Самарские ученые повысили качество сплавов за счет металлических отходов
Снижения себестоимости литых заготовок металлических изделий при одновременном повышении их качества добились добавкой отходов исследователи Самарского государственного технического университета (СамГТУ), 30 января сообщает Минобрнауки России.
Изготовление фасонных литых заготовок из первичных металлов является дорогостоящей процедурой, себестоимость которой можно снизить, применяя в качестве лигатуры (основного компонента сплава) металлические отходы, образующиеся при производстве.
Специалисты Самарского политеха под руководством декана факультета машиностроения, металлургии и транспорта, доктора технических наук Константина Никитина исследовали свойства двух видов сплавов — алюминий-кремний-магний (Al-Si-Mg) и алюминий-магний Al-Mg), которые они изготовили из двух вариантов исходной смеси компонентов (шихты). Первый вариант представлял собой шихту из первичных металлов, а второй — из металлических отходов.
В сплаве Al-Si-Mg они заменили чистый алюминий проволокой, а вместо чушковой лигатуры использовали отходы в виде алюминиевых банок. Для сплава Al-Mg были использованы отходы двух видов: литые и деформированные в виде пластин.
Проведенные эксперименты показали превосходство сплавов с применением отходов над традиционными по физико-механическим показателям. Ученые объяснили этот феномен структурной наследственностью металлов и сплавов.
«При переплавке отходов, например баночных, по традиционным технологиям выход годного металла не велик. Но так как в свое время при изготовлении они прошли сильное деформационное воздействие, то характеризуются мелкодисперсной структурой, которую нам удалось сохранить и через расплавленное состояние транслировать в твердую фазу, то есть в литое изделие», — пояснил Константин Никитин.
Увеличив количество деформируемых отходов определенного вида, ученые, во-первых, сократили использование дорогостоящей лигатуры, а во-вторых, повысили физико-механические свойства сплава, даже по сравнению со сплавами, полученными из первичных шихтовых материалов, за счет формирования в нем мелкодисперсных фазовых составляющих.
Таким образом, ученые СамГТУ добились снижения себестоимости литых изделий и повышения срока их службы и эксплуатационной надежности. Разработанный ими на уровне технологических инструкций метод уже внедрен в научную и производственную деятельность Центра литейных технологий Самарского политеха.
Как рассказал Константин Никитин, по новой технологии университет производит ряд продуктов для предприятий России. «В 2022 году мы произвели 800 кг припоев на основе алюминия для одного московского предприятия, а также направили пилотные партии отливок ответственного назначения для предприятий из Самары и Пензы», — сообщил он.
Технологические рекомендации ученых позволяют снизить брак алюминиевого литья на производстве и уменьшить себестоимость литья за счет использования отходов.
В дальнейших планах научного коллектива проведение аналогичных исследований по отработанной методике для титановых и жаропрочных сплавов, что особенно актуально для аэрокосмической отрасли.
