Рассмотрены возможности повышения эффективности технологии производства алюминиевых композиционных лигатур и сплавов на основе модифицирования частицами из карбида кремния, полученного из отходов боковой футеровки алюминиевых электролизеров, что обеспечивает получение заготовок и изделий с высоким уровнем механических свойств и пластичности. Выявлены рациональные условия смачиваемости частиц карбида кремния и покрытия их поверхности магнием, это влияет на равномерность распределения в алюминиевой матрице, а также обусловливает действие механизмов и кинетику формирования однородной структуры при получении композитной алюминиевой лигатуры. В работе использованы современные методы анализа с использованием современного аналитического оборудования, в частности анализатора площади поверхности Quantachrome Nova 3200e. Определен уровень смачиваемости и степень покрытия карбидокремниевых частиц после их механической обработки и после погружения в расплав магния. Равномерность распределения частиц в микрообъеме алюминиевой матрицы доказана при использовании рентгенофлуоресцентного спектрометра XRF-1800 (Shimadzu). Выполнены механические испытания образцов (предел прочности на растяжение, твердость, относительное удлинение) при согласовании структурных изменений на макро- и микроуровне, которые подтверждают улучшение характеристик при высоком значении смачиваемости частиц магнием в алюминиевой матрице. Результаты экспериментов показали, что разработанная технология является эффективной для получения равномерной дисперсии при внедрении армирующих частиц посредством магниевой лигатуры в алюминиевую матрицу. При повышении количества карбидокремниевых частиц наблюдается тенденция увеличения прочности и ударной вязкости, при этом наилучшие результаты получены при содержании магния 7-8% при наличии 18-20% карбидокремниевых частиц SiC.
The paper deals with the possibilities to improve the efficiency of the production technology of aluminum composite ligatures and alloys modified by silicon carbide particles produced from waste sidelining of aluminum electrolyzers. This enables the production of blanks and items with a high level of mechanical properties and plasticity. Rational wettability conditions of silicon carbide particles and their surface coating with magnesium are identified. The latter affects the distribution uniformity in the aluminum matrix as well as determines the mechanism action and formation kinetics of a homogeneous structure in the preparation of a composite aluminum ligature. The paper employs modern analysis methods using up-to-date analytical equipment, in particular Quantachrome Nova 3200e surface area analyzer. The level of wettability and the coating degree of silicon carbide particles is determined after their mechanical treatment and after their immersion in magnesium melt. The distribution uniformity of particles in the micro-volume of the aluminum matrix is proved by using XRF-1800 (Shimadzu) x-ray fluorescent spectrometer. Samples have been subjected to mechanical testing (tensile strength, hardnesschanical testing of samples, specific elongation) when agreeing structural changes at the macro and micro level which confirm the improved performance at a high value of particle wettability by magnesium in the aluminum matrix. The results of the experiments show that the developed technology is effective for obtaining a uniform dispersion when introducing reinforcing particles in the aluminum matrix by means of magnesium ligatures. The higher the number of silicon carbide particles - the higher the strength and impact toughness. The best results were obtained with the magnesium content of 7-8 % in the presence of 18-20 % of silicon carbide particles SiC.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.