Устройство, улавливающее окисные, шлаковые и другие включения в объеме и на поверхности слитков алюминиевых сплавов для повышения их качества, разработали и запатентовали ученые Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ»), 9 сентября сообщает пресс-служба вуза.

Проведенные исследования устройства доказали, что его использование в емкости для застывания расплава значительно снижает содержание в нем окислов, шлаков и иных вредных примесей. Это происходит за счет так называемого улавливающего кольца, пояснил директор центра коллективного пользования (ЦКП) «Технологии и Материалы НИУ „БелГУ“ Дамир Тагиров.

Современная промышленность предъявляет высокие требования к механическим свойствам, физическим и химическим характеристикам продуктов литейного производства. Как поясняют ученые, эксплуатационные параметры металлических изделий напрямую зависят от химического состава исходных слитков сплавов.

Алюминий и его сплавы являются одними из самых распространенных при изготовлении прочных изделий с малой массой и высокой коррозийной стойкостью. Они используются и в пищевой промышленности для изготовления, в том числе, пищевой фольги, форм для запекания и облицовки прилавков, и в строительстве (некоторые конструкционные элементы, кровля и др.), и в автомобилестроении, а также в авиационной и космической промышленности.

При производстве слитков алюминиевых сплавов их компоненты могут реагировать с кислородом воздуха с образованием окислов. Присутствие окислов в конечном изделии из сплава строго регламентируется соответствующими нормативными документами конкретной отрасли.

Устройство, которое разработали и запатентовали специалисты НИУ «БелГУ», концентрирует все нежелательные примеси в расплаве на улавливающем кольце и не допускает их попадания в толщу формирующегося слитка. Одновременно это кольцо придает слиткам более правильную форму.

Дамир Тагиров рассказал о преимуществе предложенного устройства, которое «заключается в том, что улавливающее кольцо выполняется цельным, а также на него устанавливается система центровки в виде пружины из проволоки. Это заставляет всплывающие окисные, шлаковые и другие включения, плотность которых ниже плотности расплава, оставаться внутри кольца».

По словам директора ЦКП, цельное кольцо с установленной на нем пружиной из нихромовой проволоки, оказывая на поверхность расплава давление, не позволяет формироваться всплескам и ряби в кристаллизаторе, что благоприятно сказывается на формировании мениска — искривления свободной поверхности сплава при ее соприкосновении с твердым телом.

В результате, как уточнил Тагиров, в слитке содержание окисных, шлаковых и других включений уменьшается на 50–70%, а также у него формируется более гладкая и ровная поверхность, что всё вместе позволяет получать слитки более высокого качества.

Разработку сотрудников ЦКП НИУ «БелГУ» отличает от известных аналогов высокая конструкционная прочность и жаростойкость, выдерживающая температуру литья алюминиевых сплавов. Кроме того, созданное ими устройство, обладая оптимальной теплоемкостью, не понижает температуру расплава, что препятствует остыванию, кристаллизации и налипанию на нем расплава.