ПРЕССОВАНИЕ СЛИТКОВ ИЗ СПЛАВА 01417, ПОЛУЧЕННЫХ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ, НА УСТАНОВКЕ CONFORM

Известно, что литьем длинномерных слитков малого сечения (∅8–12 мм) из сплава 01417 в электромагнитный кристаллизатор достигается получение дисперсной структуры с незначительной внутридендритной ликвацией. В результате гомогенизационного отжига слитков (t = 550 °С, время выдержки 4–5 ч) устраняется внутрикристаллитная ликвация и понижается уровень внутренних напряжений в металле, что обеспечивает условия для последующего волочения проволоки. В работе показано, что способом, позволяющим реализовать большие пластические деформации слитков без применения гомогенизационного отжига, может быть непрерывное прессование Conform, которое обеспечивает высокое качество и точность геометрических размеров изделий. На основании анализа разновидностей конструкции установок Conform выявлен их характерный недостаток – отсутствие связи между системой крепления неподвижной части разъемного контейнера (башмака) с валом приводного колеса, что приводит к повышенной на него нагрузке в рабочем режиме. Цель работы состояла в модернизации установки Conform путем создания связи между башмаком и валом рабочего колеса и получении качественной заготовки для последующего волочения проволоки из слитка ∅12 мм, отлитого в электромагнитный кристаллизатор. Установлена оптимальная температура экструдирования слитка (300 °С), исключающая интенсивное налипание деформируемого металла на поверхность инструмента. Опытный пруток ∅5 мм из сплава 01417, полученный на установке Conform из слитка ∅12 мм, отлитого в электромагнитный кристаллизатор, обладает высокой технологической пластичностью. Об этом свидетельствует повышение его предела текучести и относительного удлинения. Металлографические исследования показали, что в отпрессованном прутке достигнута мелкозернистая структура, обеспечивающая условия для последующего волочения проволоки без отжигов. Результаты работы дают основание для отработки технологических режимов получения на установке Conform калиброванной заготовки с последующим волочением проволоки с требуемыми свойствами.

электромагнитный кристаллизатор, установка Conform, непрерывная экструзия металлов, сплав 01417, разъемный контейнер

1. Evans J. The use of electromagnetic casting for Al alloys and other metals // JOM. 1995. Vol. 47 (5). P. 38—41.

2. Yu-bo Z., Jian-Zhong Cui, Dan Mou, Qing-feng Zhu, Xiang-jie Wang, Lei Li. Effect of electromagnetic field on microstructure and macrosegregation of flat ingot of 2524 aluminium alloy // Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2014. Vol. 2. P. 132—134.

3. Стеценко В.Ю. Механизмы процесса кристаллизации металлов и сплавов // Литье и металлургия. 2013. No. 1. С. 48—54.

4. Сидельников С.Б., Горохов Ю.В., Беляев С.В. Инновационные совмещенные технологии при обработке металлов // Журн. СФУ. Сер. Техника и технологии. 2015. Т. 8. No. 2. С. 185—191.

5. Морозов А.А. Непрерывное прессование способом «Конформ» // Инновационная наука. 2015. No. 12-2. С. 104—105.

6. Баузер М., Зауер Г., Зигерт К. Прессование: Справ. рук-во / Пер. с нем. под ред. В.Л. Бережного. М.: АЛЮМСИЛ МВиТ, 2009.

7. Goodes I.M. Continuous extrusion by the Conform process // Wire Ind. 1975. Vol. 501. Р. 677—678.

8. Шеркунов В.Г., Горохов Ю.В., Константинов И.Л., Катрюк В.П., Иванов Е.В. Использование способа Конформ для переработки стружки из алюминиевых сплавов // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2015. No. 3. С. 60—63.

9. Yun X.-B., Yao M.-L., Wu Y., Song B.-Y. Numerical simulation of continuous extrusion extending forming under the large expansion ratio for copper strip // Appl. Mechan. Mater. 2011. Vol. 80-81. P. 91—95.

10. Raab G.I., Raab A.G., Shibakov V.G. Analysis of shear deformation scheme efficiency in plastic structure formation processes // Metalurgija. 2015. Vol. 54. No. 2. P. 423—425.

11. Semenova I.P., Polyakov A.V., Raab G.I., Lowe T.C., Valiev R.Z. Enhanced fatigue properties of ultrafine-grained ti rods processed by ECAP-Conform // J. Mater. Sci. 2012. Vol. 47. No. 22. P. 7777—7781.

12. Zhou T.G., Jiang Z.Y., Wen J.L., Li H., Tieu A.K. Semi-solid continuous casting—extrusion of AA6201 feed rods // Mater. Sci. Eng. 2012. Vol. 8. P. 108—114.

13. Горохов Ю.В., Тимофеев В.Н., Беляев С.В., Авдулов А.А., Усков И.В., Губанов И.Ю., Авдулова Ю.С., Иванов А.Г. Прессовый узел установки conform для непрерывного прессования цветных металлов // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2017. No. 4. С. 69—75.

14. Аборкин А.В., Елкин А.И., Бабин Д.М. Особенности изменения энергосиловых параметров, температуры и гидростатического давления при непрерывном прессовании некомпактного алюминиевого материала // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2015. No. 6. С. 23—29.

15. Fu-rong Cao, Jing-lin Wen, Hua Ding, Zhao-dong Wang, Ying-long Li, Ren-guo Guan, Hui Hou. Force analysis and experimental study of pure aluminum and Al–5%Ti–1%B alloy continuous expansion extrusion forming process // Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2013. Vol. 23. P. 201—207.

16. Yun X.-B., Yao M.-L., Zhao Y., Yang J.-Y., Li B., Song B.-Y. Effect of the preventing mould and die structure on continuous extrusion deforming under large expansion ratio // Suxing Gongcheng Xuebao: J. Plastic. Eng. 2011. Vol. 18. No. 4. P. 1—5.

17. Горохов Ю.В., Беляев С.В., Усков И.В., Константинов И.Л., Губанов И.Ю., Горохова Т.Ю., Храмцов П.А. Применение процесса совмещенного литья — прессования при изготовлении алюминиевой проволоки для пайки волноводов // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2016. No. 6. С. 65—70.

18. Mitka M., Gawlik M., Bigaj M., Szymanski W. Continuous rotary extrusion (CRE) of flat sections from 6063 alloy // Key Eng. Mater. 2015. Vol. 641. P. 183—189.

19. Popescu I.N., Bratu V., Rosso M., Popescu C., Stoian E.V. Designing and continuous extrusion forming of Al— Mg—Si contact lines for electric railway // J. Optoelect. Adv. Mater. 2013. Vol. 15. P. 712—717.

20. Zhao Y., Song B.-Y., Yun X.-B., Pei J.-Y., Jia C.-B., Yan Z.-Y. Effect of process parameters on sheath forming of continuous extrusion sheathing of aluminum // Trans. Nonferr. Met. Soc. China (Eng. Ed.). 2012. Vol. 22 (12). P. 3073—3080.

21. Erdmann M. Continuous extrusion process // Kautschuk Gummi Kunststoffe. 2012. Bd. 65. S. 16—19.

22. Fan Z.X., Song B.Y., Yun X.B., Mohanraj J., Barton D.C. An analysis of the contact stress distribution at the surface of the tooling during the Conform process: Proc. Institution of Mechanical Engineers. Pt. E // J. Process Mechan. Eng. Vol. 223 (4). P. 243—250.