Таможенного Союза и ЕЭК ООН № 124 [7-8].

Требования зарубежных заказчиков в основном опираются на национальные и международные стандарты, такие как ASTM, BS EN, ISO, SAE J 425 [9-12].

Иностранные автозаводы, беря за основу международные, создают свои собственные стандарты проверки качества автомобильных колес и сплавов для них, например у завода Ford стандарт ESA-M2A123-A [13], у Volkswagen - TL 055 [14].

В соответствии с вышеприведенными стандартами к механическим свойствам сплавов для автомобильных колес предъявляются требования, представленные в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Механические свойства материалов колёс [5, 9, 14]

Стандарт Временное сопротивление разрыву оВ, МПа Предел текучести 00Д, МПа Относительное удлинение 5, % Твердость по Бри-неллю, НВ

ГОСТ Р 50511-93 (не-термообрабатываемый сплав) >160 >80 >5 45-60

ГОСТ Р 50511-93 (тер-мообрабатываемый сплав) >210 >140 >5 75-95

ASTM B557-10 (T6 Temper) Для зоны внешней закраины >214 >114 >7 >60

TL 055: 2014-03 (T6 Temper) Для зоны внешней закраины - >200 >7 80-105

Измерение механических свойств проводится во всех нагруженных зонах колеса, а твердость в зоне ступицы, так как она является наиболее массивной зоной (рисунок 1.1). Однако требования многих зарубежных стандартов в основном предъявляются к зоне внешней закраины, так как при литье в ней образуется наиболее качественная структура и соответственно влияние каких-либо других факторов минимально.

Как видно из таблицы 1, сплавы, используемые при изготовлении колес, должны иметь достаточно высокий уровень механических свойств, а именно,

прочности, пластичности и твердости. Прочность и пластичность - это основные требования, предъявляемые к материалу колеса, и сочетание этих свойств должно быть оптимальным. Твердость влияет больше на механическую обработку отливки, при изготовлении колеса. Твердость так же не должна иметь ни слишком низких показателей, так как это приведет к плохой обрабатываемости и образованию задиров на поверхности колеса, ни чрезмерно высоких, так как это приведет к повышению износа режущего оборудования.

Большинство зарубежных автопроизводителей на свою продукцию устанавливают колеса только из сплавов упрочняемых термической обработкой, в то время как на российские автозаводы и внутренний российский рынок поставляются колеса из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов.

В совокупности с хорошими механическими и эксплуатационными свойствами, сплавы должны обладать высокой жидкотекучестью, способствующей оптимальному заполнению литейной формы, малой склонностью к образованию усадочных и газовых пустот, раковин и горячих трещин.

Структура отливки должна быть мелкой, по возможности равноосной, фазовый состав должен быть одинаковым во всех частях отливки [4].

Таким образом, можно говорить о том, что к литому автомобильному диску колеса, как к отливке ответственного назначения, предъявляются строгие требования по качеству и прочностным свойствам. Зарубежные автопроизводители

1.Обод 2.Хамп

3.Внутренняя бортовая закраина

4.Внешняя бортовая закраина 5^-перехода спица-обод 6.Спица

7.Ступица

Рисунок 1.1 - Зоны сечения колеса

ставят более жесткие требования к прочности и пластичности колес, которым удовлетворяют только термически упрочняемые сплавы.

1.1.2 Литье под низким давлением

Литье под низким давлением является одним из наиболее производительных и экономичных процессов литейного производства.

Сущность данного метода литья заключается в следующем: форма, расположенная над жидким расплавом и соединенная с ним металлопроводом, заполняется этим расплавом под давлением воздуха на его зеркало. После заполнения формы сплавом, металлопровод отсекается от неё специальным механизмом и дальнейшая кристаллизация идет под максимальным давлением. При этом способе герметизируется только тигель с жидким металлом [15, 16].

Использование литья под низким давлением позволяет получать качественные отливки со сложной конфигурацией и плотной структурой. Так же одним из важнейших преимуществ является возможность получения готового изделия с минимальной шероховатостью и высокой точностью размеров, что в конечном итоге минимизирует затраты на последующую механическую обработку и сокращает расход сплава на отливку. При использовании данного метода литья достигается высокая плотность отливки, что позволяет уменьшить толщину стенки отливки при сохранении высоких механических свойств [17].

Однако способ литья под низким давлением обладает некоторыми недостатками, к которым можно отнести: невысокую стойкость части металлопровода, из-за постоянного нахождения в расплаве; сложность регулирования скорости потока расплава в форме, вызванная быстротой операции и динамическими процессами, происходящими в установке при заполнении ее камеры воздухом; возможность изменения свойств сплава при длительной выдержке его в печи установки [15].

Формирование отливки при использовании метода литья под низким давлением имеет некоторые особенности. Заполнение расплавом формы может осуществляться со скоростями потока, а их в свою очередь можно регулировать. Наиболее предпочтительным является заполнение формы сплошным потоком при скоростях, обеспечивающих последовательное заполнение формы, которое исключит захват расплавом воздуха, образование раковин, попадания неметаллических включений и окисных плен. Однако снижение скорости потока сопровождается возможностью преждевременного охлаждения и затвердевания расплава. В связи с этим следует подбирать оптимальное сочетание гидравлических и тепловых режимов заполнения расплавом формы [18]. Так же для качественного заполнения тонкостенных каналов формы следует поддерживать её температуру на достаточно высоком и постоянном уровне [19].

Тепловые условия формирования отливки, при использовании метода литья под низким давлением, создают возможность направленного затвердевания отливки и питания ее усадки. Через нижние сечения полости формы, находящиеся ближе к металлопроводу, проходит большее количество расплава, чем через сечения, расположенные в верхней части, что значительно увеличивает градиент температур в нижней и верхней частях отливки.

По окончании заполнения формы за счет статического давления улучшается контакт затвердевающей корочки и поверхности формы, вследствие чего увеличивается скорость затвердевания отливки. Давление воздуха на расплав, находящийся в тигле, содействует постоянной подпитке затвердевающей отливки, что позволяет снизить усадочную пористость, повысить плотность и механические свойства.

Выбор параметров литья (подбор тепловых и гидравлических режимов) зависит от сплава и геометрии отливки. При литье под низким давлением технологи стремятся обеспечить наименьший перегрев расплава в процессе заполнения пресс-формы, при этом температура должна быть достаточной, для хорошей про-ливаемости формы.

Скорость движения металла в каналах литниковой системы и полостях формы регулируют давлением на расплав в камере установки. Выбор режима давления в металлораздатчике связан особенностями формы отливки [20].

1.1.3 Характеристика алюминиевых сплавов, используемых для изготовления литых автомобильных колес

Алюминиевые сплавы обладают невысокой плотностью

(2,5-2,7 г/см3), относительно высокими механическими и хорошими литейными свойствами, низкой температурой плавления, хорошей тепло- и электропроводностью, устойчивостью против коррозии в атмосферных условиях, а так же механической обрабатываемостью [21].

Основную группу литейных алюминиевых сплавов составляют силумины: алюминиевые сплавы, в которых основным легирующим элементом является кремний (4-22%). Силумины занимают ведущие позиции во многих отраслях промышленности, но наибольшее распространение получили в машиностроении. В первую очередь это связано с относительно невысокой стоимостью данных сплавов и возможностью использовать вторичное сырьё при их производстве [22].

Наиболее важными характеристиками силуминов, определяющими их технологичность и область применения, являются литейные, механические и коррозионные свойства. Все они определяются химическим составом и структурой силуминов. Формирование структуры зависит от условий плавки и кристаллизации, а так же последующей термической обработки [23].

Как отмечено в работе [15], при изготовлении литых автомобильных дисков колес во всём мире используют силумины систем Al-Si и Al-Si-Mg, а именно сплавы АК12, АК9 и АК7, либо их европейские аналоги AlSill, AlSi10Mg и AlSi7Mg соответственно. В России же сплав АК9 (AlSi10Mg) не получил большого распространения.

Данные сплавы содержат большое количество эвтектики и имеют малый интервал кристаллизации. Основной структурной составляющей этих сплавов является эвтектика (Al)+(Si) и первичные кристаллы (Al) [24, 25].

Сплавы с содержанием кремния 6-12% обладают оптимальным сочетанием литейных свойств, обеспечивающих хорошее заполнение формы, высокую герметичность и отсутствие горячих трещин, высокая жидкотекучесть так же позволяет изготавливать фасонные отливки сложной формы [24].

Увеличение содержания кремния в силуминах повышает в сплавах литейные свойства и свариваемость, понижает значения температурного коэффициента линейного расширения, повышает сопротивление износу и уменьшает плотность. Повышение содержания кремния позволяет уменьшить усадку при литье и, следовательно, снизить склонность к образованию усадочных трещин. В свою очередь снижение усадочной пористости повышает герметичность готовой продукции. Высокие литейные свойства и герметичность силуминов объясняется узким интервалом кристаллизации и наличием в структуре значительного количества эвтектики [26, 27].

АК12. Сплав АК12 является единственным из группы силуминов относящихся к двухкомпонентной системе Al-Si. Сплавы применяют в основном для фасонного литья. При своих относительно невысоких прочностных характеристиках силумины обладают наилучшими из всех алюминиевых сплавов литейными свойствами. Они наиболее часто используются там, где необходимо изготовить тонкостенные или сложные по форме детали [28].

Нашли свое основное применение в авиастроении, вагоностроении, автомобилестроении и строительстве сельскохозяйственных машин для изготовления картеров, деталей колес, корпусов и деталей приборов.

Данный сплав применяется для деталей, от которых требуется невысокая прочность, хорошая коррозионная стойкость и декоративный вид, работающих в интервале температур от -70 до +50 °С [29].

В системе Al-Si отсутствуют промежуточные соединения, в равновесии между собой находятся твердые растворы на основе алюминия и кремния, кото-

рые далее обозначаются как (Al) и (Si) соответственно. Именно эти две фазы и составляют основу силуминов. Диаграмма Al-Si имеет простой эвтектический вид (рисунок 1.2) [28].

L

L+AI(a) Ь Si Яг 98, Si .

577°

Jh ,65 / Al(a) A](a)+Sí 1 1 1

■ 1 1 1 1

Al 20 40 60 80 Si,%

Рисунок 1.2 - Диаграмма состояния Al-Si

Предельная растворимость кремния в (Al) составляет 1,65 %, а алюминия в (Si) -менее 0,5 %. При комнатной температуре эти две твердые фазы представляют собой практически чистые компоненты. Эвтектическая температура определяет солидус всех двойных силуминов, а ликвидус находится в диапазоне от 577 0С (эвтектический состав) до 740 °С (при 22 % Si). Именно этот диапазон с учетом необходимого перегрева над линией ликвидуса (50 °С) и является основой для выбора температуры литья в зависимости от состава [30].

Сплав АК12 содержит в качестве легирующего элемента кремний, его основная структурная составляющая - алюминиево-кремниевая эвтектика. В связи со значительным концентрационным интервалом сплава АК12 по кремнию (10-13 %) в структуре может наблюдаться небольшое количество первичных дендритов (алюминий), а также первичные кристаллы кремния в виде компактных полиэдров. С увеличение концентрации кремния растет объемная доля эвтектики a(Al)+Si, что сопровождается повышением литейных свойств, прочности и снижения пластичности [28].

Термически неупрочняемые сплавы находятся вблизи эвтектического состава, так как содержание кремния на высоком уровне увеличивает прочность сплава [31]. Основные термически упрочняемые сплавы содержат меньше кремния - до 7,5%, необходимая же прочность в сплаве достигается после упрочняющей термообработки за счёт наличия элемента-упрочнителя, как правило, магния [30, 32].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Абалымов, Виталий Русланович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Путин, В. А. Тенденции развития конструкций легкосплавных колес легковых автомобилей / В. А. Путин, А. Г. Киряков // 65-я Международная научно-техническая конференция Ассоциация автомобильных инженеров (ААИ) "Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров" Международного научного симпозиума «Автотракторостроение - 2009», Книга №5 (11), Москва, МГТУ «МАМИ», 2009 г., - С. 107-116.

2. КрАМЗ: [Электронный ресурс] // Немного об алюминиевых колесах, 2016. URL: http://kramz-trade. ru/catalogue/kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo/kovanie kolesnie diski

3. Савельев, Г. В. Автомобильные колеса / Г. В. Савельев. - М.: Машиностроение, 1983 - 151 с., ил.

4. Кирьянова, В. В. Повышение качества силуминов, получаемых на основе низкосортной шихты, для изготовления отливок ответственного назначения : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.04 / Кирьянова Виктория Владимировна. - М., 2001. - 192 с.

5. ГОСТ Р 50511-93. Колеса из легких сплавов для пневматических шин. Общие технические условия.

6. ГОСТ Р 52390-2005. Транспортные средства. Колеса дисковые. Технические требования и методы испытания. Технические требования и методы испытаний.

7. Технический регламент «О безопасности колесных транспортных средств», утвержденный постановлением Правительства РФ от 10 сентября 2009 г. № 720.

8. Правила ЕЭК ООН № 124 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения колес для легковых автомобилей и их прицепов».

9. ASTM B557-10 «Standard Test Methods for Tension Testing Wrought and Cast Aluminum- and Magnesium-Alloy Products».

10. BS EN 1706:2010 «Aluminium and aluminium alloys - Castings - Chemical composition and mechanical properties».

11. DIN EN ISO 6892-1:2009 «Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperature».

12. ESA-M2A123-A «Aluminum Alloy (A356-T6) Modified, Cast Wheel».

13. SAE J 452 «General Information Chemical Compositions, Mechanical and Physical Properties of SAE Aluminum Casting Alloys».

14. TL 055: 2014-03 «AlSiMg Alloy, Sr-Refined, Artificially Aged. Materials Requirements».

15. Дроздова, Т. Н. Металловедение алюминиевых колесных сплавов: учебное пособие [Электронная версия]: для студентов, обучающихся по направлению 150400 «Металлургия», магистерской программы 150400.68.01 «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов» / Т. Н. Дроздова. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. - 41 с.

16. Меркушев, А. Г. Получение качественных алюминиевых отливок с использованием давлением / А. Г. Меркушев, М. В. Быстров // Литейное производство. - 2011. - №1 - С. 21-23.

17. Морозов, И. В. Литье под давлением / И. В. Морозов; под ред. Липниц-кого. - 3-е изд., перераб и доп. - Л.: Машиностроение, 1980. - 75 с.

18. Батышев, К.А. Литье с кристаллизацией под давлением алюминиевых сплавов. Часть 2 / Батышев К.А. // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2012. - № 2. - С. 3-10.

19. Безпалько, В. И. Влияние геометрии каналов формы на заполняемость при литье с кристаллизацией под давлением / В. И. Безпалько // Литейное производство. - 2014. - №11 - С. 21-23.

20. Технология литейного производства: Специальные виды литья: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Э. Ч. Гини, А. М. Зарубин, В. А. Рыбкин; под ред. В. А. Рыбкина. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. -352с.

21. Емилевский, Я. Литье цветных металлов. Перевод с польского / Я. Еми-левский. - М.: «Высш. школа», 1977 - 540 с., с ил.

22. Фазовый состав и структура силуминов: Справочное издание / Н. А. Белов, С. В. Савченко, А. В. Хван. - М.: МИСИС, 2008. - 283 с.

23. Золоторевский, В. С. Металловедение литейных алюминиевых сплавов / В. С. Золоторевский, Н. А. Белов. - М.: МИСИС, 2005. - 376 с.

24. Алюминиевые сплавы. Промышленные деформируемые, спечные и литейные алюминиевые сплавы. Справочное руководство / М. Б. Альтман, С. М. Амбарцумян, Н. А. Аристова [и др.]. - Под ред. А. Ф. Белова [и др.]. - М.: «Металлургия», - 1972. - 552 с.

25. Металловедение: Учебник. В 2-х т. Т. II. Коллектив авторов / под общ. ред. В. С. Золоторевского. - М.: Издательский дом МИСиС, 2009. - 528 с.

26. Промышленные алюминиевые сплавы: Справ. изд. / Под ред. Квасова Ф. И. и Фридляндера И. Н. - М.: Металлургия, 1984. - 528 с

27. Попова, М. В. Особенности изменения параметров микроструктуры и теплового расширения силуминов в зависимости от содержания в них кремния / М. В. Попова, Н. В. Кибко // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. - 2013. - № 3(5). - С. 14-16.

28. Мондольфо, А. Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов перевод с английского под редакцией Ф. И. Квалова. Г. Б. Строганова, И. Н. Фринндлян-дера. - М.: Металлургия, 1977. - 639 с.

29. Альтман, М. Б.Применение алюминиевых сплавов / М. Б. Альтман, Г. Н. Андреев, Ю. П. Арбузов - М.: Металлургия, 1985. - 344 с.

30. Захаров, А. М. Фазовый состав и структурные составляющие алюминиевых сплавов / А. М. Захаров - М.: Металлургия, 1980. - 580 с.

31. Алюминий: свойства и физическое металловедение: Справ. изд. Пер. с англ. / Под ред. Хэтча Дж.Е. - М.: Металлургия, 1989 — 422 с.: ил.

32. Аристова, Н. А. Термическая обработка литейных алюминиевых сплавов / Н. А. Аристова, И. Ф. Колобнев. - М.: Металлургия, 1977. - 144 с.

33. Атлас микроструктур промышленных силуминов: Справ. изд. / Белов Н. А., Савченко С. В., Белов В. Д. - М.: МИСиС, 2009. - 204 с.

34. Силумины: Атлас микроструктур и фрактограмм промышленных сплавов: Справ. изд. / Пригунова А. Г., Белов Н. А., Таран Ю. Н. - М.: МИСиС, 1996. -175 с.

35. Строганов, Г. Б. Сплавы алюминия с кремнием: науч. изд. / Г. Б. Строганов, В. А. Ротенберг, Г. Б. Гершман. - М.: Металлургия, 1977. - 271с.

36. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учебник для ВУЗов / Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. - 3-е изд., пере-раб. и доп. - М.: МИСиС, 1999. - 416 с

37. Абалымов, В. Р. Исследование влияния легирования магнием сплава АК12 на структуру и свойства автомобильных колес / В. Р. Абалымов, Ю. А. Клейменов, Т. Н. Дроздова и др.: Техника и технологии. - Красноярск, 2015. - том 8, номер 7 - С. 948-956.

38. Непрерывное литье алюминиевых сплавов: справочник / В. И. Напалков, Г. В. Черепок, С. В. Махов, Ю. М. Черновол. - М.: Интермет Инжиниринг, 2005. -512 с.

39. Модифицирование структуры отливок и слитков [Электронный ресурс]. Режим доступа - http://steelcast.ru/steel modification

40. Меркулова, Г. А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов: учеб. пособие / Г. А. Меркулова. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. -312 с.

41. Closset, B. Structure and properties of hypoeutectic Al-Si-Mg alloys modified with pure strontium. / B. Closset, J. E. Gruzleski. // Metallurgical and Materials Transactions A. - vol. 13A. - june 1982. - p. 945.

42. Курдюмов, A. B. Производство отливок из сплавов цветных металлов: Учебник для вузов / A. B. Курдюмов, М. В. Пикунов, В. М. Чурсин, Е. А. Бибиков. - М.: МИСиС-Издательство, 1996. - 502 с.

43. Модифицирование силуминов стронцием / Под ред. К.В. Горева. - Мн.: Наука и техника, 1985. - 143с.

44. Новиков, И. И. Металловедение, термообработка и рентгенография: Учебник для вузов / И. И. Новиков, Г. Б. Строганов, А. И. Новиков. - М.: «МИСИС». - 1994. - 480 с.

45. Кузнецов, А. О. Модифицирование силуминов - разные подходы для одной системы легирования / А. О. Кузнецов, Д. А. Шадаев, В. Ю. Конкевич, С. Г. Бочвар, Т. М. Кунявская // Технологии легких сплавов. 2014. - №4. - С. 75-81.

46. Строганов, Г. Б. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы / Г. Б. Строганов. - М.: Металлургия, 1985. - 216 с.

47. Абалымов, В. Р. Снижение вовлечения модифицирующих лигатур в сплав А356.0 / В. Р. Абалымов, В. П. Жереб, Т. Н. Дроздова, Ю. А. Клейменов // Металлургия машиностроения. - 2015. - №6 - С. 13-18.

48. Белов, Н. А.Оптимизация состава малокремнистых силуминов для повышения механических свойств в литом состоянии / Белов Н. А., Золоторевский В. С.: Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2001. - № 5. - С. 67-76.

49. ГОСТ 1583 - 93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия.

50. Биронт, В. С. Теория термической обработки металлов: Учебник / В. С. Биронт. - Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 540 с.

51. Романова, А. Г. Влияние состава шихты на качество отливок из сплава АК12пч / А. Г. Романова, Ю. А. Клейменов, И. В. Баранов, Т. Н. Дроздова // XIII Международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов — молодых ученых: Сборник научных трудов. УрФУ. - Екатеринбург, 2012. - С. 346-348.

52. Кац, Э. Л. Повышение герметичности тонкостенных крупногабаритных отливок АЛ9 и АЛ4. / Э. Л. Кац, И. К. Плешаков // Авиационная промышленность (ДСП), 1963. - № 2.

53. Силумины: Атлас микроструктур и фрактограмм промышленных сплавов: Справочник / А. Г. Пригунова, и др.; Ред. Ю. Н. Таран, В. С. Золоторевский. -М.: Изд-во МИСИС, 1996. - 175 с.

54. Сбор и обработка вторичного сырья цветных металлов : Учебник для вузов по специальности "Металлургия металлов" / Г. А. Колобов, В. Н. Бредихин, В. М. Чернобаев . - М.: Металлургия, 1993 . - 288 с.

55. Баранов, А. А. Технология вторичных цветных металлов и сплавов / А. А. Баранов, О. П. Микуляк, А. А. Резняков. - К.: Выща шк., 1988. - 163 с.

56. Афонаскин, А. В. Роль процессов плавки в получении качественных литых заготовок / А. В. Афонаскин: Литейное производство, 2014. - №11 - С. 28-29.

57. Богданова, Т. А. Исследование свойств сплава АК12 при различном соотношении Fe:Mn / Т. А. Богданова, А. А. Косович, Е. Г. Партыко // Молодежь и наука: сб. мат-лов Х Юбилейной Всероссийской науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 80-летию образования Красноярского края, [Электронный ресурс] / отв. ред. О. А. Краев. -Красноярск: Сиб. федер. ун-т., 2014. - Режим доступа http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2014/index.html

58. Горбачева, В. И. Исследование влияния содержания железа на образование железосодержащих фаз в литейных алюминиевых сплавах / В. И. Горбачева, А. В. Терентьева, М. А. Турчанин, Л. А. Древаль // Литье и металлургия. - 2013. -№4 - С. 74-81.

59. Лютова, О. В. Повышение литейных свойств вторичных алюминиевых сплавов / О. В. Лютова: Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нащонального ушверситету залiзничного транспорту. - 2013. - №3 - С. 53-59.

60. Кузьмичева, А. Е. Исследование влияния переходных металлов и магния на свойства отливок из сплава АК12 / А. Е. Кузьмичева, Н. В. Окладникова // Молодежь и наука: сб. мат-лов Х Юбилейной Всероссийской науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 80-летию образования Красноярского края, [Электронный ресурс] / отв. ред. О. А. Краев. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т., 2014. - Режим доступа http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2014/index.html

61. Гаврилин, И. В. Получение литейных силуминов с использованием пылевидного кремния и металлоотходов. Моногр. / И. В. Гаврилин, В. А. Кечин, В. И. Колтышев. - Владимир: Владим. гос. ун-т. - 2003. - 149 с.

62. Апанасенко, A.M. Разработка рациональных способов переработки алюминиевой стружки.: Автореферат дисс. ... канд. тех. наук. - Л., 1985. - 25 с.

63. Журавлев, А. И. Переработка алюминиевой стружки и фольги в отражательных печах. / А. И. Журавлев, Л. В. Никулин, Г. Г. Вейднер и др. //Цветная металлургия, 1994. - №8. - с. 18-22.

64. Блишун, А. И. Переработка алюминиевой стружки в литейных цехах машиностроительных заводов. / А. И. Блишун, С. В. Инкин //Цветная металлургия. - 1994. - №7. - с.58-62.

65. Колобнев, И.Ф. Справочник литейщика. Цветное литье из легких сплавов. Изд. 2-е, перераб. и доп. / И. Ф. Колобнев, В. В. Крымов, A. B. Мельников. -М.: Машиностроение. - 1974. - 416 с.

66. Крушенко, Г. Г. Шихта как фактор определения свойств сплава АЛ9. / Г. Г. Крушенко, В. И. Никитин, Ю. И. Белый //Литейное производство. - 1971. -№11. - с.35.

67. К повышению качества доэвтектических силуминов / И.Ф. Селянин, В.Б. Деев, В.В. Кожевин, Ю.А. Удотов // Ползуновский альманах. - 2004. - № 4. - С. 35-36.

68. Словарь-справочник по литейному производству / В. Н. Иванов. - М.: Машиностроение, 1990. - 384 с.

69. Богданова, Т. А. Разработка конкурентоспособной технологии литья автомобильных колес из силумина на основе алюминия А7 / Т. А. Богданова: дисс. ... канд. тех. наук. - Красноярск, 2014. - 155 с. (Режим доступа http: //research. sfu-kras.ru/node/10694).

70. Колачев Б.А. Водородная хрупкость алюминиевых сплавов и методы ее предупреждения // Технология легких сплавов. - 1994. - № 5-6. - C. 19-28.

71. Слетова, Н. В. Создание препаратов для рафинирования и модифицирования Al-сплавов, обеспечивающих стабильные показатели качества отливок / Н.

В. Слетова: дисс. ... канд. тех. наук. - Минск, 2014. - 185 с. (Режим доступа https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fmisis.ru%2FPortals%2F0%2FAvtor eferat%2F2014%2FDisser Sletova 30.pdf&name=Disser Sletova 30.pdf&lang=ru&c =5797259Ь7548).

72. Якимов, В. И. Разработка и внедрение высокоэффективных технологических процессов изготовления отливок из алюминиевых и магниевых сплавов в авиастроении / В. И. Якимов: дисс. ... д-р тех. наук. - Комсомольск-на-амуре, 2010. - 408 с. (Режим доступа http://www.dissercat.com/content/razrabotka-i-vnedrenie-vysokoeffektivnykh-tekhnologicheskikh-protsessov-izgotovleniya-otlivo).

73. Фомин, Б. А. Металлургия вторичного алюминия: Учебное пособие для вузов / Б. А. Фомин, В. И. Москвитин, С. В. Махов. - М.: ЭКОМЕТ, 2004. - 240 с.

74. Крук, Д. С. Анализ влияния ультразвуковой обработки расплава на структуру и свойства алюминиевых сплавов / Д. С. Крук ; научн. рук. Б. М. Неме-нёнок // Новые материалы и технологии их обработки : XI Республиканская студенческая научно-техническая конференция, 20-23 апреля 2010 г. / пред. редкол. Н. И. Иваницкий. - Минск: БНТУ, 2010. - С. 11-12.. - Режим доступа http://rep.bntu.by/handle/data/6796

75. Чернега, Д. Ф. В кн.: Основы образования литейных сплавов: труды XIV совещания по теории литейных процессов. - М.: Наука, 1970. - С. 297-300.

76. Чернега, Д. Ф. Водород в литейных алюминиевых сплавах / Д. Ф. Чернега, О. М. Бялик. - Киев: Техшка, 1972. - 145 с.

77. Куценко, А. А. Исследование влияния электрического тока на структу-рообразование и свойства высококачественных отливок / А. А. Куценко: дисс. ... канд. тех. наук. - Новокузнецк, 2014. - 158 с. (Режим доступа https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fwww.sibsiu.ru%2Fdis%2Fdownloa d.php%3Ffile%3D 184165сЬ52с 10bd87fd9bd20340ce809&name=download.php%3Ffil e%3D 184165сЬ52с10bd87fd9bd20340ce809&lang=ru&c=57998 ЬсЬ254).

78. Курдюмов, А. В. Флюсовая обработка и фильтрование алюминиевых сплавов. / А. В. Курдюмов, С. В. Инкин, В. С. Чулков, Н. И. Графас. - М.: Металлургия. - 1980. - С. 68-149.

79. Курдюмов, А. В. Плавка и затвердевание сплавов цветных металлов / А. В. Курдюмов, М. В. Пикунов, Р. А. Бахтиаров. - М.: Металлургия. - 1968. - 228 с.

80. Laél, E. Experimental and numerical study of ceramic foam filtration. / E. Laél, H. Duval, C. Rivière, P., Le Brunl, J.-B. Guillot. // Light Metals. - 2013. - pp. 753-759.

81. Larsen, D. A. A quick-change ceramic filter assembly for filtering molten aluminum and other metals. / D.A. Larsen, D. Vander Jagt. // Light Metals. - 2006. -pp. 887-891.

82. Тимошкин, А. В. Комплексное рафинирование и модифицирование силуминов методом высокоскоростной струйной обработки расплава / А. В. Тимошкин: дисс. ... канд. тех. наук. - Москва, 2003. - 210 с. (Режим доступа http://tekhnosfera.com/kompleksnoe-rafinirovanie-i-modifitsirovanie-siluminov-

metodom-vysokoskorostnoy-struynoy-obrabotki-rasplava).

83. Kazufumi Morimoto. Исследование влияния газосодержания сплавов на усадку отливок из силуминов / Morimoto Kazufumi, Awano Yoji, Nakamura Mo-toyuki. // Имоно=Jap. Foundrymen's Soc. - 1991 - №9. - С. 757-762.

84. Строганов, Г. Б.Сплавы алюминия с кремнием. / Г. Б. Строганов, В. А. Ротенберг, Г. Б. Гершман - М.: Металлургия. - 1977. - 272 с.

85. Выбор флюса для рафинирования сплавов группы АК / С. В. Белова, А. Ф. Миляев, В. В. Закомолдин, Е. А. Ребезова // Прогрессивные технологии изготовления форм и стержней для производства отливок: Тез.докл.науч.конф. - Челябинск. - 1990. - С. 80-81.

86. Борисов, Г. П. Научные основы разработки методов дальнейшего повышения свойств и технико-экономических показателей производства высококачественных отливок из алюминиевых сплавов // Г. П. Борисов: Литейное производство. - 2008. - №9 - С. 17-23.

87. Макаров, Г. С. Рафинирование алюминиевых сплавов газами / Г. С. Макаров. - М.: Металлургия, 1983. - 120 с.

88. Строганов, Г. Б. Новое в рафинировании сплава АЛ9 / Г.Б. Строганов, А.П. Фомин, С.А. Шнейдер и др. // М.: Производственно технологический бюллетень. - Дом техники. - 1964. - № 4.

89. Металловедение: Учебник. В 2-х т. Т. I. Коллектив авторов / под общ. ред. В.С. Золоторевского. - М.: Издательский дом МИСиС, 2009. - 496 с.

90. Пикунов, М. В. Плавка металлов, кристаллизация сплавов, затвердевание отливок: Учебное пособие для вузов / М. В. Пикунов - М.: «МИСиС», 2005. -416 с.

91. Альтман, М. Б. Применение алюминиевых сплавов, 2-е изд., перераб. и доп. / М. Б. Альтман, Г. Н. Андреев, Ю. П. Арбузов. - М.: Металлургия, 1985. -344 с.

92. Огородникова, О. М. Конструкционный анализ в среде ANSYS: Учебное пособие / О. М. Огородникова. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. - 68 с.

93. Монастырский, А. В. Моделирование литейных процессов. Эпизод 1-й. Работаем в ProCAST // А. В. Монастырский - CADmaster. - 2009. - №1 - С. 10-16.

94. Монастырский, А. В. Моделирование литейных процессов. Эпизод 2-й. ПолигонСофт как он есть // А. В. Монастырский - CADmaster. - 2009. - №2 - С. 38-42.

95. Dasgupta, S. Relationship between the reduced pressure test and hydrogen content of the melt / S. Dasgupta, L. Parmenter, D. Apelian, F.Jensen : in the Proceedings of the 5th International Molten Aluminum Processing Conference. - November 810, 1998, published by AFS, Des Plaines, III. - pp. 283-300.

96. Индекс плотности, как показатель технологии приготовления и литья алюминиевых сплавов / Т. А. Богданова, А. В. Чеглаков, Е. И. Куклин [и др.] / Цветные металлы - 2012 : сб. докладов IV международной конф., VI конф. «Металлургия цветных и редких металлов», VIII симпозиума «Золото Сибири». -Красноярск: ООО «Версо», 2012. - С. 715-718.

97. Moldovan, Petru. Microstructure evaluation and microporosity formation in AlSi7Mg0.3. / Petru Moldovan, Gabriela Popescu, Georghe Dobra, Carmen Stanica // Light Metals. - 2003. - pp. 937-944.

98. Антонов, М. М. Исследование влияния технологических параметров на индекс плотности сплава АК12 / М. М. Антонов // Молодежь и наука: сборник материалов VIII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 155-летию со дня рождения К.Э.Циолковского [Электронный ресурс] № заказа 7880/отв. ред. О.А.Краев -Красноярск: Сиб. федер. ун-т., 2012. - Режим доступа http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2012/thesis/s003/s003-040.pdf

99. Белов, А. Ф. Алюминиевые сплавы / А. Ф. Белов. - М.: Металлургия, 1972. - 552 с.

100.Oishi-Tomiyasu R.. Robust powder auto-indexing using many peaks. / R. Oi-shi-Tomiyasu // J. Appl. Cyst. - №47 - 2014 - pp. 593-598.

101. Справочник молодого литейщика: Литье в песчано-глинистые формы. Справочник для сред. проф.-техн. учеб. заведений.— М.: Высш. школа, 1978.— 199 с, ил.

102. Никитин, В. И. Наследственность в литых сплавах / В. И. Никитин, К. В. Никитин. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2005. - 476 с.

103. Yongjin Wang. Effect of Si content on microstructure and mechanical properties of Al-Si-Mg alloys / Yongjin Wang, Hengcheng Liao, Yuna Wu, Jian Yang // Materials and Design. - 2014. - №53. - pp. 634-638.

104. Moustafa, M. A. Effect of solution heat treatment and additives on the hardness, tensile properties and fracture behaviour of Al-Si (A413.1) automotive alloys / M. A. Moustafa, F.H. Samuel, H.W. Doty // Journal of materials science. - 2003. - №38. -pp. 4523-4534.

105. Белов, Н. А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов: моногр. / Н. А. Белов. - М.: Изд. Дом МИСиС, 2010. - 511 с.

106. Yildirim Musa. The effect of Mg amount on the microstructure and mechanical properties of Al-Si-Mg alloys / Musa Yildirim, Dursun Ozyurek // Materials and Design. - 2013. - № 51. - pp. 767-774.

107. Батышев К.А. Исследование тепловых и силовых условий литья с кристаллизацией под давлением алюминиевых сплавов с целью производства высо-

кокачественных отливок отечественного назначения: автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.16.04 / Батышев Константин Александрович. М., 2009. - 43 с.

108. Косович, А. А. Компьютерное моделирование процессов формирования легкосплавных дисков по технологии литья под низким давлением / А. А. Косо-вич, Е. Г. Партыко, Т. А. Богданова [и др.] // Молодежь и наука: сборник материалов Х Юбилейной Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 80-летию образования Красноярского края [Электронный ресурс]. — Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2014. — Режим доступа: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2014/directions.html, свободный.

109. Структура, свойства и применение сплавов системы Al-Mg-Si-(Cu) / Н. И. Колобнев, Л. Б. Бер, Л. Б. Хохлатова, Д. К. Рябов // ВИАМ - Москва. - 2011. -16 с. (Электронная версия доступна по адресу: http://www.viam. ru/ public/).

110. Hayoune, A. Thermal Analysis of the Impact of RT Storage Time on the Strengthening of an Al-Mg-Si Alloy / A. Hayoune // Materials Sciences and Applications. - 2012. - №3. - pp. 460-466.

111. Клеймёнов, Ю. А. Оценка влияния пористости на свойства фасонных отливок из сплава АК12 / Ю. А. Клеймёнов, Н. В. Окладникова, В. С. Биронт [и др.] // Цветные металлы. - 2007. - № 12. - С. 82-85.

112. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем / Ю.П. Адлер, Т.А. Чемлева - М.: «Наука», 1976. - 280 с.

113. Красовский, Г. И. Планирование эксперимента / Г. И. Красовский, Г. Ф. Филаретов - Мн.: БГУ, 1982. - 302 с.

114. Dwivedi, D. K. Influence of silicon content and heat treatment parameters on mechanical properties of cast Al-Si-Mg alloys / D. K. Dwivedi, R. Sharma, A. Kumar // International Journal of Cast Metals Research. - vol. 19. - №5. - 2006. - pp. 275-282.

115. Клеймёнов, Ю. А. Разработка методики определения пористости в фасонных отливках из сплава АК12 / Ю. А. Клеймёнов, Н. В. Окладникова, Е. Н. Приходько [и др.] // Цветные металлы. - 2007. - № 10. - С. 107-110.

116. Li, R.X. Age-hardening behavior of cast Al-Si base alloy / R.X. Li, R.D. Li, Y.H. Zhao, L.Z. He, C.X. Li, H.R. Guan, Z.Q. Hu // Materials Letters. - 2004. - №58. pp. 2096-2101.

117. Абалымов, В. Р. Влияние температуры нагрева при покраске на механические свойства дисков автомобильных колёс из сплавов систем Al-Si и Al-Si-Mg / В. Р. Абалымов: Наука и современность: сборник статей Международной научно-практической конференции. - Уфа: Аэтерна, 2014. - С. 22-25.

SKAD LIGHT ALLOY WHEELS

v SUDj

ООО «ЛМЗ «СКАД», 663094, Россия, Красноярский край г. Дивногорск, ул. Заводская, 16/1

т./ф.: [phone]; 291-32-11; 205-205-5; [phone] e-mail: [e-mail] www.skad.ru; www.cKafl.pcf)

;верждаю: ектор по управлению ствок^а£Ю «ЛМЗ» СКАД» Ю.А.Клеймёнов _2016

Акт

исследований сплава АК12 приготовленного с использованием отходов собственного производства в виде стружки, образующейся после механической обработки отливок и промышленного освоения литья колёс из него

Комиссия в составе:

Директор по производству Г.В. Ровенский

Главный технолог A.B. Пашкевич

считает, что сплав АК12 полученный с использованием до 85% переплава стружки и не менее 15% первичного алюминия, обладает требуемыми свойствами и пригоден для литья дисков автомобильных колёс под низким давлением. При этом технологический процесс подготовки и переплав стружки, должен включать следующие основные операции:

1) брикетирование стружки на брикетировочном прессе фирмы «RUF» модели «RB4/2400/60x60»;

2) отстаивание, в течении 4-х часов, полученных брикетов для гравитационного отделения остатков СОЖ, до остаточной влажности ~3-5%;

3) сушка брикетированной стружки в печи садочного типа при температуре 350400 °С в течение 7-8 часов;

4) обработка расплава из стружки флюсом (из расчета 0,3% от веса плавки) при температуре 730^-740°С

5) внепечная обработка флюсом и дегазация аргоном при температуре расплава 715^-740 °С, в течении 660 сек, до значений индекса плотности равным 0,5-4%.

Опытно-промышленное освоение сплава АК12, полученного с использованием до 85% переплава стружки и не менее 15% первичного алюминия, не показало ухудшения технологичности при литье колёс, выход годного остался на том же уровне что и при использовании расплава приготовленного по стандартной технологии.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ 1

SKAD LIGHT ALLOY WHEELS

ООО «ЛМЗ «СКАД», 663094, Россия, Красноярский край г. Дивногорск, ул. Заводская, 16/1

т./ф.: [phone]; 291-32-11; 205-205-5; [phone] e-mail: [e-mail] www.skad.ru; www-скад.рф

Автомобильные диски, отлитые из полученного расплава прошли все испытания предусмотренные стандартами применяемыми к колёсам для легковых автомобилей. Результаты испытаний показали, что полученная готовая продукция обладает механическими и эксплуатационными свойствами, удовлетворяющими требованиям ГОСТ Р 50511-93, ГОСТ Р 52390-2005, ТР ТС 018/2011 и правилам ЕЭК ООН № 124.

Комиссия предлагает использовать при приготовлении сплава АК12 в качестве шихтового материала отходы собственного производства в виде стружки, до 85% переплава стружки и не менее 15% первичного алюминия.

ООО «ЛМЗ «СКАД», 663094, Россия, Красноярский край г. Дивногорск, ул. Заводская, 16/1

т./ф.: [phone]; 291-32-11; 205-205-5; [phone] e-mail: [e-mail] www.skad.ru; www.CKafl.p

SKAD LIGHT ALLOY WHEELS

Акт

исследований нового эвтектического термически упрочняемого силумина и промышленного освоения литья колёс из него

Комиссия в составе:

считает, что новый термообрабатываемый сплав, эвтектический термически упрочняемый силумин, с содержанием магния в объёме -0,3% обладает требуемыми свойствами и готов к промышленному освоению для литья дисков автомобильных колёс под низким давлением.

Опытно-промышленное освоение, показало что сплав обладает высокой технологичностью при литье колёс, соответствующей стандартному эвтектическому сплаву АК12.

Комиссия определила, что, проведенное опытно-промышленное освоение нового эвтектического термически упрочняемого силумина, позволило:

- выбрать оптимальный химический состав нового эвтектического силумина и технологию литья дисков автомобильных колёс из него;

- определить параметры термической обработки отливок из нового эвтектического силумина;

- получить следующие механические свойства: ав=291 МПа, о0,2=212 МПа, 6= 8,5%, Твердость=95НВ;

- обеспечить эксплуатационные свойства колёс, удовлетворяющие требованиям

ГОСТ Р 50511-93, ГОСТ Р 52390-2005, ТР ТС 018/2011 и правилам ЕЭК ООН №

- возможно рекомендовать предложенный химический состав эвтектического силумина для подачи заявки в ФИПС.

Директор по производству Главный технолог

Г.В. Ровенский А.В. Пашкевич

124;

1Р©(0Ш1Ш(ОКАШ ФВД13РАЦЖЖ

Ш Ш

ш ш

ш ш ш ш

т

I

ш ш ш

ж

шшшшшш ш

ш ш ш ш

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2616734

Литейный высококремнистый сплав на основе алюминия

Патентообладатели: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (С ФУ) (Я11), Общество с ограниченной ответственностью "Литейно-механический завод "СКАД" (К11)

Авторы: Абалымов Виталий Русланович (ЯП), Клейменов Юрий Андреевич (1111), Дроздова Татьяна Николаевна (Я11)

Заявка № 2015151369

Приоритет изобретения 30 ноября 2015 г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 18 апреля 2017 г. Срок действия исключительного права на изобретение истекает 30 ноября 2035 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Г.П. Ивлиев

т т

ж

ш &

$

ш ж ш ш ш ш ш ш

ш ш ш ш ш т я

Ш ш ш ш ш ш ж

ж

SKAD LIGHT ALLOY WHEELS

ООО «ЛМЗ «СКАД», 663094, Россия, Красноярский край г. Дивногорск, ул. Заводская, 16/1

т./ф.: [phone]; 291-32-11; 205-205-5; [phone] e-mail: [e-mail] www.skad.ru; www.CKafl.j

iuv^

.SUDj

,Хс>У твержд аю:

^ ректор по управлению ествомООр^ЛМЗ» СКАД» у^/ Ю .А.Клеймёнов 2016

DZ »

Ол»'

Акт

промышленного освоения нового сплава эвтектического термически упрочняемого силумина приготовленного из отходов собственного производства в виде стружки

Комиссия в составе:

Начальник ЦЗЛ E.H. Приходько

Начальник испытательной лаборатории Ф.А. Фомкин

определила, что, опытно-промышленное освоение нового эвтектического термически упрочняемого силумина, полученного с использованием большого объёма переплава стружки, позволило:

- получить качественные бездефектные отливки, обладающие следующими механическими свойствами: ов=295 МПа, öo,2~207 МПа, 5= 10,4%, твердость=84НВ; которые не уступают свойствам стандартного сплава АК7.

- обеспечить эксплуатационные свойства колёс, удовлетворяющие требованиям ГОСТ Р 50511-93, ГОСТ Р 52390-2005, TP ТС 018/2011 и правилам ЕЭК ООН № 124.

J E.H. Приходько / / Ф.А. Фомкин /

660041, Росси, г. Красноярск, проспект Свободный, 79

телефон [phone], факс [phone] http: // www. sfu-kras.ru e-mail: office79@ sfu-kras.ru _№_

Ha.

от

AKT

ВНЕДРЕНИЯ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС

Настоящим актом подтверждается, что патент РФ № 2616734 МПК С22С 21/04 (2006.01) «Литейный высококремнистый сплав на основе алюминия», разработанный коллективом ученых в составе В.Р. Абалымова, Ю.А. Клейменова, Т.Н. Дроздовой, внедрен в учебный процесс и применяется при обучении магистров по направлению 22.04.02 «Металлургия» магистерской программы 22.04.02.07 «Теория и технология литейного производства цветных металлов и сплавов» и аспирантов по специальности 05.16.04 «Литейное производство» и используется при проведении лекционных и лабораторных занятий по дисциплинам «Технология литейного производства цветных металлов и сплавов», «Управление качеством литейной продукции», «Методы и приборы для исследования материалов литейного производства», «Металловедение и термическая обработка алюминиевых сплавов», что позволяет повысить эффективность обучения и проведения научно-исследовательских курсовых и диссертационных работ.

Директор Института цветных металлов

и материаловедения _ ~ у' - В.Н. Баранов

Заведующий кафедрой «Литейное производство»

Исполнитель:

Лесив Елена Михайловна

Тел.+ 7 983 294 09 03

e-mail: [e-mail]