автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Изучение закономерностей структурообразования при полунепрерывном литье, комплексном модифицировании, деформации и термообработке эвтектических силуминов с целью получения тонкостенных труб, проката и проволоки

На правах рукописи

Горбунов Дмитрий Юрьеви

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТРУКТУРООБРХ^ОВАНИЯ

ПРИ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕ, КОМПЛЕКСНОМ МОДИФИЦИРОВАНИИ, ДЕФОРМАЦИИ И ТЕРМООБРАБОТКЕ ЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ, ПРОКАТА И ПРОВОЛОКИ

Специальность 05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет цветных металлов и золота» (ГОУ ВПО «ГУЦМиЗ»)

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Сидельников Сергей Борисович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Корчагин Александр Иванович

Ведущая организация: ОАО «Всесоюзный институт легких сплавов»

Защита диссертации состоится «05» октября 2006г. в 12 часов (ауд.345л) на заседании диссертационного совета Д.212.095.02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет цветных металлов и золота» по адресу: 660025, г. Красноярск, пр. Красноярский рабочий, 95. Тел. (3912) 345183, факс (3912) 346311.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «ГУЦМиЗ»

Автореферат разослан « в?/*?*?^¿£у2006г. Ученый секретарь

кандидат технических наук, доцент Перебоева Августа Алексеевна

диссертационного совета

Е.В. Краснова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ*

Актуальность проблемы. Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины), обладающие структурной стабильностью в широком диапазоне температур эксплуатации, приемлемым уровнем физико-механических и коррозионных характеристик, а также хорошей износостойкостью, могут представлять интерес для различных отраслей промышленности не только в виде литых изделий, но и виде деформированных полуфабрикатов. Так, например, замена в большинстве конструкций теплообменных аппаратов в теплоэнергетике и в автомобильной промышленности медных изделий на алюминиевые почти в три раза снижает затраты на основные материалы для изготовления этих аппаратов при сохранении высокого уровня теплофизических характеристик. Область применения деформированных изделий из силуминов с содержанием кремния 12 - 13% может быть расширена за счет применения их для изготовления тонкостенных труб и листового проката, необходимых для изготовления автомобильных теплообменников, а также сварочной проволоки, используемой для пайки, например, волноводов в космической отрасли.

В настоящее время, несмотря на достаточно большое количество научных работ по проблемам глубокой переработки силуминов, состав освоенных алюминиево-кремниевых сплавов и технологий производства из них деформированных полуфабрикатов крайне ограничен и относится к узкоспециализированным направлениям развития промышленности. Это связано в основном с их низкой пластичностью при традиционных методах литья и ограниченной информацией о технологических возможностях модифицирования расплавов, применения операций термообработки в сочетании холодной и горячей пластической деформацией металла.

В связи с этим поиск новых алюминиево-кремниевых сплавов с различным содержанием легирующих элементов и технологий производства различных деформируемых полуфабрикатов и изделий из них на основе всестороннего изучения закономерностей структурообразования при их комбинированной обработке является актуальной задачей.

Представленная работа выполнялась в рамках программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (раздел «Производственные технологии»), гранта № 03-0196106 Российского фонда фундаментальных исследований, гранта № НШ-2212.2003.8 Президента РФ на поддержку молодых российских уче-

* Диссертация выполнена при научной консультации профессора, д.т.н. B.C. Биронта

ных и ведущих научных школ, краевых научно-технических программ комитета по науке и высшему образованию администрации Красноярского края «Создание мини-завода по производству длинномерных изделий (катанка и профильная продукция) из алюминиевых и медных сплавов», а также по договорам с ОАО «Красноярский металлургический завод по совместной программе «Исследования по выбору состава алюминиевых сплавов и разработке технологий производства из них тонкостенных деформированных полуфабрикатов для различных отраслей техники».

Цель и задачи исследования. Целью данной работы является создание комплекса технологических и технических решений для модульной технологии производства холоднодеформированных полуфабрикатов из эвтектических силуминов, характеризующихся достаточным уровнем востребованных промышленностью специальных физико-механических свойств, на основе разработки способов повышения пластичности литых заготовок, исследования их реологических характеристик и оптимизации условий деформационной и термической обработки.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи.

1. Исследование закономерностей формирования структуры и механических свойств эвтектических силуминов систем Al-Si, Al-Si-Ni, Al-Si-Mg и Al-Si-Cu-Mg-TIM (ПМ - переходные металлы) при комплексном воздействии на расплав эффективных модификаторов и повышенных скоростей охлаждения, реализуемых в условиях полунепрерывного литья цилиндрических заготовок.

2. Изучение влияния режимов отжига заготовок и температур-но-скоростных параметров их деформации на изменение реологических характеристик опытных сплавов и выбор на этой основе промышленно приемлемых технологических параметров термической обработки и формоизменения литых заготовок.

3. Исследование закономерностей формирования структуры и свойств силуминов при переработке литых заготовок в горяче- и холод-нодеформированные полуфабрикаты и разработка на этой основе технологических режимов их производства.

4. Изучение структурных изменений при отжиге, закалке и старении холоднодеформированных полуфабрикатов из опытных алюми-ниево-кремниевых сплавов и разработка режимов их термической обработки.

5. Создание программного обеспечения и автоматизации процесса проектирования технологии горячей и холодной обработки опытных атоминиево-кремниевых сплавов.

6. Разработка и опытно-промышленное освоение технологии производства тонкостенных полуфабрикатов из алюминиево-кремниевых сплавов, предназначенных для использования в виде сварочных и упаковочных материалов, а так же тонкостенных труб для теплообменных аппаратов.

7. Проведение натурных эксплуатационных и технологических испытаний полуфабрикатов в промышленных условиях потенциальных потребителей.

Научная новизна работы.

1. Показано, что формирование наиболее тонкодифференциро-ванной структуры достигается в результате комплексного модифицирования титаном, бором, стронцием, бериллием марганцем, определены оптимальные качественные и количественные сочетания компонентов и модифицирующих добавок.

2. Доказана возможность получения из исследуемых сплавов крупногабаритных литых заготовок с уровнем пластичности, обеспечивающим их горячее формоизменение с высокими степенями деформации.

3. Впервые исследованы закономерности изменения реологических свойств заготовок комплексно модифицированных эвтектических силуминов с тонкодифференцированной структурой.

4. Установлены закономерности изменения структуры и механических свойств комплексно модифицированных силуминов при пластической деформации с нагревом и в холодном состоянии и на этой основе разработаны параметры их пластической и термической обработки, обеспечивающие формирование повышенных эксплуатационных и технологических характеристик.

5. Впервые получены зависимости, описывающие изменение сопротивления деформации комплексно модифицированных силуминов в широком диапазоне варьирования условий деформации.

Практическая ценность работы.

1. Предложен комплекс технологических решений, на базе которых разработаны технологии получения высокопластичных непрерывно литых заготовок из эвтектических силуминов и технологические схемы переработки их в тонкостенные полуфабрикаты с высокими эксплуатационными и технологическими характеристиками.

2. Разработаны технологические режимы производства тонкостенных холоднодеформированных полуфабрикатов из комплексно модифицированных алюминиево-кремниевых сплавов, обеспечивающие при заданных температурно-скоростных параметрах процессов регламентированную структуру и комплекс физико-механических характеристик, открывающий новые области их применения.

3. Созданы математические модели и алгоритмы проектирования на ЭВМ технологии производства прессованных полуфабрикатов из алюминиево-кремниевых сплавов, внедренные в учебный процесс на кафедре «Обработка металлов давлением» ГОУ ВПО «ГУЦМиЗ».

Реализация работы в промышленности.

Результаты работы внедрены на экспериментальном участке Научно-технического центра ООО «Красноярский металлургический завод» (НТЦ ООО «КраМЗ») в виде способа литья сплошных и полых цилиндрических слитков из алюминиево-кремниевых сплавов в кристаллизаторы с тепловыми насадками с применением комбинированного модифицирования расплава лигатурами Al-Ti-B, Al-Sr, Al-Be. Разработана технологическая инструкция на получение сварочной проволоки из сплава A1SÜ2 и технические условия на ее поставку, а также дополнения к действующим технологическим инструкциям на производство тонкостенных полос и труб из алюминиево-кремниевых сплавов. Получены опытно-промышленные партии сварочной проволоки диаметром 1,2 мм и 2,0 мм, рулонного проката размером 30x1 мм и холоднокатаных труб размером 019x1 мм, прошедшие опробования в условиях предприятий-заказчиков, таких, как

ФГУП НПО «Прикладная механика» (г. Железногорск), ОАО «Бугурус-ланский завод «Радиатор» (г. Бугуруслан), ООО «Электромонтажком-плект», ОАО «СВЭМ» (г. Красноярск) и др.

Публикации и апробация работы.

Основные положения диссертационной работы изложены в 10 печатных работах и обсуждены на ежегодных традиционных Всероссийских научно-исследовательских конференциях Государственного университета цветных металлов и золота с 2000 по 2006 г.г.; на ежегодных Международных конференциях «Алюминий Сибири» (г. Красноярск), на Всероссийских научно-исследовательских конференциях «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика» (г. Красноярск 2000 - 2005 гг.).

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Содержит 170 страниц машинописного текста, включая 43 рисунка, 41 таблицу, библиографический список из 105 наименований и 5 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулирована цель диссертационной работы.

В первой главе рассмотрено современное состояние производства полуфабрикатов из алюминиево-кремниевых сплавов.

Показано, что,' несмотря на широкую распространенность и относительную дешевизну, деформированные полуфабрикаты из алюминие-во-кремниевых сплавов, получаемые традиционными технологиями производства, применяются крайне ограниченно — в основном в виде сварочной проволоки, содержащей от 5 до 10 % кремния, листовых припоев и штампованных заготовок поршней для кондиционеров, двигателей внутреннего сгорания и других агрегатов.

Одной из основных причин ограниченного применения силуминов в виде глубоко деформированных полуфабрикатов является их гетеро-фазная структура, в которой содержатся некогерентные с алюминиевой матрицей кристаллические образования с преимущественно ковалент-ным характером связи (включения кремния и железосодержащих фаз) и поэтому имеющие форму пластинчатых или игольчатых включений. Последние, в свою очередь, являются концентраторами напряжений и инициаторами трещинообразования, что существенно снижает пластичность силуминов и ограничивает возможности производства тонкостенных полуфабрикатов из них методами обработки давлением.

В то же время, обзор публикаций и исследование патентных разработок за последние 20 лет, свидетельствует о неоднократных попытках разработки составов и технологий формоизменения эвтектических и за-эвтектических алюминиево-кремниевых сплавов с целью производства листов для пайки, профилей, полос, труб, штамповок и других деформированных полуфабрикатов. При этом в качестве базовых систем легирования для разработки составов новых сплавов отечественными и зарубежными учеными используются, как правило, системы Al-Si, Al-Si-N¡, Al-Si-Cu-Mg-IIM и другие более сложные системы легирования.

' С учетом выявленных тенденций развития методов совершенствования структуры алюминиево-кремниевых сплавов и основных направлений повышения эффективности производства деформированных полуфабрикатов из них выполнен анализ современного уровня теории и технологии комплексного модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, структурных изменений в заготовках из них при термическом и деформационном воздействии и поставлены задачи по их исследованию и промышленному развитию.

Во второй главе приведено обоснование выбора материалов для исследований, характеристики оборудования, использованного при проведении экспериментов, а также методики исследования структуры и свойств слитков из опытных силуминов, получаемых в условиях скоростей охлаждения, свойственных процессам полунепрерывного литья сплошных и полых слитков, а также условиям деформации литых заготовок.

Исходя из поставленной задачи расширения номенклатуры деформируемых силуминов и областей их практического применения в виде тонкостенных полуфабрикатов, обоснован выбор в качестве базовых объектов исследования сплавов, приведенных в таблице 1,

Таблица 1. Химические составы исследуемых сплавов

Сплав Содержание компонентов, %

81 Ре Си Мп ме № Т1 Бг

А15П2 11,6 0,20 0,007 0,02 0,037 0,011 0,03 0,022

А15П 1№ 10,5 0,15 0,007 0,11 0,037 1,00 0,07 0,03

А1817,5М§0,45 7,5 0,18 0,007 0,018 0,45 0,004 0,11 0,028

А15П1Си0,41У^ 0,2(Ре,№,Мп)1,5 10,9 0,7 0,39 0,5 0,23 0,28 0,042 0,027

Л15П 1Си0,5\% 0,6(Ре,№,Мп)0,8 11,6 0,16 0,53 0,28 0,62 0,34 0,051 0,027

Выбор сплава А15П2 в качестве материала для сварочной проволоки обусловлен более низкой по сравнению со сплавами СвАК5 и СвАКЮ температурой плавления, что обеспечивает ряд технологических преимуществ при изготовлении паяных конструкций и их эксплуатационные преимущества. Сплав типа А1Б17,5М£0,45 при решении проблемы получения холоднодеформированных полуфабрикатов по уровню прочностных свойств и экономическим соображениям представляется вполне конкурентоспособным в качестве упаковочного материала для обвязки пакетов чушки из сплава А356.2 при сравнении с применяемым за рубежом сплавом 6082 (система Сплав А15П1№ представляет интерес, как наиболее простой по химическому составу и экономичный теплостойкий материал, к тому же обладающий повышенной износсь стойкостью. Сплавы системы А1-51-Си-]\^-ПМ, отличающиеся концентрацией тугоплавких элементов, выбраны в качестве объектов исследования с целью оценки возможности получения наиболее теплостойких тонкостенных полуфабрикатов для сложных условий эксплуатации.

В качестве модификаторов структуры опытных сплавов при проведении работы использованы:

-для измельчения зеренной структуры сплавов — лигатура А1-5%ТМ%В;

-для диспергирования эвтектики - лигатура А1-10 %5г,;

-для изменения морфологии фаз кремния и AI,Fe - лигатуры AI -2% Ве и Al - 20 % Мп.

При проведении работы перечисленные лигатуры использовались в различных комбинациях и пропорциях в зависимости от химического состава и предполагаемого назначения опытных сплавов.

В третьей главе представлены результаты исследования комплексного воздействия модифицирования и скорости охлаждения на формирование структуры и физико-механических свойств сплошных и полых слитков полунепрерывного литья из опытных сплавов и изменения структуры и реологических характеристик опытных силуминов при термической и деформационной обработке.

При решении поставленных задач на экспериментальном участке НТЦ ООО «КраМЗ» на отливках, полученных литьем в металлический кокиль, проведена оценка наиболее приемлемой концентрации элементов-модификаторов, изучено влияние температурно-скоростных параметров литья сплошных и полых слитков различных размеров и параметров их отжига на их структуру и физико-механические свойства заготовок для последующей обработки давлением.

Показано, что при литье слитков из эвтектических сплавов без применения модификаторов по границам дендритов a-твердого раствора располагается грубоигольчатая эвтектика a+Si, по сечению которой часто наблюдаются включения единичных кристаллов первичного кремния. Введение в расплав лигатур A15TÍ1B и AI-10 Sr, а при повышенном содержании железа дополнительно А1-Ве и А1-Мп, кардинально меняет структуру слитков.

Установлено, что введение в расплав 0,03-0,l%Ti, 0,003-0,007% В, 0,02 - 0,03% Sr, а в ряде случаев и 0,02-0,05% Ве в совокупности с легированием марганцем в пределах до 0,1-0,5% и эффективным охлаждением при полунепрерывном литье слитков обеспечивает измельчение зе-ренной структуры заготовок, формирование тонкодифференцированной эвтектики и практическое отсутствие железистой фазы игольчатой формы, отрицательно сказывающейся на пластичности всех сплавов в литом состоянии. Варьирование температурой расплава в диапазоне 710 - 760°С и скоростями литья слитков в диапазоне от 70 до 130 мм/мин практически не сказываются на устойчивости процесса литья слитков и их структуре и свойствах.

Следует отметить, что при принятом подходе уровень прочностных характеристик слитков двойного алюминиево-кремниевого сплава A1SÍ12 и более легированных сплавов существенно выше, чем фасонных отливок аналогичного химического состава.

Для снятия внутренних напряжений литейного происхождения и повышения однородности структуры опытных сплавов целесообразно

применение высокотемпературного отжига. С целью выбора параметров отжига слитков из опытных сплавов проведен анализ диаграмм структурного состояния, опубликованных данных по термической обработке известных литейных сплавов, высокотемпературные испытания на растяжение литых образцов и исследованы закономерности изменения основных физико-механических свойств заготовок в зависимости от продолжительности их выдержки при различных температурах. При выполнении этого этапа работы использованы слитки, подвергнутые отжигу по различным режимам, в лабораторных условиях и промышленных печах литейного производства Красноярского металлургического завода.

Полученные результаты показали, что отжиг заготовок обеспечивает повышение их пластических характеристик по сравнению с литым состоянием в 1,5 — 1,8 раз. Это связано не только со снятием внутренних напряжений и растворением фаз основных легирующих элементов, но и в значительной степени со сфероидизацией частиц кремния в эвтектике (рисунок 1). Слитки из исследуемых сплавов, приготовленных с применением комплексного модифицирования титаном, бором, стронцием (бериллием), отожженных по рекомендованным режимам в диапазоне температур обработки давлением обладает уровнем пластичности, соответствующим или даже превосходящим аналогичные характеристики традиционных деформируемых сплавов, например, таких как АД1, АМц,

Наибольший уровень пластических характеристик для сплавов систем Al-Si и Al-Si-Ni достигнут в диапазоне температур 530-550°С, сплава AlSi7MgO,45 - при 510-530 "С, а сложнолегированных сплавов системы Al-Si-Cu-Mg-ITM - при использовании ступенчатых режимов отжига, существенно отличающихся от режимов, рекомендуемых для традиционных литейных сплавов, продолжительностью процесса.

АД31.

а

б

а - Т=500°С, т=12часов; б - Т=550°С, т=9часов. Рисунок!. Влияние отжига на структуру сплава AISÍ12

Данные по изменению сопротивления деформации литых заготовок, полученные методами растяжения и сжатия цилиндрических образцов, показали, что для исследуемых эвтектических силуминов характерно нетрадиционное для алюминиевых сплавов изменение сопротивления деформации. Так, при температуре 400 °С наблюдается явное снижение а5 с ростом степени деформации, хотя при более высоких температурах в диапазоне 450 - 550°С характерна обратная тенденция. При этом повышение температуры испытаний от 400 до 450°С сопровождается резким уменьшением ст5 и последующим монотонным снижением его с дальнейшим повышением температуры.

Другим характерным отличием силуминов в исследуемом темпера-турно-скоростном диапазоне является отсутствие существенного упрочнения с ростом величины деформации. Это открывает возможность реализации больших пластических деформаций при горячей обработке слитков с получением промежуточных заготовок максимально приближенных по форме и размерам к конечным изделиям.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию закономерностей формирования структуры и свойств полуфабрикатов из алюминиево-кремниевых сплавов различных систем легирования при горячем формоизменении заготовок, при их холодной деформации и термической обработке. Для решения этой задачи в условиях прессового производства ООО КраМЗ проведена серия экспериментов с получением из слитков опытных сплавов различного вида полуфабрикатов, отличающихся, в основном, размерами и величиной деформации при их производстве.

При исследовании влияния параметров деформации на структуру и свойства силуминов установлено, что прочность получаемых деформированных заготовок значительно уступает аналогичным характеристикам литых заготовок. Связано это с изменением морфологии фаз кремния и снятием остаточных напряжений кристаллизационного характера, возникающих вследствие разных коэффициентов расширения (усадки) алюминиевой и кремниевой фазы.

Наряду с уточнением температурно-скоростных параметров деформации опытных эвтектических сплавов при проведении экспериментов установлена возможность производства из них изделий с высокими степенями деформаций (Х=625). Это подтвердило обоснованность применения комбинированного подхода измельчения литой структуры заготовок, для достижения у сплавов, традиционно применявшихся в виде литейных, оптимального соотношения пластических свойств и сопротивления деформации. Изучение структурных изменений при отжиге, закалке и старении холоднодеформированных полуфабрикатов из опытных алю-

миниево-кремниевых сплавов и разработка режимов их термической обработки проведена в лабораторных условиях НТЦ ООО «КраМЗ» с последующей проверкой полученных результатов в условиях опытно промышленного производства полуфабрикатов.

На основании результатов исследований, изложенных выше, сформулированы следующие основные принципы проектирования технологических процессов производства тонкостенных холоднодеформи-рованных полуфабрикатов из опытных алюминиево-кремниевых сплавов, использованные для разработки технологии производства опытно-промышленных партий проволоки, полос и тонкостенных труб.

1. Для сфероидизации эвтектических составляющих структуры и повышения технологичности сплавов при их обработке давлением целесообразно проведение высокотемпературных отжигов слитков при температурах, составляющих 0,85-0,95 Тщ, самой легкоплавкой составляющей. Время выдержки слитков в указанном интервале температур может назначаться в соответствие с действующими директивными документами в зависимости от диаметра слитков и объема обрабатываемой садки.

2. В соответствие с экспериментально построенными диаграммами пластичности горячую деформацию исследуемых сплавов целесообразно проводить в следующем диапазоне температур деформации Тд:

- Тд< (0,7-0,8)1™ при прессовании сплошных заготовок из сплавов систем Al-Si;

- ТД<0,7ТШ1 при прессовании труб с иглой из сплава системы Al-Si,, так как при превышении данной температуры не достигается удовлетворительного качества поверхности труб;

- при прессовании труб с иглой легированных сплавов систем типа Al-Si-Ni, Al-Si-Cu-Mg, Al-Si-Ni-Mg температура горячего деформирования должна составлять (0,9-0,95)Тпл;

- Тд<0,8 T^ при прессовании через рассекатель труб сплавов систем Al-Si;

3. Для сплавов системы Al-Si, Al-Si-Ni величина допустимой суммарной логарифмической деформации в холодном состоянии без проведения промежуточной термообработки составляет lnXs= 1,83. Сплавы системы Al-Cu-Mg-Si, могут подвергаться холодному деформированию со степенями суммарной логарифмической деформации lnXj;=l,6.

4. Для снятия внутренних напряжений в металле и повышения пластичности горячепрессованных заготовок при холодной деформации целесообразно проведение отжига по режимам:

- для сплавов системы Al-Si отжиг при температуре Тогж= (0,65-0,75) Тш„ далее выдержка т = 1-2 часа и охлаждение на воздухе;

- для сплавов системы Al-Si-Ni, отжиг после горячей деформации можно не производить;

- для легированных сплавов систем AI-S¡-Cu-Mg, необходи-

мо проведение ступенчатой термической обработки по режиму: первая ступень - Т=500°С, т=1 час; вторая ступень - Т=540°С, т=3 часа.

В пятой главе приведено описание системы автоматизированного проектирования технологии производства полуфабрикатов из алюминия и его сплавов, и изложены результаты промышленных испытаний изделий, полученных с использованием предложенных технологий.

Разработанная САПР (рис. 2) представляет собой программное обеспечение, которое позволяет решить комплекс задач по созданию маршрутно-

технологической карты. Система включает в себя ряд процедур, которые дают возможность осуществить имитационное моделирование различных видов операций ОМД (прессования, прокатки, волочения), а также выполнить расчёт параметров технологического процесса (формоизменения), энергосиловых параметров (усилие, момент), а также выбрать необходимый режим термообработки в зависимости от заданного уровня свойств конечного изделия. При создании программы использовались результаты аппроксимации данных испытаний механических свойств образцов исследуемых сплавов.

С применением разработанной САПР проведены расчеты, разработаны технологические схемы и реализованы в опытно — промышленных условиях ООО «Красноярский металлургический завод» технологические процессы производства сварочной проволоки, тонкостенных труб.

В результате проведения этих работ получены опытно-промышленные партии сварочной проволоки из сплава АН 251 диаметром 2,0 мм и 1,6 мм общим весом 235 кг, которые в нагартованном состоянии характеризовалась следующими механическими свойствами: ав = 259 -265,6 МПа; о0,2= 238 - 242,9 МПа; 5 = 4,2 - 6,4 %. Полученные опытно-промышленные партии проволоки были переданы для проведения испытаний ФГУП НПО «Прикладной механики» (г. Железногорск) и ОАО «Бугурусланский завод «Радиатор» (г. Бугуруслан). Использование проволоки диаметром 1,6 мм в качестве припоя для изготовления паяных волноводов летательных аппаратов из сплава А15П2 показало, что полученные образцы полностью удовлетворяют требованиям конструкторской документации. При этом установлено, что проволока опытной партии обеспечивает стабильное проведение процесса распыления и получение после спекания качественных отопителей для автомобиля ВАЗ 2105 и радиаторов охлаждения модели 3153, не уступающих по совокупности характеристик образцам, получаемым с применением проволоки импортного производства.

Рисунок 2. Принципиальная блок-схема алгоритма САПР

На основании полученных результатов испытаний сварочной проволоки:

- внесены дополнения по производству прессованных прутков из сплава АК12 (А18П2) в технологическую инструкцию ООО «КраМЗ»; разработаны, согласованы ООО «Электромонтажкомплект», ОАО «СВЭМ» и утверждены ООО «КраМЗ» технологические указания на волочение проволоки; разработаны и утверждены технические условия ТУ 1-808-

274-2003, по которым организована поставка проволоки - припоя для предприятий — заказчиков.

Расчет плановой экономической эффективности от внедрения процесса изготовления проволоки из сплава АК12 (А15П2), показал, что с учетом перспектив потребления сварочной проволоки, представленных основными потребителями, ООО «КраМЗ», ожидаемая годовая прибыль от реализации составит 2 344 572 рублей.

Для получения полосового проката из сплава А178Ю,5\^ использован технологический процесс, включающий операции прессования слитков в полосы размером 5x120 мм, холодной прокатки полос на стане Кварто-500 с одним промежуточным отжигом, продольной резки проката и упрочняющей термической обработки. Данные по результатам испытаний механических свойств полученных полос показали, что по прочностным свойствам лента из сплава А1517,5М§0,45 (состояние поставки Т6) соответствует.зарубежному аналогу из сплава 6082 (Т6), но несколько уступает ей по величине относительного удлинения. Полученная опытная партия ленты из сплава А1817,5К^0,45 удовлетворяет требованиям потребителя и передана для проведения эксплуатационных испытаний на ОАО КрАЗ.

Работы по получению тонкостенных холоднодеформированных труб для теплообменных аппаратов были проведены в рамках совместной программы, выполняемой ОАО «Сибирский теплотехнический научно-исследовательский институт ВТИ» и ООО «Красноярский металлургический завод». Трубы всех опытных партий успешно прошли испытания на раздачу конусом и сплющивание, на общую, расслаивающую, межкри-сталлитную коррозию, причем наилучшие результаты получены на образцах труб из сплава А18112, который по совокупности свойств представляется более перспективным материалом для теплообменных аппаратов, чем сплав АДЗ1.

Оценка уровня остаточных механических характеристик, результаты которой приведены на рисунке 3, показала, что практически у всех труб из исследуемых сплавов наиболее резкое уменьшение прочностных свойств происходит в первые 30 часов.

При последующей выдержке наблюдается общая стабильность свойств или незначительное монотонное их убывание с течением времени. Разупрочнение, происходящее при высокотемпературной выдержке^ связано в первую очередь с устранением искажений кристаллической решетки и снятием внутренних напряжений, порожденных при холодной деформации труб. При этом заметных изменений структуры труб из опытных сплавов при принятой продолжительности испытаний не установлено.

О 20 40 60 80 100 120 140

0 20 40 60 80 100 120 14С

Т,Ч

а,%

<•>

i-. -41

■ > 1

t 3

г

20 40 60 ВО 100 120 140 В

О 20 40 60 80 10 12 14 40 ООО

а, в - 150°С, б, г - 300°С, 1 -AlSil INi; 2 - A1S112; 3 - АД31.

Рисунок 3. Зависимость остаточных механических свойств труб из опытных сплавов размером 019x1 мм от времени выдержки при температуре 150 и 300°С

Часть изготовленных труб была подвергнута анодированию в промышленных условиях ООО «Сегал», а часть - микродуговому оксидированию на оборудовании лаборатории защитных покрытий института физики прочности и материаловедения СО РАН (г. Томск).

Полученные партии труб после проведения испытаний при моделированных условиях эксплуатации были переданы ОАО «СибВТИ» для установки в теплообменный пароводяной аппарат.

Таким образом, предложенные технологические схемы производства позволяют получать из новых сплавов полуфабрикаты, применение которых в перспективе позволит заместить аналоги из медных сплавов,

чем снизит себестоимость теплообменных аппаратов примерно в 2 - 2,5 раза. При этом в соответствие с расчетом плановой экономической эффективности внедрения производства труб, выполненным отделом инвестиционного проектирования ООО «КраМЗ», при объеме производства труб 100 тонн/год ожидаемая чистая прибыль должна составить 1 455, 47 тысяч рублей в год.

В заключении представлены основные выводы по работе.

1. Впервые на эвтектических сплавах систем легирования Al-Si, AI-Si-Ni, Al-Si-Cu-Mg-N¡ и Al-Si-Mg в опытно-промышленных условиях предложена и систематически исследована возможность повышения пластических характеристик литых заготовок, полученных методом полунепрерывного литья, за счет комбинированного воздействия на расплав современных эффективных модификаторов (Al-Ti-B, Al-Sr, Al-Be) и повышенных скоростей охлаждения, реализуемых в коротком кристаллизаторе с тепловой насадкой.

Доказана возможность получения из исследуемых сплавов крупногабаритных литых заготовок с уровнем пластичности, обеспечивающим их горячее формоизменение с высокими степенями деформации.

2. Исследованы закономерности изменения структуры и физико-механических свойств литых заготовок из сплавов систем Al-Si, Al-Si-N¡, Al-Si-Mg и Al-Si-Cu-Mg-ÜM при нагреве перед деформацией и показано, что для наиболее полной сфероидезации основных структурных составляющих, растворения неравновесных эвтектических составляющих и достижения максимального уровня пластических характеристик литых заготовок диаметром до 215 мм целесообразно проведение их отжига при следующих условиях:

-сплавы A112SÍ и Al-Si-Ni - нагрев в диапазоне температур 530-550°С с выдержкой не менее 6 часов;

-сплавы Al-Si-Mg - нагрев в диапазоне температур 510-530°С с выдержкой не менее б часов;

-сплавы систем Al-Si-Cu-Mg- ПМ - ступенчатый отжиг Iм ступень Т=510 - 515 °С, 2a* ступень Т=540°С, выдержка 3 и 1 час соответственно.

3. Установлены закономерности изменения пластичности литых и термически обработанных заготовок из сплавов исследуемых систем легирования в диапазоне параметров, характерных основным процессам обработки металлов давлением.

4. Экспериментально показано, что сопротивление пластической деформации литых и термически обработанных заготовок снижается в 22,5 раза при увеличении температуры деформации в диапазоне 350-500°С и практически мало зависит от величины пластической деформации у

верхней границы исследованного температурного интервала. Разработан комплекс математических моделей, описывающих изменение сопротивления деформации исследуемых сплавов от температуры и величины деформации, позволивший получить расчетные зависимости для определения основных геометрических параметров очага деформации и энергосиловых затрат на формоизменение заготовок.

5. Показано, что применение комплексного легирования алюми-ниево-кремниевых сплавов в сочетании с повышенными скоростями охлаждения при литье заготовок, находящимися в пределах 10-15 °С/с, обеспечивает формоизменение литых заготовок в диапазоне температур 400 - 500 °С экструдированием с вытяжками до 625 единиц при сохранении высокого уровня пластических характеристик получаемых заготовок и способности их к формоизменению в холодном состоянии.

6. Определены оптимальные параметры холодной деформации, ра-зупрочняющей и упрочняющей термических обработок сплавов исследуемых систем легирования. При этом установлено, что в результате измельчения структурных составляющих опытных сплавов на стадии литья заготовок и их интенсивной горячей деформации допустимые величины холодной деформации находятся в пределах до 1п*=1,83 а продолжительность нагрева при упрочняющей термической обработке в 5 - 7 раз меньше, чем при обработке фасонных отливок из сплавов аналогичных систем легирования, получаемых традиционными методами.

7. В результате комплекса проведенных исследований предложены основные принципы проектирования технологических процессов, разработана САПР ТП, разработаны и в опытно-промышленном варианте освоены на Красноярском металлургическом заводе производства тонкостенных полуфабрикатов из эвтектических алюминиево-кремниевых сплавов для космической, автомобильной и теплоэнергетической промышленности. Согласованы технические условия на поставку проволоки и тонкостенных труб из алюминиево-кремниевых сплавов, производимых в опытно-промышленных условиях.

Результаты исследований опубликованы в следующих изданиях:

1. Горбунов Д.Ю., Стайнова Т.В., Сырямкина Е.Ю. Исследование влияния концентрации стронция и условий кристаллизации на структуру и свойства слитков из алюминиево-кремниевых сплавов» Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки полезных ископаемых», Красноярск, 2003 г., с. 209-211.

2. Горбунов Д.Ю. Изучение закономерностей изменения пластических характеристик алюминиево-кремниевых сплавов в области параметров обработки давлением. Сб. науч. трудов 9-ой Всероссийской конференции «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика». Вып 9, часть 1, Красноярск, 2003 г., с. 32-34.

3. Изучение поведения при деформации высококремнистых алюминиевых сплавов и разработка технологических процессов производства холоднодеформированных полуфабрикатов из них/ Горбунов Д.Ю.,Клейменов Ю.А. Сырямкина Е.Ю. Сидельников С.Б. Тезисы Всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов». ИПЦ КГТУ, Красноярск, 2003г., с. 181-182.

4. Горбунов Д.Ю., Ровенский Г.В., Стайнова Т.В. Исследование пластических свойств заготовок модифицированных силуминов, полученных методом полунепрерывного литья, и их деформируемости при изготовлении тонкостенных полуфабрикатов. Сб. трудов 10-й Международной конференции «Алюминий Сибири».Красноярск, 2004 г., с. 197202.

5. Аппроксимация экспериментальных данных, полученных при исследовании новых деформируемых эвтектических алюминиево-кремниевых сплавов /Горбунов Д.Ю., Сидельников С.Б., Капустин Е.В., Павлов В.И. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективные материалы: получение и технологии обработки». Красноярск, 2004 г., с. 45-47.

6. Совершенствование структуры слитков алюминиево-кремниевых сплавов и разработка технологии производства из них тонкостенных холоднодеформированных полуфабрикатов/ Горбунов Д.Ю., Горбунов Ю.А., Клейменов Ю.А. и др. Тезисы докладов 9-ой Международной конференции «Алюминий Сибири». Красноярск. 2003 г., с.256.

7. Горбунов Д.Ю., Ровенский Г.В. Стайнова Т.В. Исследование параметров деформации модифицированных алюминиево-кремниевых сплавов и механических свойств тонкостенных холоднодеформированных полуфабрикатов из них. Технология легких сплавов, 2004, №6, с. 29-32.

8. Создание программного обеспечения для расчета технологии при производстве холоднодеформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов/ Сидельников С.Б. Горбунов Д.Ю., Капустин Е.В., Павлов В.И. Межвузовский сборник научных трудов: «Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением». - Магнитогорск, МГТУ, 2005, с. 47-52.

9. Горбунов Д.Ю., Сырямкина Е.Ю., Никитина Т.В. Исследование возможности получения проката из литейного сплава типа А.356.2. Тезисы докладов Всероссийской конференции «Совершенствование технологий производства цветных металлов», Красноярск. 2002 г., с. 55-57.

10. Горбунов Д.Ю. Исследование механических свойств новых алюминиево-кремниевых сплавов. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки полезных ископаемых». Красноярск, 2006 г., с. 49.

Подписано в печать 29.08.06 Формат 60x84. Печать офсетная. Бумага типографская. Усл. печ. л. 1,25. Уч.-изд. л. 2. Тираж 100 экз. Отпечатано на участке множительной техники ГУЦМиЗ 660025, г. Красноярск, ул. Вавилова, 66 а

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ.

1.1 Характеристика алюминиево-кремниевых сплавов и свойств полуфабрикатов из них.

1.2 Анализ известных способов и технологических схем производства деформированных полуфабрикатов применительно к алюминиево-кремниевым сплавам.

1.3 Способы химического модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов.

1.4 Способы физического модифицирования структуры литых заготовок из алюминиево-кремниевых сплавов.

1.5 Выводы по обзору публикаций и постановка задач исследований.

2 МЕТОДИКА, МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИСПЫТАНИЙ.

2.1 Методика проведения работы.

2.2 Оборудование и методика проведения испытаний на растяжение.

2.3 Оборудование и методика проведения испытаний на сжатие.

2.4 Методика исследования структуры и измерения твердости.

2.5 Применяемое для исследований оборудование и его характеристики.

3 ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НА СТРУКТУРУ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Si И ИХ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ.

3.1 Изучение влияния модифицирования и условий кристаллизации при полунепрерывном литье на структуру и свойства слитков из сплавов системы алюминий-кремний.

3.2 Изучение структуры и свойств слитков полунепрерывного литья из сложнолегированных алюминиево-кремниевых сплавов.

3.3 Исследование структурных изменений при нагреве сплавов различных систем легирования и влияние параметров отжига на свойства литых заготовок.

3.4 Изучение закономерностей изменения пластических характеристик в области параметров обработки давлением.

3.5 Исследование сопротивления деформации литых заготовок из алюминиево-кремниевых сплавов.

3.6 Выводы.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ.

4.1 Экспериментальные исследования параметров прессования опытных сплавов и изучение влияния параметров экструдирования на изменение их структуры и свойств.

4.2 Исследование влияния режимов холодной деформации и отжига опытных сплавов на их структуру и свойства.

4.3 Изучение влияния параметров отжига на структуру и свойства полуфабрикатов из сложнолегированных алюминиево-кремниевых сплавов.

4.4 Выводы и основные принципы проектирования технологических процессов производства холоднодеформированных полуфабрикатов из алюминиево - кремниевых сплавов.

5 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ.

5.1 Аппроксимация результатов экспериментальных исследований и создание алгоритма проектирования технологических процессов.

5.2 Разработка системы автоматизированного проектирования технологии производства полуфабрикатов из алюминия и его сплавов.

5.3 Промышленное опробование процесса изготовления проволоки из сплава A1SH2.

5.4 Разработка и опробование в опытно-промышленных условиях технологического процесса получения ленты из сплава AlSi7,5MgO,45.

5.5 Опытно-промышленное опробование технологического процесса изготовления труб из исследуемых сплавов и изучение их эксплуатационных характеристик.

5.5.1 Получение труб из сплавов AlSil2 и AlSil2Ni.

5.5.2 Получение труб из сложнолегированного алюминиево-кремниевого сплава AlSil lCu0,5Mg0,6(Fe,Ni,Mn)0,8.

5.5.3 Исследование эксплуатационных характеристик труб из опытных сплавов.

Существенное снижение стоимости полуфабрикатов из алюминиевых сплавов может быть достигнуто за счет использования в качестве шихты богатой кремнием лигатуры алюминий-кремний, получаемой экологически чистым углетермическим методом [1], применением кремний-содержащего оксидного сырья при электролизном получении алюминия [2] или другими способами, малоиспользуемыми в настоящее время. Разбавляя эту лигатуру алюминием можно получать алюминиевые сплавы, которые существенно дешевле аналогичных материалов, полученных путем сплавления кремния с электролизным алюминием. Низкая цена получаемого сплава обусловлена малой энергоемкостью углетермического процесса, исключением импорта бокситов и использованием в качестве сырья дешевых руд - недефицитных нефелинов, каолинов или бедных забалансовых бокситов, запасы которых практически неограниченны в любом регионе России.

Кроме этого, Россия является одним из крупнейших производителей алюминия и кремния, обладает значительными сырьевыми запасами для производства алюминиево-кремниевых сплавов не только из природных, но и из техногенных алюмосиликатов.

Например, с использованием карботермического восстановления алюмосиликатов, открывается возможность масштабной утилизации горелых пород терриконов, хвостов обогатительных фабрик, золы бурых углей, содержащих 25 - 40 % А1203, 0,8 - 3% Fe203, до 40 - 45% Si02, запасы которых исчисляются [3] сотнями млн. т. Применение этого сырья для производства алюминиево-кремниевых сплавов не только целесообразно экономически, но имеет принципиальное значение в аспекте улучшения экологической обстановки.

Алюминиево-кремниевые сплавы, обладающие структурной стабильностью в достаточно широком диапазоне температур эксплуатации, приемлемым уровнем физико-механических и коррозионных характеристик, а так же, что немало важно, хорошей износостойкостью, могут представлять интерес для самых различных отраслей промышленности не только в виде литых, но и деформированных полуфабрикатов.

Например, сплавы, содержащие несколько процентов кремния, могут быть применены для производства жесткой упаковки (банок для напитков и консервов, аэрозольных баллонов, туб, крышек и т.п.), на изготовление которой в настоящее время используется каждая десятая тонна выпускаемого алюминия [4].

Другим направлением использования деформируемых алюминиево-кремниевых сплавов может стать применение их в теплообменных аппаратах. В настоящее время в большинстве конструкций теплообменных аппаратов в теплоэнергетике и других отраслях преобладает использование сплавов на основе меди. Замена медных сплавов на алюминиевые в теплоэнергетике (ТЭЦ и др.) почти в три раза снижает затраты на основные материалы (трубы), необходимые для изготовления этих аппаратов при обеспечении близких теплофизических характеристик устройств [5]. С учетом того, что на каждый миллион киловатт производимой электроэнергии требуется 600-700 тонн конденсаторных труб из медных сплавов, масштаб проблемы очевиден [6].

Одновременно алюминиевые теплообменники находят все более широкое применение в автомобильной промышленности. Но для внедрения современных технологий их сборки и пайки необходима сварочная проволока и листовые припои из алюминиево-кремниевых сплавов с низкой температурой плавления, которые не выпускаются отечественной промышленностью.

Кроме этого, применение алюминиево-кремниевых сплавов возможно и для изготовления другой номенклатуры полуфабрикатов. Однако, состав известных алюминиево-кремниевых сплавов и промышленно приемлемых технологий производства из них горяче- и особенно тонкостенных холоднодеформированных полуфабрикатов в настоящее время крайне ограничен и относится, как правило, к узко специализированным направлениям.

В связи с изложенным, целью данной работы является создание комплекса технологических и технических решений для модульной технологии производства холоднодеформированных полуфабрикатов из эвтектических силуминов, характеризующихся достаточным уровнем востребованных промышленностью специальных физико-механических свойств, на основе разработки способов повышения пластичности литых заготовок, исследования их реологических характеристик и оптимизации условий деформационной и термической обработки. Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

- Проведено исследование закономерностей формирования структуры и механических свойств эвтектических силуминов систем Al-Si, Al-Si-Ni, Al-Si-Cu-Mg-(nM - переходные металлы) и доэвтектического сплава А1-Si-Mg при комплексном воздействии на расплав эффективных модификаторов и интенсивного охлаждения в условиях полунепрерывного литья цилиндрических заготовок;

- Изучено влияние режимов отжига заготовок и температурно-скоростных параметров их деформации на изменение реологических характеристик опытных сплавов и выбраны на этой основе промышленно приемлемые технологические параметры формоизменения литых заготовок;

- Выявлены закономерности формирования структуры и свойств силуминов при переработке литых заготовок в горяче- и холоднодеформи-рованные полуфабрикаты и разработаны на этой основе технологические режимы их производства;

- Изучены структурные изменения при отжиге, закалке и старении холоднодеформированных полуфабрикатов из опытных алюминиево-кремниевых сплавов и разработаны режимы их термической обработки;

- Создано программное обеспечение для автоматизации процесса проектирования технологии горячей и холодной обработки опытных алюминиево-кремниевых сплавов.

- Разработаны опытно-промышленные технологии производства тонкостенных полуфабрикатов из алюминиево-кремниевых сплавов.

- Проведены натурные эксплуатационные и технологические испытания полуфабрикатов в промышленных условиях потенциальных потребителей.

Научная новизна работы.

1. Показано, что формирование наиболее тонкодифференцированной структуры достигается в результате комплексного модифицирования титаном, бором, стронцием, бериллием, марганцем, определены оптимальные качественные и количественные сочетания компонентов и модифицирующих добавок.

2. Доказана возможность получения из исследуемых сплавов крупногабаритных литых заготовок с уровнем пластичности, обеспечивающим их горячее формоизменение с высокими степенями деформации.

3. Впервые исследованы закономерности изменения реологических свойств заготовок комплексно модифицированных эвтектических силуминов с тонкодифференцированной структурой.

4. Установлены закономерности изменения структуры и механических свойств комплексно модифицированных силуминов при пластической деформации с нагревом и в холодном состоянии и на этой основе разработаны параметры их пластической и термической обработки, обеспечивающие формирование повышенных эксплуатационных и технологических характеристик.

5. Впервые получены зависимости, описывающие изменение сопротивления деформации комплексно модифицированных силуминов в широком диапазоне варьирования условий деформации.

Практическая значимость работы.

1. Предложен комплекс технологических решений, на базе которых разработаны технологии получения высокопластичных непрерывно литых заготовок из эвтектических силуминов и технологические схемы переработки их в тонкостенные полуфабрикаты с высокими эксплуатационными и технологическими характеристиками.

2. Разработаны технологические режимы производства тонкостенных холоднодеформированных полуфабрикатов из комплексно модифицированных алюминиево-кремниевых сплавов, обеспечивающие при заданных температурно-скоростных параметрах процессов регламентированную структуру и комплекс физико-механических характеристик, открывающий новые области их применения.

3. Созданы математические модели и алгоритмы проектирования на ЭВМ технологии производства прессованных полуфабрикатов из алюминиево-кремниевых сплавов, внедренные в учебный процесс на кафедре «Обработка металлов давлением» ГОУ ВПО «ГУЦМиЗ».

Диссертация состоит из введения и пяти глав. В первой главе изложен обзор методов повышения пластичности алюминиево-кремниевых сплавов и схем производства из них деформированных полуфабрикатов. Проведен анализ теоретических и экспериментальных исследований различных авторов, работы которых посвящены изучаемым вопросам. На основании проведенного литературного обзора сделаны выводы и сформулированы цель и задачи диссертационной работы. Во второй главе описаны применяемые методики исследования и оборудование, задействованное при проведении экспериментов. Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям модифицирования и условий кристаллизации алюминиево-кремниевых сплавов. Приведены полученные экспериментальные зависимости изменения реологических характеристик заготовок из алюминиево-кремниевых сплавов в области параметров обработки давлением. В четвертой главе приведены данные по экспериментальным исследованиям

4.4 Выводы и основные принципы проектирования технологических процессов производства холоднодеформированных полуфабрикатов из алюминиево - кремниевых сплавов

На основании результатов исследований, изложенных в главах 3 и 4 сформулированы следующие выводы и основные принципы проектирования технологических процессов производства тонкостенных холоднодеформированных полуфабрикатов из доэвтектических и эвтектических алюминиево-кремниевых сплавов [95].

1. При приготовлении сплавов для получения слитков методами полунепрерывного литья целесообразно использование лигатур Al-Sr, Al-Ti-B и обеспечение концентрации титана и стронция в сплаве в пределах 0,02 - 0,03% для обоих элементов. Отливка слитков должна производиться не позднее 20 - 30 минут после введения лигатуры Al-Sr. Лигатура Al-Ti-B может вводиться чушкой и (или) в виде прутка в литейный желоб непосредственно в процессе литья. Решение по вводу бериллия в концентрациях до 0,3% может приниматься отдельно в конкретных случаях.

2. Скорости охлаждения применяемые при литье слитков должны находиться в интервале 10-50 °С/с.

3. Для сфероидизации эвтектических составляющих структуры и повышения технологичности сплавов при их обработке давлением целесообразно проведение высокотемпературных отжигов слитков при температурах, составляющих 0,85-0,95 Тпл самой легкоплавкой составляющей. Время выдержки слитков в указанном интервале температур назначается в соответствие с действующими директивными документами в зависимости от диаметра слитков и объема обрабатываемой садки.

В соответствие с диаграммами пластичности горячую деформацию данных сплавов целесообразно проводить в следующем диапазоне температур: при прессовании сплошных заготовок из сплавов систем Al-Si, Тд=0,7 - 0,78 Тпл. при прессовании с иглой труб из сплава системы Al-Si, Al-Ni-Fe, Тд<0,7 Тпл, так как при превышении данной температуры не достигается удовлетворительного качества поверхности труб; при прессовании с иглой труб более легированных сплавов систем типа Al-Si-Cu-Mg, Al-Si-Ni, Al-Si-Ni-Mg температура горячего деформирования должна составлять 0,9-0,95Тпл; при прессовании через рассекатель труб сплавов систем Al-Si и Al-Ni-Fe Тд<0,8 Тпл;

Для снятия внутренних напряжений в металле и повышения пластичности горячепрессованных заготовок при холодной деформации целесообразно проведение отжига по режимам: для сплавов системы Al-Si Тотж=0,65-0,75 Тпл, выдержка - 60 мин, охлаждение на воздухе; для сплавов системы Al-Si-Ni, отжиг после горячей деформации можно не производить; для более легированных сплавов систем Al-Si-Cu-Mg, Al-Si-Ni-Mg необходимо проведение ступенчатой термической обработки по режиму: Iя ступень -Т=500°С, т=1 часа;

2я ступень - Т=540°С, т=3 часа. Для сплавов системы Al-Si, Al-Si-Ni величина допустимой суммарной логарифмической деформации без проведения промежуточной термообработки составляет ln^i=l,83.

7. Сплавы системы Al-Cu-Mg-Si, могут подвергаться деформированию со степенями суммарной логарифмической деформации

8. Сплавы систем Al-Si-Ni могут деформироваться без разрушения со степенью суммарной логарифмической деформации равной 1,82.

Изложенные принципы проектирования технологических процессов производства деформированных полуфабрикатов могут быть использованы при получении холоднодеформированных полуфабрикатов из алюминиево-кремниевых сплавов с толщиной стенки до 1 мм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые на эвтектических сплавах систем легирования Al-Si, Al-Si-Ni, Al-Si-Cu-Mg-Ni и Al-Si-Mg в опытно-промышленных условиях предложена и систематически исследована возможность повышения пластических характеристик литых заготовок, полученных методом полунепрерывного литья, за счет комбинированного воздействия на расплав современных эффективных модификаторов (Al-Ti-B, Al-Sr, Al-Be) и повышенных скоростей охлаждения, реализуемых в коротком кристаллизаторе с тепловой насадкой.

Доказана возможность получения из исследуемых сплавов крупногабаритных литых заготовок с уровнем пластичности, обеспечивающим их горячее формоизменение с высокими степенями деформации.

2. Исследованы закономерности изменения структуры и физико-механических свойств литых заготовок из сплавов систем Al-Si, Al-Si-Ni, Al-Si-Mg и Al-Si-Cu-Mg-ПМ при нагреве перед деформацией и показано, что для наиболее полной сфероидезации основных структурных составляющих, растворения неравновесных эвтектических составляющих и достижения максимального уровня пластических характеристик литых заготовок диаметром до 215мм целесообразно проведение их отжига при следующих условиях:

-сплавы A112Si и Al-Si-Ni - нагрев в диапазоне температур 530-550('С с выдержкой не менее 6 часов;

-сплавы Al-Si-Mg - нагрев в диапазоне температур 510-530°С с выдержкой не менее 6 часов;

-сплавы систем Al-Si-Cu-Mg- ПМ - ступенчатый отжиг 1ая ступень Т=510 - 515 °С, 2ая ступень Т=540°С, выдержка 3 и 1 час соответственно.

3. Установлены закономерности изменения пластичности литых и термически обработанных заготовок из сплавов исследуемых систем легирования в диапазоне параметров, характерных основным процессам обработки металлов давлением.

4. Экспериментально показано, что сопротивление пластической деформации литых и термически обработанных заготовок снижается в 22,5 раза при увеличении температуры деформации в диапазоне 350-500°С и практически мало зависит от величины пластической деформации у верхней границы исследованного температурного интервала. Разработан комплекс математических моделей, описывающих изменение сопротивления деформации исследуемых сплавов от температуры и величины деформации, позволивший получить расчетные зависимости для определения основных геометрических параметров очага деформации и энергосиловых затрат на формоизменение заготовок.

5. Показано, что применение комплексного легирования алюминиево-кремниевых сплавов в сочетании с повышенными скоростями охлаждения при литье заготовок, находящимися в пределах 10-15 °С/с, обеспечивает формоизменение литых заготовок в диапазоне температур 400 - 500 °С экструдированием с вытяжками до 625 единиц при сохранении высокого уровня пластических характеристик получаемых заготовок и способности их к формоизменению в холодном состоянии.

6. Определены оптимальные параметры холодной деформации, разупрочняющей и упрочняющей термических обработок сплавов исследуемых систем легирования. При этом установлено, что в результате измельчения структурных составляющих опытных сплавов на стадии литья заготовок и их интенсивной горячей деформации допустимые величины холодной деформации находятся в пределах до 1,83 а продолжительность нагрева при упрочняющей термической обработке в 5 - 7 раз меньше, чем при обработке фасонных отливок из сплавов аналогичных систем легирования, получаемых традиционными методами.

7. В результате комплекса проведенных исследований предложены основные принципы проектирования технологических процессов, разработана САПР ТП, разработаны и в опытно-промышленном варианте освоены на Красноярском металлургическом заводе производства тонкостенных полуфабрикатов из эвтектических алюминиево-кремниевых сплавов для космической, автомобильной и теплоэнергетической промышленности. Согласованы технические условия на поставку проволоки и тонкостенных труб из алюминиево-кремниевых сплавов, производимых в опытно-промышленных условиях.

1. А.с. СССР №1715872, МКИ С 22 В 4/06, С 22 С 1/02. Способ подготовки шихты для получения алюминиево-кремниевых сплавов карботермическим восстановлением Текст. Опубл. 29.09.92. Бюл. №8.

2. Пат. Россия №2030487, МКИ С 25 С 3/36. Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов Текст. Опубл. 10.03.95, Бюл. №7.

3. Локшин, М.З. Международная конференция «Алюминий в упаковке» Текст./ Локшин М.З., Макаров Г.С., Сиротинский М.С.//Цветные металлы №10, 2003. С. 97 -101.

4. Скрытников, И. Выбор рациональных материалов для теплообменных труб Текст./ И. Скрытников, С. Мочалов, В. Котов // Металлоснабжение и сбыт, №6, 2002. с. 92-95.

5. Алиева, С.Г. Промышленные алюминиевые сплавы Текст.: Справ. Изд. / Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др.// 2-е издание перераб. и дополн. М.: Металлургия, 1984. - с. 528.

6. Алюминий: свойства и физическое металловедение Текст.// Справочное издание. Пер. с англ. под ред. Хэтча Дж. Е.- М: Металлургия, 1989. с. 422.

7. Альтман, М.Б. Плавка и литье Текст.: Справ. Изд. /Альтман М.Б., Андреев А.Д. и др. М.: Металлургия, 1984. - с. 416.

8. Заявка 2129347 Япония, МКИ С 22 F 1/043, С 22 F 1/04. Способ получения ребристого алюминиевого материала для теплообменников Текст., Опубл. 17.05.90.

9. The effect of humidity on friction and wear of an aluminium-silicon eutectic alloy/ Bing K. Yen//J.Mater. Sci.-1997.-32, №3.- с. 821-828.-Англ.

10. Альтман, М.Б. Применение алюминиевых сплавов Текст. Справ. Изд. /Альтман М.Б., Арбузов Ю.П. и др. М.: Металлургия, 1973. - с. 209.

11. Конкевич, В.Ю. Разработка материаловедческих основ получения гранулируемых алюминиевых сплавов, применяемых для сварных и паяных конструкций Текст.// Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. тех. Наук. М.: МАТИ, 1998.

12. Эскин, Г.И. Коррозионно- стойкие свариваемые заэвтектические силумины для нефтегазового комплекса Текст. / Г.И. Эскин, Ю.П. Пименов// «Технология легких сплавов» №6, 1997 г. с. 27 - 32.

13. Маресев, М.И. Применение металлургии гранул при разработке сплавов для основных несущих деталей транспортных двигателей Текст./ М.И. Маресев, В.И. Шварц// Легкие и жаропрочные сплавы и их обработка. М.: Наука, 1986, с. 62-72.

14. Андрианов, А.В. Производство листов из сплавов ЗХХХ с плакировкой из сплава 4ХХХ для теплообменников Текст./ А.В. Андриянов, В.А. Щеняев //Технология легких сплавов №1, 2001. с. 20-22.

15. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1779072 А1., класс С22 Fl/04. В21 В 3/00 «Способ получения деформированных полуфабрикатов из гетерогенных алюминиевых сплавов» Текст. Л.С. Торопова, С.М. Горбатюк, А.Е. Доронькин и др.

16. Philip М. Thomas, Holton Machinery Ltd. Development of Conform"11 extrusion gap sensing and control technology.

17. A.c. 1693100 СССР, МКИ С 22 В 9/10. Способ обработки алюминиево-кремниевых сплавов Текст., опубл. 23.11.91. Бюл. №43.

18. A.C. 1661235 СССР, МКИ С 22 С 1/06, С 22 В 9/10. Флюс для обработки алюминиево-кремниевых сплавов Текст., опубл. 07.07.91. Бюл. №25.

19. А.с. 1673620 СССР, МКИ С 22 С 1/06. Флюс для обработки алюминиево-кремниевых сплавов Текст., опубл. 30.08.91. Бюл. №32.

20. А study of the influence of mischmetal additions to Al-7Si-0,3Mg (LM25/356).

21. Элиот, P. Управление эвтектическим затвердиванием. Пер. с англ. Текст./ Под ред. Швиндлермана J1.C. М.: Металлургия, 1987. - с. 352.

22. Авиационные материалы Текст./ Алюминиевые и бериллиевые сплавы// 42 Литейные алюминиевые сплавы.: ВИАМ ОНТИ, 1986. с. 134.

23. Trwala modyficacja antimonem siminow AlSi6Cu2M (AK62) i AlSi8CuMg (AK84)/ Dudyk M., Ficek В., Suchanec В., Wasilewski P.//Krzep. Metali I stop.-1990(1991).-15.- с. 67-76.-Пол.

24. Богданова, И.Г. Влияние малых добавок олова на структуру заэвтектического силумина Текст./ Богданова И.Г., Башлыков Д.В., Поленц И.В., Яблонских Т.И.// Физ. Мет. и металловед.-1995.-79, №4.-с.104-109.-Рус.

25. Немененок Б.М. Особенности модифицирования силуминов стронцийсодержащими лигатурами Текст./ Б.М. Немененок, А.П. Бежок, В.В. Мельниченко, Д.Н. Худокормов// Известия высших учебных заведений/ Цветная металлургия, №6, 1996. с. 15-17.

26. Исследование механизма модифицирования натрием или стронцием сплавов Al-Si/ Liu Bingyi// Foundry.-1991.-№2.-с.18-21.-Кит.;рез. англ.

27. Пат. 4937044 США., МКИ С 22 С 24/00 Текст., опубл. 19.06.90.

28. Немененок, Б.М. Разработка теоретических основ и технологий комплексного модифицирования промышленных силуминов Текст.// Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. тех. наук. Минск, 1999.

29. Parton D. P., Hedges М.А. A Guide to melt treatment in the aluminium foundry.-LSM, 2002.

30. S.H. Sebacher, R.W. Hyland, jr. Модифицирование лигатурой, содержащей 10% Sr, сплава A356 в зависимости от размера Al4Sr и температуры/ZLight Metals 2002.-С.821.

31. Dave Boot, Paul Cooper, David H.StJohn, Arne K. Dahle. Сравнение модифицирующих лигатур, применяемых в литейном производстве/ZLight Metals, 2002.-С. 909.

32. Кондратенко, Т.Т. Влияние добавок титана и бора на макро- и микроструктуру алюминиевых сплавов Текст./ Кондратенко Т.Т., Герасимов С.П. // Цветная металлургия, №5, 1998. с. 46 - 48.

33. Никитин, В.И. Модифицирование сплава АК12ММгН/ Никитин В.И., Зонненберг Н.Н., Горлов Ю.А., Лукьянов Г.С., Матвеев П.В.// Литейное производство.-1997.-8-9.- с.34.

34. Измельчение структуры силумина при перемешивании расплава./ Wei Pengyi, Fu Hengzhi// Zhongguo youse jinshu xuebao = Chin. J. Nonferrous Metsals.-1996.-6, №1.-C. 98-102. Кит.; рез. англ.

35. Influence of prior solidification conditions on the structure and rheological behavior of partially remelted Al-Si alloys/ Salvo L., Loue W.R., Suery M.// ISIJ int.-1995.-35, №6.- c. 798-804.-Англ.

36. The effect of electromagnetic stirring on the microstructure of Al-7%Si Alloy/ Sung-Chul Lim, Eui-Pak Yoon, Jung-Sik Kim// J. Mater. Sci. Lett.-1997.-16, №2.-C. 104-109.-Англ.

37. Grain refinement of continuously cast aluminum ingots by mold vibration/ Motegi Т., Ohno A.// Met. Abstr. Light Met. and Alloys .-1989.-22.-C.49 -51.- Англ.

38. Влияние магнитного поля на затвердевание сплава AlSi7Mg при непрерывной разливке/ РЖ «Металлургия»// Производство цветных металлов и сплавов, 1999, ЮГ 134, с. 11.

39. Влияние электромагнитного перемешивания на микроструктуру сплава Al-7%Si. Sung-Chul Lim, Eui-Pak Yoon, Jung-Sik Kim// J.Mater. Sci. Lett.-1997. c. 104 - 109. - англ.

40. Дубоделов, В.И. Интенсификация процесса модифицирования в магнитодинамической установке Текст./ Дубоделов В.И., Фикссен В.Н., Слажнев Н.А.//Литейное производство, №9, 2003.-10 12.

41. Борисов, В.Г. Управление структурой слитков из алюминиевых сплавов в процессе непрерывного литья с МГД- перемешиванием затвердевающего сплава/ В.Г. Борисов// Литейное производство, №7, 2001.- 10-12.

42. HIliot R. Eutectic solidification, International Met. Rev., №219,1977.60 .Патент Японии JP № 4-57738.

43. Фридляндер, И.Н. Сплавы с низким коэффициентом линейного расширения и высоким модулем упругости Текст./ Фридляндер И.Н., Клягина Н.С., Гордеева Г.Д.// В спр.: Промышленные алюминиевые сплавы,- М.:Металлургия, 1984.- с.290-297.

44. Шмаков, Ю.В.,. Влияние термовременных параметров на структуру и свойства гранул и прутков из алюминиевого сплава Al-Si Текст./ Шмаков Ю.В., Зенина М.В.// ТЛС, №1,1996. 43,44.

45. Добаткин, В.И. Быстрозакристал-лизованные алюминиевые сплавы Текст./ Добаткин В.И., Елагин В.И., Федоров В.М. // М.: ВИЛС,1995.-c.345.

46. Напалков, В.И. Лигатуры для производства алюминиевых и магниевых сплавов Текст./ Напалков В.И., Бондарев Б.И., Тарарышкин В.И. Чухров М.В.// М.: Металлургия, 1983.

47. Кузнецов, А.Н. Основные направления научно-технического развития АО «КраМЗ» в условиях конверсии/ Кузнецов А.Н., Горбунов Ю.А.// В кн.: Обработка легких и специальных сплавов. М.: ВИЛС, 1996. с. 6 -16.

48. Исаев, Н.Д. Влияние технологических факторов на качество слитков и полуфабрикатов из высококремнистых алюминиевых сплавов Текст./ Исаев Н.Д., Волков Ю.Ф., Молодчинина С.П., Локтева И.А.// Технология легких сплавов, №3, 1997. с.23 - 27.

49. Бондарев, Б.И. Модифицирование алюминиевых деформируемых сплавов Текст./ Бондарев Б.И., Напалков В.И. и др. //М.: Металлургия, 1979.-c.224.

50. Строганов, Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием Текст./ Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.В.// М.:Металлургия, 1977.- с.271.

51. Пригунова, А.Г. Силумины. Атлас микроструктур и фрактограмм промышленных сплавов: Справ, изд./ Пригунова А.Г., Таран Ю.Н., Золоторевский В.С.//Москва: «МИСИС», 1996.-c.175.

52. Беляев, А.И. Металловедение алюминия и его сплавов/ Беляев А.И., Бочвар О.С., и др.// Алюминиевые сплавы: Спр., изд., 2 изд. перер. и доп.-М.:Металлургия, 1983.-c.279.

53. Белов, Н.А. Структура и механические свойства горячекатаных листов эвтектических сплавов на основе алюминия Текст./Белов Н.А.,

54. Золоторевский B.C., Политико А .С.// Цветная металлургия, №5, 1998.-с.40-46.

55. Елагин, В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами Текст./ Елагин В.И.// М.: Металлургия, 1975. - с. 248.

56. Биронт, B.C. Микродеформационнотермическая обработка металлов и сплавов с использованием циклического теплового и ультразвукового воздействий Текст./ Биронт B.C.// Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. тех. наук. Москва, 1998.

57. Пластичность и разрушение. Под. ред. Колмогорова В.Л. -М.:Металлургия, 1977.-е. 336.

58. Колмогоров, В.Л. Механика обработки металлов давлением Текст./ Колмогоров В.Л.//- М.: Металлургия, 1986. с.688.

59. Губкин, С.И. Пластическая деформация металлов Текст./ Губкин С.И.//-М.: Металлургиздат, Т1, 1961. -с.376.

60. Кокрофт, М.Г. Смазки смазочные материалы Текст./ Кокрофт М.Г.//-М.: Металлургия, 1970.-с. 112.

61. Полухин, П.И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов Текст./ Полухин П.И., Гунн Г.Я., Галкин A.M.//- М.: Металлургия, 1976. с.488.

62. Сторожев, М.В. Теория обработки металлов давлением Текст./ Сторожев М.В., Попов Е.А. // Учебник для вузов. Изд. 3-е перераб. и доп.- М. .'Металлургия. с.424.

63. Гунн, Г.Я. Теоретические основы обработки металлов давлением Текст./ Гунн Г.Я.// Учебник для вузов,- М.: Металлургия, 1980. -с.456.

64. Перлин, И.Л. Теория прессования металлов/ И.Л. Перлин, Л.Х. Райтбарг.// Изд. 2-е перераб. и доп.- М.:Металлургия, 1975. с.448.

65. Полухин, П.И. Физические основы пластической деформации Текст./ Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К.// Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1982. - с.584.

66. Грачев, С.В. Физическое металловедение Текст./ Грачев С.В., Бараз В.Р., Богатов А.А., Швейкин В.П.//Учебник для вузов. УПИ.: Екатеринбург, 2001. - с.534.

67. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов Текст./ Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И.// М.: Металлургия, 1972.-с.480.

68. Aluminium Thermal Process Engineering. Loi Thermprocess GmbH. Проспект фирмы 2004.

69. Neues Ofenkonzept fur die Warmebehandlung von Automobilguss. Aluminium 79. Jahrgang 2003,12. p.1108 -1113.

70. Материалы в машиностроении. Под редакцией Лужникова Л.П.// Т1. Цветные металлы и сплавы. М.: Машиностроение, 1967. - с.303.

71. Довженко Н.Н. Система автоматизированного проектирования технологии прессования металлов Текст./ Довженко Н.Н., Сидельников С.Б., Васина Г.И.// Научное методическое обеспечение: Монография. ГАЦМиЗ Красноярск, 2000. с. 196.

72. Ерманок, М.З. Волочение цветных металлов Текст./ Ерманок М.З., Ватрушин С.Н.//-М.: Металлургия, 1996.

73. Первое, M.JI. Исследование и разработка технологических процессов плакирования сплава 01419 припоями Текст./ Первов МЛ.// Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. тех. наук. Москва, 1987.

74. Целиков, А.И. Теория продольной прокатки Текст./Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян С.Я.//- М.: Металлургия, 1980. с. 320.

75. Ю2.Колпашников, А.И. Прокатка листов из легких сплавов Текст./ А.И. Колпашников//- М.: Металлургия, 1979. с.264.

76. Амбарцумян, Р.С. Труды второй международной конференции по мирному использованию атомной энергии Текст./ Амбарцумян Р.С., Глухов A.M., Гончаров В.В.// Ядерные реакторы и ядерная энергетика. М.: Атомиздат, 1959. - с.708.

77. Ведущий программист кафедры ОМД

78. Директор технологического института1. Техническ1. Актвыполнения работ по разработке и опытно-промышленному освоению производства холоднодеформированных полуфабрикатов из алюминиево-кремниевых сплавов

79. Применение проволоки 01,2 мм опробовано при пайке волноводов из сплава АД 31 на НПО ПМ. Паяный шов и полученные изделия удовлетворяли требованиям конструкторской документации.

80. Директор г^ссового производства Г. А. Мухаметкулов

81. СОГЛАСОВАНО: Исполнительный директор-Главный инженер 'ООО "КраМЗ"1. А.П. Назаров ^ ✓/ 2003г/-V

82. ЕРЖДАЮ: ктора по финансам КраМЗ" С.Г. Богданов 2003 г.

83. Расчет плановой экономической эффективности внедрения

84. Разработка и исследование процесса изготовления проволокииз сплава АК12»

85. Цель работы: расширение номенклатуры и объемов производства выпускаемой продукции.

86. Основной фактор экономии: увеличение объемов производства.1. Красноярск, 2003г.1. Суть мероприятия

87. На первом этапе настоящей работы проведено уточнение технологии волочения проволоки из традиционных сплавов в условиях ОАО «СВЭМ». С этой целыо выполнен следующий комплекс работ:

88. Уточнение химического состава, параметров приготовления и литья слитков.

89. Уточнение режимов гомогенизации и температурно-скоростных параметров прессования.

90. Разработка и уточнение маршрутов волочения прутков и проволоки, параметров межоперациопных отжигов.

91. Изготовление опытных образцов полуфабрикатов и оценка их механических свойств.

92. Предлагаемый маршрут волочения для сплавов АК5 и АМгб после проведения опытной работы следующий: j

93. АК5: 8,00-7,68-6,49-5,63-4,94-4,28-3,82* 3,75-3,27-2,82-2,47-2,14-2,00

94. АМгб: 9,00-7,90-6,94-6,15-5,52-4,85-4,30-3,84-3,44-3,02-2,68-2,41-2,12-2,00

95. На следующем этапе работ предполагалось выполнить практически аналогичный объём исследований для сплава с содержанием кремния 10-13% (типа АК12):

96. Уточнение химического состава, параметров приготовления и литья слитков.

97. Уточнение режимов гомогенизации и температурно-скоростных параметров прессования.

98. Разработка маршрутов волочения прутков и параметров межоперациопных отжигов.

99. Изготовление опытных образцов полуфабрикатов и оценка их механических и эксплуатационных свойств.

100. Разработка технологического регламента на производство холоднотянутой проволоки и технических условий на поставку.

101. Планируемый объем производства:- 25 т/год-АК12,- бОт/год АК5,- 50 т/год АМгб.I

102. Прутки прессованные для изготовления сварочной проволоки будут изготавливаться в прессовом производстве КраМЗа. Волочение прутков в условиях ОАО «СВЭМ» (по договору).

103. Расчет общих показателей экономической эффективности Таблица 1 Расчет затрат па проведение исследования

104. Итого затрат 54,03 5,93 5,93 65,89