Casting small-diameter ingots from multicomponent silumins

• Autorzy: Zamkotowicz Z. , Augustyn B. , Kumor P. , Kapinos D. , Żelechowski J. , Bigaj M.

Identyfikatory

DOI

10.7494/mafe.2014.40.3.175

Warianty tytułu

PL

Odlewanie wlewków o małych średnicach z siluminów wieloskładnikowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The casting of ingots from aluminum alloys with a smali range of solidification temperatures currently poses no major technical problems. On the other hand, problems do occur when multicomponent alloys containing elements such as Cu, Zn, or Mg are cast. This applies to alloys both wrought and cast. For these alloys, the differences in temperature starting and ending the solidification process reach 160°C.The difficulties are even morę pronounced when the diameter of the cast ingot is less than 100 mm. Casting small-diameter ingots requires a very careful selection of parameters, which - for ingots with a diameter of about 70 mm - usually involve very high casting rates of up to 400 mm/min. The formation of a subsurface zone in the ingot along the crystallizer working length of several centimeters is very difficult at such a high casting rate and requires the precise determination of parameters for each alloy, particularly if this is a multicomponent alloy with a wide range of solidification temperatures. To this family of alloys belong multicomponent silumins, with the special case of phosphorus-modified near-eutectic and hypereutectic systems. Below are the results of technologicaI tests as well as structure examinations of ingots cast from silumins with different ranges of solidification temperatures. Ingots of 100-mm diameters were cast in a vertical system. In this arrangement, ingots with a diameter of 70 mm were also cast, using crystallizers normally operating in a horizontal continuous casting line.

PL

Odlewanie we wlewki stopów aluminium o małym zakresie temperatur krzepnięcia nie stwarza obecnie większych problemów technicznych. Trudności występują w przypadku odlewania stopów wieloskładnikowych zawierających takie pierwiastki jak Cu, Zn, Mg. Dotyczyło zarówno stopów do przeróbki plastycznej, jak i odlewniczych. Dla tych stopów różnice pomiędzy temperaturą początku i końca krzepnięcia dochodzą do 160°C. Dodatkowo trudności zwiększają się w przypadku odlewania wlewków o średnicach poniżej 100 mm. Proces odlewania wlewków o małej średnicy wymaga bardzo starannego doboru parametrów, co wiąże się z bardzo dużymi szybkościami odlewania dochodzącymi do 400 mm/min dla wlewków o średnicy około 70 mm. Utworzenie strefy przypowierzchniowej wlewka na kilkucentymetrowej długości roboczej krystalizatora, przy tak wysokich szybkościach odlewania, jest bardzo utrudnione i wymaga precyzyjnego ustalenia parametrów dla każdego stopu, a zwłaszcza dla stopów wieloskładnikowych o szerokim zakresie temperatur krzepnięcia. Do takich stopów zaliczane są siluminy wieloskładnikowe, wśród których szczególnym przypadkiem są siluminy około- i nadeutektyczne modyfikowane fosforem. W artykule zaprezentowano wyniki prób technologicznych oraz wyniki badań struktury wlewków odlanych z siluminów, różniących się zakresem temperatur krzepnięcia. Wlewki o średnicy 100 mm odlewane były na linii do odlewu pionowego. W tym układzie odlewano także wlewki o średnicy 70 mm, z wykorzystaniem krystalizatorów przewidzianych do linii odlewu ciągłego poziomego.

Słowa kluczowe

EN

silumins; structure; VDC ingot casting

PL

siluminy; struktura; odlewanie wlewków VDC

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 40, no. 3
• Strony: 175--190
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zamkotowicz Z.

• Institute of Non Ferrous Metals in Gliwice, Light Metals Division in Skawina, Skawina, Poland

autor

Augustyn B.

• Institute of Non Ferrous Metals in Gliwice, Light Metals Division in Skawina, Skawina, Poland

autor

Kumor P.

• Institute of Non Ferrous Metals in Gliwice, Light Metals Division in Skawina, Skawina, Poland

autor

Kapinos D.

• Institute of Non Ferrous Metals in Gliwice, Light Metals Division in Skawina, Skawina, Poland

autor

Żelechowski J.

• Institute of Non Ferrous Metals in Gliwice, Light Metals Division in Skawina, Skawina, Poland

autor

Bigaj M.

• Institute of Non Ferrous Metals in Gliwice, Light Metals Division in Skawina, Skawina, Poland

Bibliografia

• [1] Wężyk W.: Projekt celowy Nr ZR7 2005 C/06591. Opracowanie i wdrożenie technologii produkcji odkuwek wytwarzanych z wlewków odlewanych ze stopów aluminium serii 6XXX i 7XXX, niepublikowane
• [2] SzymańskiW., Lech-Grega M., Płonka B., Zamkotowicz Z., Augustyn B.: Projekt rozwojowy nr R15 0079 06/2009. Opracowanie technologii produkcji łopatek wirników turbin odkuwanych ze stopów 1, niepublikowane
• [3] Heshmatpour B.: High Performance Phosphorus Additives for Modification of Silicon in Al-Si Alloys. Light Metals.The Minerals, Metals & Materials Society, California, CA, 1996,687-695
• [4] Schneider W.: A New Method for the Refinement of Primary Si of Hypereutectic Al-Si Alloys in Direct Chill and Ingot Casting. Light Metals. The Minerals, Metals & Materials Society, Warrendale, PA, 1993, 815-820
• [5] Muller K.: lmproved Hypereutectic Al-Si Cast Alloys: Microstructure and Properties. Advanced Light Alloys and Composities. [In:] J.R. Ciach (ed.), Advanced Light Alloys and Composities, NATO ASI Series, 3: High Technology, 59 (1997), Kluwer Academic Publishers, Dordrecht-Boston-London, 233-241
• [6] Mason DavidW.: A new Approach to the controlof silicon particlesize in hypereutectic aluminium silicon alloys. Light Metals.The Minerals, Metals & Materials Society, Las Vegas, NV, 1995,1019-1023
• [7] Romankiewicz R, Romankiewicz R.: Wpływ modyfikacji na strukturę i morfologię przełomów siluminu AK132. Archiwum Odlewnictwa, 6,22 (2006), 436-440
• [8] TośA., Kułaga B.JazgaraM.: Analiza porównawcza modyfikatorów na bazie fosforu stosowanych w procesach przygotowania stopów tłokowych. VI Międzynarodowa Konferencja ALUMINIUM 98, Zakopane, 1998,1-10