Enhancement of Aluminum Alloys Casts Quality
As casting is the basis for Ukrainian machine-building, special attention is to be paid to developing new technologies of aluminum alloys casting. Many of the new technologies are based on using external action directed on liquid and hardening metal on all the stages of its structure formation. Many of such methods were developed by Kiev Physical and Technological Institute of Metals and Alloys (FTIMS). One of the most wide-spread solutions for casting quality enhancement is the application of pressure. FTIMS specialists designed a series of technologies for low-pressure die casting with subsequent gas or plunger pressing; one of the most effective methods being batch casting with regulated pressure. The use of these methods leads to enhancement of durability, density and impermeability as well as corrosion resistance of the casts along with reduction of energy consumption, ecological contamination and labor costs. Another developed technology presupposes casting in chill-molds with subsequent metal pressing in furnaces; the technology ensures the necessary mode of hardening front spreading and elimination of casting defects. To cut down the consumption of liquid melt for cast feeding a technology without plunger penetration into the cast body can be used. Apart from other merits of this method, it can be implemented on the existing casting equipment without further capital outlays. A major problem of many casting technologies – inefficient use of metal in the gate-feeding system – can be solved by the application of non-hardening distributed gate system (the RASLIT process developed by FTIMS). Due to the constant contact of melting bath with the mold and gate canals, its temperature being close to that of metal crystallization and distribution of gate canals the technology has the following advantages: high rate of liquid metal use, absence of defects, productivity increase and absence of finishing operations. Furthermore, FTIMS has developed a technology for pressing the peripheral areas of hard-liquid feeder to force the fusible interdendritic liquid into the central parts of the cast for enhancing its density. The technology cuts down the use of feeder and requires only simple modification of equipment for its implementation. Compensation of cast shrinkage can also be achieved by the creation of gas pores with the help of preliminary treatment of the melt with hydrogen. The traditional method of chip use by adding it to the charge mixture is inefficient, as chip has unique qualities enabling it to be used directly for remelting into casts by liquid phase pulse pressing, the produced casts being equal in their properties to the structure of cast metal.
Литейное производство по-прежнему является основной заготовительной базой современного машиностроения. На долю литых деталей приходится до 50–70 % массы и около 20 % стоимости машин и промышленного оборудования. Поэтому возрождение отечественного машиностроения и на этой базе всей экономики страны абсолютно невозможно без возрождения литейного производства Украины с учетом всех мировых тенденций его современного развития.
Г.П. Борисов, д.т.н., профессор, зав. отделом ФТИМС НАН Украины,
член-корреспондент НАН Украины
Одним из наиболее эффективных направлений решения проблемы гарантированного повышения качества отливок при одновременном снижении материальных и энергетических затрат на их изготовление является поиск и разработка новых методов литья, основанных на использовании внешнего воздействия на жидкий и затвердевающий металл на всех этапах формирования структуры и свойств литых изделий. Достижение в результате такого воздействия в литых заготовках физико-механических свойств на уровне деформированных сплавов будет способствовать значительному снижению существующего в Украине дефицита проката, потребление которого на порядок превышает производство.
Для решения экологических проблем, связанных со значительным расходом электроэнергии и образованием большого количества шлаковых отходов, при производстве первичного алюминия первоочередной задачей является всемерное увеличение производства отливок из вторичных алюминиевых сплавов. Для этого необходима организация в Украине крупного централизованного производства из вторичной шихты алюминиевых сплавов, которые не уступали бы по свойствам первичному металлу.
