Об изменениях в субструктуре и структуре алюминиевого кокиля в процессе эксплуатации

Исследование температурного поля водоохлаждаемого алюминиевого кокиля с анодированной рабочей поверхностью показало, что при заливке жидкого металла происходит быстрый нагрев внутренней части стенок кокиля со скоростями 40-50 град/сек до температур 300-320 °С. С другой стороны наружная сторона стенок охлаждается со скоростями 15- 20 град/сек за счет циркуляции проточной воды. Поэтому в процессе эксплуатации кокиль испытывает действие циклических термических ударов. Это подобно тому, как если бы кокиль подвергали циклической термообработке с большими скоростями нагрева с последующим быстрым охлаждением без выдержек при максимальной температуре. Количество таких термических ударов зависит от числа заливок и может достигать нескольких тысяч.

Указанные условия эксплуатации приводят к образованию в материале кокиля значительных термических напряжений, обусловленных наличием резких температурных перепадов! Это в свою очередь приводит к возникновению необратимых изменений в субструктуре и структуре формы. Эти изменения накапливаются по мере увеличения числа заливок, являясь одной из причин образования усталостных трещин. Образование трещин на рабочей поверхности — причина выхода кокиля из строя. Поэтому срок службы кокиля будет зависеть от того, как велика его термостойкость. Следовательно, первостепенной задачей нужно считать изыскание способов повышения термостойкости алюминиевых литейных форм, чтобы добиться высокой эффективности литейного производства при одновременном сохранении высокого качества кокильных отливок.

Ответы на поставленные вопросы может дать изучение изменений, происходящих в тонкой структуре и структуре материала формы в процессе термических ударов, подобных тем, которые имеют место в процессе эксплуатации. Такие данные позволят выявить причины необратимых изменений в структуре, а также изыскать возможность повышения устойчивости структуры к циклическим термоударам, которые являются основной причиной образования усталостных трещин и выхода из строя алюминиевых литейных форм.