Secondary silumins of technological and mechanical properties increasing by improved refining-modifying processes

O. V. Lyutova

Abstract


Purpose. Due to the constant increase of aluminum alloys production and their scrap and waste accumulation there is the world problem of aluminum alloys production on the secondary raw materials base. The main secondary aluminum alloys shortcoming are the low technological and mechanical properties, which can be improved by refining processes and melt modification. Metodology. Optical microscopy, standard and special investigation methods application for mechanical and technological properties determination (fluidity, linear shrinkage, metal cast porosity). Findings. The influence of refining-modifying complexes on the structure and properties of secondary alloys AK9M2 and AK8M3 is studied. It’s found that an application of flux and modifier protected by Ukraine patents № 31862 «Aluminum alloys treatment flux» and № 32929 «Aluminum alloys modifier», can increase the easting level foundry and mechanical properties of secondary aluminum alloys. Originality. The resulting new concentration dependences describing the joint effect of the number of chips in the charge, the iron content in the alloy additives and modifiers for casting and mechanical properties of the secondary silumina AK9M2 allowed to optimize the refining process, modify and improve the processing and mechanical properties of the alloy. Practical value. It has been established that secondary silumin foundry and the mechanical properties increase may result in two-stage treatment of the molten metal with flux by Ukraine patent
№ 31862 «Aluminum alloys treatment flux» in the furnace and with modifier by the patent № 32929 «Aluminum alloys modifier» in the ladle. Two-stage process produces high metal quality, using 100% of recycled materials charge.


Keywords


Secondary aluminum alloys; fluidity; linear shrinkage; porosity; modifier; flux

References


Калинина Н. Е. Влияние модифицирования на фазовый состав высокопрочных алюминиевых сплавов / Н. Е. Калинина, З. В. Вилищук // Строительство, материаловедение, машиностроение. – 2010. – Вып. 5. – С. 39–44.

Kalinina N.E. and Vilishchuk Z.V. Vliianie modifitsirovaniya na fazovyi sostav vysokoprochnykh aliuminievykh splavov [Influence modification on the phase composition of high-strength aluminum alloys]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie [Building, materials sciences, mechanic engineering]. 2010, vol 5, pp. 39–44. (in Russian).

Квац О. А. Современные способы модифицирования литейных силуминов / О. А. Квац, Н. Е. Калинина, В. Т. Калинин // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта. – Днепропетровск : ДНУЖТ, 2007. – С. 251–252.

Kvats O.A. Kalinina N.E. and Kalinin V.T. Sovremennye sposoby modifitsirovaniia liteinykh siluminov [The modern methods of modifying of foundry silumins]. Problemy i perspektivy razvitiia zheleznodorozhnogo transporta [Problems and Perspectives of Railway Transport Development]. Dnipropetrovsk : DNURT Publ., 2007, pp. 251–252. (in Russian).

Куцова В. З. Модифікування алюмінієвих сплавів / В. З. Куцова, О. В. Швець, Т. А. Аюпова // МиТОМ. – Днепропетровск : ПГАСА, 2001. – № 1–2. – С. 99–109.

Kutsova V.Z., Shvets O.V. and Ajupova T.A. Modyfіkuvannia aliumіnіievykh splavіv [Modification of aluminum alloys]. MiTOM [M&TTM]. Dnipropetrovsk : PSAES Publ., 2001, no. 1–2, pp. 99–109. (in Ukrainian).

Лютова О. В. Влияние металлургических факторов производства на качество силуминов / О. В. Лютова, И. П. Волчок // Строительство, материаловедение, машиностроение. – Вып. 45, ч. 2. – 2008. – С. 34–41.

Lyutova O.V. and Volchok I.P. Vliianie metallurgicheskikh faktorov proizvodstva na kachestvo siluminov [Influence of metallurgical factors of production on the quality silumins]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie [Building, Materials Sciences, Mechanic Engineering]. Vol. 45, part 2, 2008, pp. 34–41. (in Russian).

Задруцкий С. П. О рафинировании и модифицировании алюминиевых сплавов / С. П. Задруцкий, Б. М. Немененок, С. П. Королев [и др.] // Литейное производство. – 2004. – № 3. – С. 17–20.

Zadrutskii S.P., Nemenenok B.M., Korolyov S.P. and oth.

O rafinirovanii i modifitsirovanii aliuminievykh splavov [On the refining and modification of aluminum alloys]. Liteinoe proizvodstvo [Foundry Production]. 2004, no. 3, pp. 17–20. (in Russian).

Калинин В. Т. Получение нанокристаллических композиций управляемым плазмохимическим синтезом / В. Т. Калинин, А. С. Дубников, А. Я. Качан [и др.] // Вісник двигунобудування. – 2007. – № 1(15). – С. 134–137.

Kalinin V.T., Dubnikov A.S., Kachan A.Yа. and oth. Poluchenie nanokristallicheskikh kompozitsii upravliaemym plazmokhimicheskim sintezom [Preparation of nanocrystalline compositions controlled by plasma chemical synthesis]. Vіsnyk dvygunobuduvannia [Herald of aeroenginebuilding]. 2007, no. 1(15), pр. 134–137. (in Russian).

Пат. 57584А Україна, МКВ С22С1/06. Модифікатор для алюмінієвих сплавів / І. П. Волчок, О. А. Мітяєв (Україна); заявник і патентоутримувач Запорізький національний технічний ун-т. – № 2002108343; заявл. 22.10.2002; опубл. 16.06.2003, Бюл. № 6. – 4с.

Pat. 57584A Ukraїna [Pat. 57584А of Ukraine]. МКV С22С1/06. Modyfikator dlia aliuminiievyh splaviv [Aluminum alloys modifier]. Volchok I.P. and Mityayev O.A. (Ukraine). Zaiavnyk i patentoutrymuvach Zaporizkyi Natsionalnyi Technichnyi Universytet [the applicant and patent holder Zaporizhzhya National Technical University]. No. 2002108343; appl. 22.10.2002; publ. 16.06.2003, bull. no. 6, 4 p. (in Ukrainian).

Пат. 58793А Україна, МКВ С22В21/06, С22В9/10. Флюс для обробки алюмінієвих сплавів / Волчок І. П., Мітяєв О. А., Рязанов С. Г. (Україна) // заявник і патентоутримувач Запорізький національний технічний ун-т. – № 2002108362; заявл. 22.10.02; опубл. 15.08.03. Бюл. № 8. – 4c.

Pat. 58793 A Ukraїna [Pat. 58793 of Ukraine] МКV С22B21/06, С22В9/10. Flius dlia obrobky aliuminievykh splaviv [Aluminum alloys treatment flux]. Volchok I.P., Mityayev O.A. and Riazanov S.G. (Ukraine). Zayavnyk i patentoutrymuvach Zaporizkyi Natsionalnyi Technichnyi Universytet [the applicant and patent holder Zaporizhzhya National Technical University]. No. 2002108362; appl. 22.10.2002; publ. 15.08.2003, Bull.no. 6, 4 p. (in Ukraine).

Пат. 31862 Україна, МПК (2006) С22В21/00, С22В9/00. Флюс для оброблення алюмінієвих сплавів / Волчок І. П., Мітяєв О. А., Лютова О. В., Широкобокова Н. В., Повзло В. М.; заявник та патентоутримувач Запорізький нац. техн. ун-т. – № 200713840; заявл. 10.12.2007; опубл. 25.04.2008, Бюл. № 8. – 4 c.

Pat. 31862 Ukraїna [Pat. 31862 of Ukraine] МPК (2006) С22В21/00, С22В9/00. Flius dlia obrobky aliuminievykh splaviv [Aluminum alloys treatment flux]. Volchok I.P., Mityayev O.A., Lyutova O.V., Shyrokobokova N.V., and Povzlo V.M. Zayavnyk i patentoutrymuvach Zaporizkyi Natsionalnyi Technichnyi Universytet [the applicant and patent holder Zaporizhzhya National Technical University]. No. 200713840; appl. 10.12.2007; publ. 25.04.2008, Bull. no. 8, 4 p. (in Ukraine).

Пат. 32929 Україна, МПК (2006) С22С1/00. Модифікатор для алюмінієвих сплавів / Волчок І. П., Мітяєв О. А., Лютова О. В., Широкобокова Н. В., Повзло В. М.; заявник та патентоутримувач Запорізький нац. техн. ун-т. – № 200800105; заявл. 02.01.2008; опубл. 10.06.2008, Бюл. № 11. – 4 c.

Pat. 32929 Ukraїna [Pat. 32929 of Ukraine] МPК (2006) С22С1/00. Modyfikator dlia aliuminiievyh [Aluminum alloys modifier]. Volchok I.P., Mityayev O.A., Lyutova O.V., Shyrokobokova N.V. and Povzlo V.M. Zayavnyk i patentoutrymuvach Zaporizkyi Natsionalnyi Technichnyi Universytet [the applicant and patent holder Zaporizhzhya National Technical University]. No. 200800105; appl. 02.01.2008; publ. 10.06.2008, Bull. no. 11, 4 p. (in Ukraine).

Belikov S., Volchok I. and Mityayev A. The nanomodifier of aluminium alloys. Aims for Future of Engineering Science: Proceedings the International Scientific Forum. Pavas, 4–10 July 2006. Davos Congress Centre, Switzerland, 2006, pр. 191–193.

Mityayev A., Belikov S. and Loza K. The role of intermetallic phases in fracture of aluminium alloys. Problems of modern techniques in engineering and education- 2009, Cracow, 2009, pр. 59–66.

Riazanov S. G., Mityaev A.A. and Volchok I.P. Increasing of aluminium alloys properties. Science and Technology : Vth Science and Technical Conference of Foundry of Non-ferrous Metals. Lucien, Poland, 2002, pр. 16– 20.


GOST Style Citations