Меню Содержимое
Главная
Аморфное литье: постановка проекта
30.05.2013 г.
Лого-Аморфное_литье Постановка проекта:
аморфное литье
- исследование возможности изготовления фасонных отливок с аморфной структурой 
Newcompcast - аморфная структура

Цель

Цель проекта
Разработка физических и технологических основ получения микроотливок  с аморфной структурой. Разработка расчетных и технологических методов управления процессом образования  аморфной структуры в микроотливках с целью получения уникальных физических и эксплуатационных характеристик микродеталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Актуальность

Актуальность проекта
Получение металлических деталей с аморфной структурой является давнишней мечтой всех технологов из различных областей машиностроения. Структура аморфных сплавов подобна структуре замороженной жидкости. Затвердевание происходит настолько быстро, что атомы вещества оказываются замороженными в тех положениях, которые они занимали, будучи в жидком состоянии.  

Очевидные преимущества аморфной структуры - отсутствие границ зерен дает совершенно новый уровень качества деталей: высокую прочность, пластичность, коррозионную стойкость.  

К сожалению получение аморфной структуры для обычных металлических сплавов  требует очень высокие скорости охлаждения  > 103  K/s . Это ставит ограничение на размеры литых деталей и типы сплавов склонных к аморфным структурам. Таким образом, можно говорить о микро-отливках из определенных сплавов. 

Однако развитие микротехники, особенно потребности в микророботах для медицины, требует микродеталей с  высокими эксплуатационными свойствами.  Литые металлические аморфные микродетали  могли бы с успехом заполнить эту нишу.
 

Анализ

Анализ проблемы
В некоторых областях машиностроения удалось получать аморфные заготовки в форме порошка, тонкой  ленты или проволоки, проводя сверхскоростную закалку из жидкого состояния  и применяя некоторые другие технологические приемы.  Получение фасонных литых деталей остается все еще не решенной задачей литейщиков. Основная проблема получения фасонных литых аморфных деталей состоит в низкой скорости охлаждения  свойственной  традиционным методам литья. В последнее время появились новые аморфные сплавы,  которые могут затвердевать без образования кристаллической решетки при  довольно низких скоростях охлаждения  <  103  K/s. Это открывает перспективы создания технологий для получения фасонных микроотливок. Однако даже эти  скорости охлаждения должны создаваться специальными,  нетрадиционными для  обычных литейных технологий способами.

 

Путь решения

Путь решения
Хорошо известно,  что скорость охлаждения зависит от  интенсивности теплоотдачи с поверхности тела.  Для отливок это связано с теплоотдачей в литейную форму и, далее, в окружающую среду. Таким образом, повышение скорости охлаждения отливки возможно за счет увеличение интенсивности теплоотдачи на границе форма-окружающая среда,  уменьшения толщины стенки формы,  использования материала формы с высоким коэффициентом теплопроводности  и малым коэффициентом теплоемкости. Из современных материалов,  допустимых для использования в качестве формовочных,  такими свойствами обладают  различные виды графита, особенно графен, и в некоторых случаях,  для легкоплавких аморфных сплавов - чистая медь.  В качестве окружающей среды можно использовать нейтральные криогенные жидкости, например, жидкий азот.  Условия интенсификации теплоотдачи требуют создания определенных режимов кипения криогенных жидкостей, которые создаются интенсивным перемешиванием. Все это требует создания определенного класса литейных установок  способных реализовать технологический процесс получения фасонных микроотливок.

 

Реализуемость проекта

Реализуемость проекта
Расчеты показывают[5], что необходимые скорости охлаждения для получения аморфных отливок с толщиной стенки порядка 1-2 мм из типичных аморфных сплавов в графитовой форме при охлаждении жидким азотом и в медную, предварительно охлажденную форму вполне возможно. Развитие проекта намечается по пути отработки оптимальных технологических режимов и в проектировании литейных установок для реализации технологии.

 

Ссылки

Ссылки по проекту
1. Аморфные металлы. Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К./Под ред. Масумото Ц. - М.: Металлургия, 1987. - 328 с.

2. Michiaki Yamasaki, Shinya Kagao, Yoshihito Kawamura. Thermal diffusivity and conductivity of Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass. Scripta Materialia 53 (2005) 63-67.

3. A. Inoue. Stabilization of Metallic Supercooled Liquid and Bulk Amorphous Alloys. Acta mater. 48 (2000).: 279-306.

4. K.Q.Qiu and Y.I. Ren. Melt Infiltration Casting of Zr57Al10Nb5Cu15.4Ni12.6. J. of Minerals & Materials Characterization. 2004, Vol. 3. No 2., pp 119-133

5.  А.Ю. Коротченко, С. Поляков, Ю. Баст, Ю.О. Фокин, Л.В. Пастухов.  Режимы охлаждения, обеспечивающие получение отливок с аморфной структурой.  Журнал Литейное производство, 36  № 1/2013,  31-36

 
 
След. »

Краткие новости

В разделе "Проекты -->Инженерные расчеты " опубликованы материалы по некоторым выполненым инженерным расчетам.
 

Mobilis


Tasori