RU2780671C1 - Method for controlling the formation of physical and mechanical properties of aluminum alloys under pressure conditions prior to crystallization - Google Patents
Method for controlling the formation of physical and mechanical properties of aluminum alloys under pressure conditions prior to crystallization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780671C1 RU2780671C1 RU2021131433A RU2021131433A RU2780671C1 RU 2780671 C1 RU2780671 C1 RU 2780671C1 RU 2021131433 A RU2021131433 A RU 2021131433A RU 2021131433 A RU2021131433 A RU 2021131433A RU 2780671 C1 RU2780671 C1 RU 2780671C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- mpa
- liquid metal
- aluminum alloys
- crystallization
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 10
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 34
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для литья алюминиевых сплавов под давлением до начала кристаллизации.The invention relates to foundry and can be used for casting aluminum alloys under pressure prior to crystallization.
Известен способ управления процессом кристаллизации и устройство для его осуществления (патент №RU 2516210), при котором жидкий металл, находящийся при температуре выше ликвидуса на 150-200 К, заливают в контейнер - кристаллизатор из вакуумной камеры. Величина вакуума в контейнере-кристаллизаторе составляет 0,2-0,3⋅10-5 рт.ст. На кристаллизующийся металл накладывают давление пресс-плунжерами и повышают его со скоростью более чем 40 МПа/с до величины 300-400 МПа. После сжатия металла на 10% повышают давление с той же скоростью до 500 МПа и дополнительно уплотняют металл на 2,4-2,8%. Изостатическое сжатие металла осуществляют до тех пор, пока металл не охладится до 100-150°С.There is a known method for controlling the crystallization process and a device for its implementation (patent No. RU 2516210), in which liquid metal at a temperature above the liquidus by 150-200 K is poured into a container - a mold from a vacuum chamber. The vacuum value in the container-crystallizer is 0.2-0.3⋅10 -5 Hg. Pressure is applied to the crystallizing metal by press plungers and it is increased at a rate of more than 40 MPa/s to a value of 300-400 MPa. After the metal is compressed by 10%, the pressure is increased at the same rate up to 500 MPa and the metal is additionally compacted by 2.4-2.8%. Isostatic compression of the metal is carried out until the metal is cooled to 100-150°C.
Недостатком вышеуказанного способа является то, что наложение давления осуществляется в 2 этапа, процесс опрессовки металла растягивается на значительный период времени: 1 фаза - 5 с., 2 фаза - 60 с. и более. За указанные отрезки времени, диффузионные процессы приводят к тому, что достигаемое за счет наложения давления неравновесное состояние сплава стремится к равновесному. Структура, сформированная при наложении давления в два этапа, не существенно отличается от равновесной структуры; процесс опрессовки осуществляется без использования частотно-импульсной модуляции, что не обеспечивает влияния давления на формирование фрагментов наноструктуры и требуемого повышения механических свойств.The disadvantage of the above method is that the application of pressure is carried out in 2 stages, the metal crimping process is extended for a significant period of time: 1 phase - 5 s, 2 phase - 60 s. and more. During the specified periods of time, diffusion processes lead to the fact that the non-equilibrium state of the alloy achieved by applying pressure tends to equilibrium. The structure formed by applying pressure in two stages does not differ significantly from the equilibrium structure; the crimping process is carried out without the use of frequency-pulse modulation, which does not provide the influence of pressure on the formation of nanostructure fragments and the required increase in mechanical properties.
Наиболее близким является способ управления процессом кристаллизации алюминиевых сплавов при литье под давлением (Патент №2657668), который заключается в заливке жидкого металла перегретого выше ликвидуса на 150-200 К, в вакуумируемую полость формы через заливочную чашу, путем подрыва стопора. На кристаллизующийся металл накладывают давление в однофазном режиме левым пресс-плунжером и правым пресс-плунжером, которые движутся навстречу. Давление повышают со скоростью 120-125 МПа/с, с интервалами 0,5-0,1 с, в течение 4 с до величины 500 МПа, тем самым уплотняя металл на 12,8%. Подпрессовка металла осуществляется под давлением p=3σт(t), где σт(t) - предел текучести опрессовываемого сплава с учетом температуры, до тех пор, пока металл не охладится до 100-150°С.The closest is the method of controlling the process of crystallization of aluminum alloys during injection molding (Patent No. 2657668), which consists in pouring liquid metal superheated above the liquidus by 150-200 K into an evacuated mold cavity through the pouring cup, by undermining the stopper. The crystallizing metal is pressurized in a single-phase mode by the left press plunger and the right press plunger, which move towards each other. The pressure is increased at a rate of 120-125 MPa/s, at intervals of 0.5-0.1 s, for 4 s to a value of 500 MPa, thereby compacting the metal by 12.8%. The prepressing of the metal is carried out under pressure p =3σ t (t), where σ t (t) is the yield strength of the pressed alloy, taking into account the temperature, until the metal is cooled to 100-150°C.
Недостатком вышеуказанного способа является то, что повышение давления осуществляется в широком диапазоне 125 МПа/с и не более 4 с. Заявленная скорость наложения давления является высокой, что не обеспечивает контролируемое формирование свойств в узком диапазоне, а только способствует повышению физико-механических свойств за счет высокой скорости наложения давления.The disadvantage of the above method is that the pressure increase is carried out in a wide range of 125 MPa/s and no more than 4 s. The claimed rate of pressure application is high, which does not provide controlled formation of properties in a narrow range, but only contributes to the improvement of physical and mechanical properties due to the high rate of pressure application.
Кроме того, в указанном способе, перед заливкой металла осуществляется нагрев формы и перегрев металла, что позволяет накладывать давление на жидкий металл, но за указанное время опрессовки 4 с в центральной части отливок с большим сечением, процессы кристаллизации все еще продолжаются, поэтому время контролируемого наложения давления в подобных случаях необходимо увеличивать.In addition, in this method, before pouring the metal, the mold is heated and the metal is overheated, which makes it possible to apply pressure to the liquid metal, but for the specified pressing time of 4 s in the central part of the castings with a large cross section, the crystallization processes still continue, so the time of controlled overlay pressure in such cases must be increased.
Нужно сказать, что указанные в способе интервалы времени (05,-0,1 с) не обеспечивают своевременной реакции системы на изменения в процессе кристаллизации, т.к. процессы формирования свойств металлопродукции под высоким давлением протекают гораздо более интенсивно.It must be said that the time intervals indicated in the method (05, -0.1 s) do not provide a timely response of the system to changes in the crystallization process, because the processes of forming the properties of metal products under high pressure proceed much more intensively.
Таким образом, экспериментально было установлено, что литье алюминиевых сплавов в условиях наложения давления до начала кристаллизации необходимо осуществлять в диапазоне изменений давления ±10 МПа с использованием, для управления изменениями давления в гидросистеме, частотного преобразователя. Характерные режимы наложения давления (РНД) (1-1 и 1-2), в соответствии с которыми осуществляется процесс опрессовки представлены на фиг.1Thus, it was experimentally found that the casting of aluminum alloys under the conditions of applying pressure before the onset of crystallization must be carried out in the range of pressure changes of ±10 MPa using a frequency converter to control pressure changes in the hydraulic system. Typical pressure application modes (RND) (1-1 and 1-2), in accordance with which the crimping process is carried out, are shown in Fig.1
Задачей заявляемого изобретения является управление формированием физико-механических свойств алюминиевых сплавов в условиях наложения давления до начала кристаллизации, путем поддержания заданного давления в гидросистеме пресс-плунжеров в интервале±10МПа.The objective of the claimed invention is to control the formation of the physico-mechanical properties of aluminum alloys under pressure prior to crystallization, by maintaining a predetermined pressure in the hydraulic system of press plungers in the range of ± 10 MPa.
Поставленная задача решается за счет разработанной системы управления гидравлическим прессом см. фиг.2, где для формирования физико-механических свойств алюминиевых сплавов в условиях наложения давления до начала кристаллизации используется программное управление, функционирующее на персональном компьютере, где персональный компьютер является пультом оператора, а установленное управляющее программное обеспечение представляет собой связующее звено, которое позволяет обработать информацию и выработать управляющие воздействия.The problem is solved by the developed hydraulic press control system, see figure 2, where for the formation of the physical and mechanical properties of aluminum alloys under pressure prior to crystallization, software control is used that operates on a personal computer, where the personal computer is the operator's console, and the installed control software is a link that allows you to process information and develop control actions.
Таким образом, устанавливается зависимость параметров структуры обрабатываемого металла от режима наложения давления или от положения прессующих плунжеров, тем самым обеспечивается поддержание заданного уровня давления в гидросистеме пресс-плунжеров на программном уровне. Такая система управления динамические свойства гидропривода приводит в соответствие с поведением расплавленного металла под давлением.Thus, the dependence of the parameters of the structure of the processed metal on the pressure application mode or on the position of the pressing plungers is established, thereby maintaining the specified pressure level in the hydraulic system of the pressing plungers at the program level. Such a control system brings the dynamic properties of the hydraulic drive into line with the behavior of the molten metal under pressure.
Указанный способ реализован за счет разработанной системы управления технологическим процессом, в состав которой входят: ЭВМ (2-1) программируемый логический контроллер 1 (ПЛК1) (2-9) и программируемый логический контроллер 2 (ПЛК2) (2-2). Основная часть системы управления ориентирована на ПЛК2. В ПЛК2 заложены функции управления и функции сравнения результатов работы на выходе с параметрами на входе. ПЛК1 предназначен для повышения производительности, функциональности и надежности системы управления. Кроме того, ПЛК1 отвечает за управление частотным преобразователем (2-7), который реагирует на показания датчика давления (2-3) в гидросистеме пресс-плунжеров. В состав ПЛК1 заложены функции цифро-аналогового преобразователя (2-8), функции программной коррекции и обратной связи, что позволяет вносить необходимые коррективы в технологический процесс (2-5), поддерживать заданный режим наложения давления технологическим оборудованием (2-4) в реальном времени.This method is implemented through the developed process control system, which includes: computer (2-1) programmable logic controller 1 (PLC1) (2-9) and programmable logic controller 2 (PLC2) (2-2). The main part of the control system is focused on the PLC2. PLC2 contains control functions and functions for comparing the results of the work at the output with the parameters at the input. PLC1 is designed to improve the performance, functionality and reliability of the control system. In addition, PLC1 is responsible for controlling the frequency converter (2-7), which responds to the readings of the pressure sensor (2-3) in the hydraulic system of the press plungers. The PLC1 contains the functions of a digital-to-analog converter (2-8), software correction and feedback functions, which allows you to make the necessary adjustments to the technological process (2-5), maintain a given mode of pressure application by technological equipment (2-4) in real time.
Автоматизация управления формированием физико-механических свойств металлопродукции (2-6) осуществляется на основе контроля и стабилизации параметров изменения давления во времени. В качестве основных физико-механических свойств приняты: сжимаемость, твердость, плотность металла, предел прочности.Automation of control over the formation of physical and mechanical properties of metal products (2-6) is carried out on the basis of control and stabilization of the parameters of pressure changes over time. The following are accepted as the main physical and mechanical properties: compressibility, hardness, metal density, tensile strength.
Предлагаемый способ литья алюминиевых сплавов в условиях наложения давления до начала кристаллизации, основан на идеи управления процессом кристаллизации. В основу предлагаемого способа заложены полученные результаты, основанные на сближение атомов, хаотически распределенных в жидком состоянии на расстояния действия сил отталкивания и притяжения, когда зародыши совершенных по строению кристаллов возникают из большего числа центров, по сравнению с равновесной кристаллизацией. При таком подходе, благодаря регулированию, контролю и управлению величиной накладываемого давления на кристаллизующийся металл, становится возможным получать изделия различных форм и размеров с заданным сочетанием физико-механических свойств.The proposed method for casting aluminum alloys under pressure prior to crystallization is based on the idea of controlling the crystallization process. The proposed method is based on the results obtained, based on the convergence of atoms randomly distributed in the liquid state at the distances of action of repulsive and attractive forces, when the nuclei of perfect crystals arise from a larger number of centers, compared with equilibrium crystallization. With this approach, thanks to the regulation, control and management of the amount of pressure applied to the crystallizing metal, it becomes possible to obtain products of various shapes and sizes with a given combination of physical and mechanical properties.
Величина накладываемого давления варьируется от 0 до 500 МПа, с интервалами 0,01 с, диапазон изменения давления ±10 МПа, время опрессовки определено экспериментально для сплавов различного состава и различной геометрии отливок и составляет от 4 до 10 с.The value of the applied pressure varies from 0 to 500 MPa, at intervals of 0.01 s, the range of pressure change is ±10 MPa, the pressing time is experimentally determined for alloys of various compositions and different geometry of castings and ranges from 4 to 10 s.
Диапазон изменения давления в гидросистеме ±10 МПа установлен с учетом чувствительности датчика давления и технических характеристик частотного преобразователя, также учитывается влияние минимального давления на характер кристаллизации.The range of pressure change in the hydraulic system is ±10 MPa, taking into account the sensitivity of the pressure sensor and the technical characteristics of the frequency converter, and the influence of the minimum pressure on the nature of crystallization is also taken into account.
В предлагаемом способе используется разработанный метод обработки кристаллизующегося металла, который состоит в том, что переход металла из жидкого состояния в кристаллическое осуществляется в условиях управления сближением атомов на расстояния, близкие к тем, которые соответствуют твердому состоянию. Зафиксированные в местах хаотичного распределения в жидком металле атомы постепенно, по мере движения прессующих плунжеров переводятся из жидкого в твердое состояние. Нужно отметить, что до наложения давления, расплавленный металл в разогретую до 200°С форму заливается с перегревом выше температуры ликвидус на 150-200°С, а время и величина, накладываемого давления приводятся в соответствие с заданными величинами, при этом давление во всем объеме распределяется равномерно, а его величина достаточна для опрессовки жидкого металла до такой степени, что время, необходимое для равновесной кристаллизации, становится больше отрезка времени, необходимого для перехода из жидкого состояния в твердое, без образования кристаллов.The proposed method uses the developed method of processing a crystallizing metal, which consists in the fact that the transition of the metal from the liquid state to the crystalline state is carried out under conditions of control of the approach of atoms to distances close to those corresponding to the solid state. The atoms fixed in the places of chaotic distribution in the liquid metal gradually, as the pressing plungers move, are transferred from the liquid to the solid state. It should be noted that before applying pressure, the molten metal is poured into a mold heated to 200°C with overheating above the liquidus temperature by 150-200°C, and the time and magnitude of the applied pressure are brought into line with the specified values, while the pressure in the entire volume is distributed evenly, and its value is sufficient to pressurize the liquid metal to such an extent that the time required for equilibrium crystallization becomes longer than the length of time required for the transition from a liquid to a solid state, without the formation of crystals.
Для обеспечения вакуума в полости формы 0,1-0,2 атм. в процессе заливки жидкого металла в комплексе предусмотрена автономная вакуумная система, представляющая собой вакуумный насос, вакуумный ресивер и штуцер. Система обеспечивает заданное значение разряжения в течение всего времени технологического процесса, что позволяет не только увеличить скорость заполнения полости формы жидким металлом, но и создает условия, при которых полости формы заполняется жидким металлом с заданной скоростью плавно, сплошным фронтом, без разбрызгивания. Применение такого способа заливки жидкого металла в полость формы напрямую влияет на процесс контроля и управления свойствами формируемых деталей и изделий. Заливка жидкого металла в полость формы сплошным фронтом позволяет не допустить образования на поверхности слитков/изделий волнистости, заусенцев и других дефектов поверхности.To ensure a vacuum in the mold cavity of 0.1-0.2 atm. in the process of pouring liquid metal in the complex, an autonomous vacuum system is provided, which is a vacuum pump, a vacuum receiver and a fitting. The system provides a predetermined value of rarefaction during the entire time of the technological process, which allows not only to increase the rate of filling the mold cavity with liquid metal, but also creates conditions under which the mold cavity is filled with liquid metal at a given speed smoothly, in a continuous front, without splashing. The use of this method of pouring liquid metal into the mold cavity directly affects the process of monitoring and controlling the properties of the formed parts and products. Pouring liquid metal into the mold cavity with a continuous front makes it possible to prevent the formation of waviness, burrs and other surface defects on the surface of ingots / products.
В этих условиях, когда полость формы заполняется жидким металлом, то (при такой схеме и параметрах процесса) распределение температуры по всему объему изделия происходит равномерно. Таким образом, создаются благоприятные условия для наложения давления на кристаллизующийся металл. В то время, как уже закристаллизовавшийся металл оказывает на порядок более высокое сопротивление деформации и исключает распространение давления на еще не имеющийся в полости формы жидкий металл.Under these conditions, when the mold cavity is filled with liquid metal, then (with such a scheme and process parameters) the temperature distribution throughout the entire volume of the product occurs evenly. Thus, favorable conditions are created for applying pressure to the crystallizing metal. At the same time, the already crystallized metal has an order of magnitude higher resistance to deformation and excludes the spread of pressure on the liquid metal that is not yet in the mold cavity.
Управление работой гидросистемы пресс-плунжеров осуществляется системой управления в автоматическом режиме. С помощью прикладной программы фиксируется режим наложения давления, а изменения параметров от времени процесса отражаются на графике. Для наложения на расплавленный металл давления по заданному режиму в управляющей программе предусмотрена возможность управления параметрами частотного преобразователя. Данный принцип управления обеспечивает широкие пределы регулирования, как по давлению (±10МПа), так и по времени его поддержания (±0,01 с).The operation of the hydraulic system of the press plungers is carried out by the control system in automatic mode. With the help of the application program, the pressure application mode is fixed, and the changes in parameters from the process time are reflected on the graph. To apply pressure to the molten metal according to a given mode, the control program provides the ability to control the parameters of the frequency converter. This control principle provides wide limits of regulation, both in terms of pressure (±10 MPa) and in terms of its maintenance time (±0.01 s).
Автоматическое управление величиной накладываемого давления и соответственно перемещением исполнительных органов гидроприводов - пресс-плунжеров, происходит таким образом, чтобы их ход отвечал заданным значениям, что в свою очередь обеспечивает решение поставленной задачи - литье алюминиевых сплавов в условиях наложения давления до начала кристаллизации, с возможностью управления формированием физико-механических свойств конечной продукции.Automatic control of the magnitude of the applied pressure and, accordingly, the movement of the executive bodies of hydraulic drives - press plungers, occurs in such a way that their stroke meets the specified values, which in turn provides a solution to the problem - casting aluminum alloys under conditions of applying pressure before crystallization, with the ability to control the formation of physical and mechanical properties of the final product.
В результате использована структура управления, относящаяся к классу адаптивных систем управления с эталонной моделью, где в качестве эталонной модели выступает зависимость изменения давления во времени. Разработанная система управления имеет обратную связь: основанную на внутренней корректирующей связи по давлению. С помощью функции управления определяется требуемое управляющее воздействие усилия гидропривода, которое преобразуется в необходимую величину перемещения плунжеров. В связи с этим гидропривод, используемый для наложения давления на жидкий металл, помимо статических (развиваемое усилие, жесткость) и динамических (устойчивость, точность, качество переходного процесса) характеристик должен отвечать требованиям, управления законом развиваемого усилия и скорости перемещения. Основным управляемым параметром, определяющим усилие и скорость перемещения плунжеров, является давление в рабочей полости гидроцилиндров.As a result, a control structure was used that belongs to the class of adaptive control systems with a reference model, where the dependence of pressure change over time acts as a reference model. The developed control system has a feedback: based on the internal pressure correction. Using the control function, the required control action of the hydraulic drive force is determined, which is converted into the required amount of plunger movement. In this regard, the hydraulic drive used to apply pressure on liquid metal, in addition to static (developed force, rigidity) and dynamic (stability, accuracy, quality of the transient process) characteristics, must meet the requirements of controlling the law of the developed force and movement speed. The main controlled parameter that determines the force and speed of the plungers is the pressure in the working cavity of the hydraulic cylinders.
Изобретение иллюстрируется фиг.3. Для литья алюминиевых сплавов в условиях наложения давления до начала кристаллизации слитки (размером ∅ 98×70 мм) из алюминиевого сплава марки АК12 изготавливают в полости формы с применением предлагаемого способа по схеме, приведенной на фиг.3. Выплавку металла осуществляют в тигле, в индукционной печи мощностью 30 кВт. Так как принципиальное значение имеет температура заливаемого металла и температуры формы перед заливкой, то их измерение имело значение. По ходу плавки температуру металла и температуру формы контролируют тепловизором ThermaCAM E25 с точностью ±5К. Металл перегревают до 850°С, проводят термовременную обработку металла в течение 15 мин, после чего металл заливают в полость формы, подрывая стопор 6 заливочной чаши 5, полость формы, предварительно нагретую до 200°С, вакуумируют (значение вакуума 0,2 атм). Движением прессующих плунжеров 1 и 8 друг навстречу другу металл оперссовывают, в отливку впрессовываются контрплунжеры 2 и 7, после чего левая полуформа 3 отводится от правой полуформы 4 и отливка извлекается. Нагрев формы и перегрев металл необходим для того, чтобы расплавленный металл перед наложением давления представлял собой однофазную систему - раствор гомогенной концентрации с явно выраженными свойствами жидкости, которая, как известно, передает давление равномерно во всех направлениях.The invention is illustrated in Fig.3. For casting aluminum alloys under conditions of applying pressure before crystallization, ingots (diameter ∅ 98×70 mm) of aluminum alloy grade AK12 are made in a mold cavity using the proposed method according to the scheme shown in Fig.3. Metal smelting is carried out in a crucible, in an induction furnace with a power of 30 kW. Since the temperature of the poured metal and the temperature of the mold before pouring are of fundamental importance, their measurement was important. In the course of melting, the temperature of the metal and the temperature of the mold are controlled by a ThermaCAM E25 thermal imager with an accuracy of ±5K. The metal is overheated to 850°C, the metal is thermally treated for 15 minutes, after which the metal is poured into the mold cavity, undermining the
Режим наложения давления, т.е. зависимость коэффициента давления от времени выбирают по результатам предварительных исследований.Pressure application mode, i.e. the dependence of the pressure coefficient on time is chosen according to the results of preliminary studies.
В этой связи можно утверждать, что автоматизация процесса литья алюминиевых сплавов в условиях наложения давления до начала кристаллизации с возможностью контроля физико-механических свойств и получения стабильных показателей качества выпускаемой продукции, за счет применения программируемого наложения давления на кристаллизующийся металл является актуальной научно-технической задачей. In this regard, it can be argued that the automation of the process of casting aluminum alloys under conditions of applying pressure before the onset of crystallization with the ability to control the physical and mechanical properties and obtain stable quality indicators of products, through the use of programmable application of pressure on the crystallizing metal, is an urgent scientific and technical task .
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780671C1 true RU2780671C1 (en) | 2022-09-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2849508C1 (en) * | 2025-01-31 | 2025-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" | Method for producing press castings in form of internal combustion engine piston blanks from a d16 type alloy and device for its implementation |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5346381A (en) * | 1991-01-29 | 1994-09-13 | Instruments Sa, Inc. | Apparatus for preparation of samples for spectrographic analysis |
| US5427170A (en) * | 1993-07-09 | 1995-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting apparatus and method |
| JP2005088033A (en) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Nippon Light Metal Co Ltd | Manufacturing method of piston for internal combustion engine |
| RU2516210C2 (en) * | 2011-12-14 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество Научно производственный центр "Инноваций наукоемких опытных разработок" (ЗАО НПЦ "ИНОР") | Method to control process of crystallisation and device for its realisation |
| RU2657668C2 (en) * | 2016-05-20 | 2018-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method for controlling process of aluminium alloys crystalization during injection moulding |
| RU2692150C1 (en) * | 2018-09-26 | 2019-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method for manufacturing a piston blank from hypereutectic silumin |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5346381A (en) * | 1991-01-29 | 1994-09-13 | Instruments Sa, Inc. | Apparatus for preparation of samples for spectrographic analysis |
| US5427170A (en) * | 1993-07-09 | 1995-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting apparatus and method |
| JP2005088033A (en) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Nippon Light Metal Co Ltd | Manufacturing method of piston for internal combustion engine |
| RU2516210C2 (en) * | 2011-12-14 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество Научно производственный центр "Инноваций наукоемких опытных разработок" (ЗАО НПЦ "ИНОР") | Method to control process of crystallisation and device for its realisation |
| RU2657668C2 (en) * | 2016-05-20 | 2018-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method for controlling process of aluminium alloys crystalization during injection moulding |
| RU2692150C1 (en) * | 2018-09-26 | 2019-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method for manufacturing a piston blank from hypereutectic silumin |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2849508C1 (en) * | 2025-01-31 | 2025-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" | Method for producing press castings in form of internal combustion engine piston blanks from a d16 type alloy and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1043319C (en) | Forming method of semi-solid metal material | |
| CN103451583B (en) | Method for producing section bar for airplane wing stringer | |
| JPS58212850A (en) | Method for regulating injection condition automatically | |
| CN107199303A (en) | The integrated contour forging technique of semisolid filling-plastic deformation | |
| DE112009001002T5 (en) | Method of reducing thermal contraction cracks during casting of Super Nickel Alloys (SNL) | |
| US6622774B2 (en) | Rapid solidification investment casting | |
| RU2780671C1 (en) | Method for controlling the formation of physical and mechanical properties of aluminum alloys under pressure conditions prior to crystallization | |
| WO2018103787A1 (en) | Tool for casting and/or shaping a molded part, casting device, press and method for compensating a thermal load of a molded part | |
| EP4205879A1 (en) | Method and casting machine for producing mouldings | |
| CN109128078A (en) | A kind of isothermal microstructure of semisolid slurry preparation method of aluminium alloy compression casting billet | |
| CN107138707A (en) | The technique that metallic article crackle is eliminated using the local feeding of Combined Loading | |
| RU2657668C2 (en) | Method for controlling process of aluminium alloys crystalization during injection moulding | |
| RU2823407C1 (en) | Method of controlling crystallisation process in conditions of double-sided compression | |
| CN117753947A (en) | Control method for pressurization system of low-pressure casting machine | |
| JP2005034851A (en) | Forging method for semi-solidified metal molded body and forging device therefor | |
| JP2003326351A (en) | Method for manufacturing metal products, apparatus therefor and machine parts | |
| RU2771078C1 (en) | Method for controlling the process of producing workpieces of pistons of internal combustion engines from hypereutectic aluminium alloys | |
| RU2782190C1 (en) | Method for controlling the process of casting aluminum alloys with crystallization under pressure | |
| RU2833433C1 (en) | Method of controlling process of forming mechanical and structural properties of high-strength aluminium alloys in casting conditions with crystallization under pressure | |
| Korostelev et al. | Automated Control of Hydraulic Drive for Acceleration | |
| Denisov | Investigation of the pressure and heat treatment effect on the ICE piston blanks mechanical and structural properties from high-strength aluminum alloy B95 | |
| JP3033876B2 (en) | A method for detecting galling of a pressure plunger in a pressure casting machine | |
| KR100187989B1 (en) | Casting method by squeeze combination oxygen atmosphere die casting | |
| JPH0673737B2 (en) | Pressure casting method and apparatus | |
| CN113385652B (en) | Die casting control method |