Дисертація присвячена розробці, вдосконаленню та реалізації прогресивних технологічних прийомів та обладнання для управління якістю литва під низьким тиском алюмінієвих сплавів, заснованих на використанні зовнішніх технологічних впливів.
З метою створення наукових та технологічних засад використання зовнішніх технологічних впливів при литті алюмінієвих сплавів для підвищення якості відливок та поліпшення техніко-економічних показників процесу одержання лиття були встановлені закономірності, механізми впливу основних технологічних факторів на механічні властивості виливків зі сплаву АК7ч. Побудовані рівняння регресії, які відображають залежність механічних властивостей зразків із сплаву АК7ч від додаткового тиску (P = 100 КПа, 200 КПа, 400 КПа, 600 КПа, 900 КПа). При цьому встановлено, що надлишковий тиск від 200 до 600 КПа незначно підвищує показник твердості, в той час як від 600 до 900 КПа відбувається відчутне підвищення на 30%. Межа міцності у зразків, які отримані з величиною тиску при кристалізації 600-900 КПа підвищується на 23%.
Встановлені закономірності впливу кількох металопроводів при заливці в багатомісну форму на утворення усадкових рихлот, усадкових раковин і, відповідно, герметичність. Знайдена залежність розташування усадкових дефектів від різних методів підведення металу. При цьому визначено, що при бічному підводі металу в виливок відбувається більш значне його охолодження в протяжній ливниковій системі, що призводить до зменшення ефективності живлення виливки під час твердіння. Крім того, застосування для заливки двухмісного кокілю зменшило перегрів кокілю внаслідок більш рівномірного розподілу тепловіддачі від рідкого металу до форми.
Встановлені закономірності впливу зонального охолодження на швидкість затвердіння виливків. Показано, що при товщині виливки 0,02 м із застосуванням зонального охолодження як мідним вкладишами, так і зонального охолодження водою отримана щільна структура металу при максимальному радіусі місцевого потовщення 0,02 м, твердість при охолодженні мідної вставки становить 1117 МПа, а при застосуванні водяного охолодження 1019 МПа, тобто при застосуванні охолодження місцеве потовщення має велику швидкість затвердіння, ніж перетин виливки без потовщення, завдяки чому і забезпечується спрямоване затвердіння. При товщині виливки 0,015 м і радіусі місцевого потовщення 0,02 м, тільки охолодження мідної вставкою дає твердість структури в місцевому потовщенні більше, ніж середня твердість виливки. При водяному охолодженні твердість в місцевому потовщенні нижче ніж середня, але в обох випадках вона вище допустимої по ТУ (по ТУ згідно роботі для АК7ч НВ = 686 МПа). У виливках з товщиною стінки 0,01 м, при радіусах місцевих потовщень 0,02; 0,015 м; твердість в потовщених навіть із застосуванням водяного охолодження і охолодження мідними вставками нижче середньої твердості виливки. При цьому встановлено, що швидкість падіння температури в інтервалі кристалізації Тлік = 620 оС і Тсол = 577 оС для охолодження за допомогою мідних вставок складає 43 оС/с, при водяному охолодженні 22 оС/с, без охолодження – 16 оС/с.
Встановлені закономірності впливу тиску при кристалізації на структуроутворення виливки по її висоті. Спостерігається подрібнення зерна від нижньої частини виливки до верхньої, що забезпечує принцип спрямованого затвердіння. Досліджено, що величина тиску при кристалізації впливає на кінетику затвердіння. Отримані експериментальні дані свідчать про інтенсивне скорочення часу початку дендритної кристалізації, загального часу затвердіння. За експериментальними кривими були отримані кінетичні криві проходження фронту затвердіння по висоті виливка при різних значеннях Р.
При аналізі експериментальних даних використовували регресійної-кореляційний аналіз і методи математичної статистики. Для оцінки герметичності та механічних властивостей алюмінієвих виливків, одержаних з алюмінієвих сплавів під низьким тиском з використанням надлишкового тиску при кристалізації, адаптовані стандартні методи. Для відпрацювання технологічного процесу лиття алюмінієвих сплавів під низьким тиском створено експериментальний стенд.
Результати дослідження доповнюють теорію лиття під низьким тиском.
