автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.23, диссертация на тему:Повышение качества соединения компонентов сталемедной катанки на основе регламентации свойств медной ленты и совершенствования технологии плакирования

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

ЩЕРБО Юрий Александрович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ СТАЛЕМЕДНОЙ КАТАНКИ НА ОСНОВЕ РЕГЛАМЕНТАЦИИ СВОЙСТВ МЕДНОЙ ЛЕНТЫ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПЛАКИРОВАНИЯ

Специальность 05.02.23 - Стандартизация и управление качеством продукции (металлургия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск

2005

Работа выполнена на Заводе металлоизделий (ЗМИ) ЗАО «Профит» (г. Магнитогорск)

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Чукин Михаил Витальевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Песин Александр Моисеевич

кандидат технических наук, Рубин Геннадий Шмульевич

Ведущая организация ОАО Гайский завод по обработке

цветных металлов «СПЛАВ» (г. Гай)

Защита состоится 28 декабря 2005 г. в 1500 на заседании диссертационного совета К 212.111.03 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический,.университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова.

Автореферат разослан «28» ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

1{)О0и>/

И.А.Михайловский

21463*41

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современный этап стабильного функционирования и развития многих отраслей промышленности требует производства композиционных слоистых материалов, сочетающих в себе высокие электропроводные и прочностные свойства. Наибольшее и все возрастающее применение находит сталемедная проволока, как класс слоистых композиционных материалов. Она используется в качестве проводниковых и силовых элементов подвески контактной сети электрифицированных железных дорог, телефонных проводов, специальных микрокабелей, авиа- и сейсмографических кабелей, выводов радиодеталей и компонентов электронной техники. При этом к сталемедной биметаллической проволоке предъявляются все более жесткие требования по качеству, особенно при применении в изделиях, предназначенных для оборонной промышленности и авиации.

Наиболее прогрессивные технологии производства сталемедной катанки, как сырья для изготовления биметаллической сталемедной продукции, базируются на процессах твердофазного соединения при совместной прокатке основы (стального сердечника) и плакирующего слоя (сплошной медной оболочки), причем сталемедная заготовка получается оборачиванием медной ленты вокруг стального сердечника. Однако при всех преимуществах данного технологического процесса, схема твердофазного соединения имеет ряд недостатков, связанных с непредсказуемым и регулярно повторяющимся отсутствием адгезионной связи между компонентами композиции, выявляющимся на всех стадиях производства сталемедной продукции.

Температурно-скоростные условия, наряду с деформационными условиями, являются определяющими в вопросе достижения качественного соединения компонентов сталемедной композиции. Специфика нагрева, связанная с высокой интенсивностью подвода тепла, предопределяет высокие требования к постоянству свойств и теплотехнических характеристик соединяемых материалов. При этом очевидно, что физические, химические и теплотехнические свойства материалов могут претерпевать изменения под влиянием меняющихся условий нагрева и зависят от исходного (случайно-вероятностного) химического состава металлов, особенностей их внутреннего строения, состояния поверхностей и т.д.

Поэтому решение проблем повышения качества сталемедной катанки на базе развития и совершенствования технических и технологических параметров групп управления качеством, является важной и актуальной научно-технической задачей. Стабильность достижения высоких качественных показателей сталемедной катанки позволит не только увеличить экономическую эффективность и результативность производства биметаллов отдельного предприятия, но и улучшить эксплуаташк^ьщсталемедной

БИБЛИОТЕКА |

-■ !■■ ........т.ш^я 40

продукции, оказывать положительное влияние на развитие экономики региона и всей страны.

Цель и задачи исследований. Целью диссертации является повышение качества соединения компонентов в сталемедной катанке за счет регламентации свойств медной ленты и совершенствования технологии плакирования на основе оценки стабильности процесса прокатки в условиях математической неопределенности.

Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:

- формализация стабильности процесса прокатки, как критерия эффективности управления качеством соединения компонентов сталемедной катанки, и разработка математической модели стохастической оптимизации процесса прокатки;

- статистическая оценка влияния на критерий оптимизации химического состава и механических свойств медной ленты, определяющих получение заданного уровня качественных показателей сталемедной катанки;

- экспериментальные исследования влияния структурных особенностей медной ленты на качество соединения компонентов сталемедной катанки;

- совершенствование технологии и оборудования для промышленного производства качественной сталемедной катанки.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Разработан обобщенный алгоритм управления качеством сталемедной катанки в технологии твердофазного соединения, где в качестве критерия эффективности управления используется оценка стабильности процесса плакирования.

2. Предложена и формализована оценка стабильности процесса прокатки, как критерий эффективности управления качеством соединения компонентов сталемедной катанки.

3. Разработана математическая модель стохастической оптимизации, целью которой является получение регламентированных значений параметров состояния медной ленты, обеспечивающих высокое качество соединения компонентов сталемедной катанки в технологии твердофазного соединения.

Практическая ценность работы:

1. Разработаны и согласованы с заводами-изготовителями новые технические требования на медную ленту для производства качественной сталемедной катанки, регламентирующие:

- химический состав (железа не более 0,005%, никеля не более 0,001%, фосфора не более 0,011%, свинца не более 0,0025%, цинка не более 0,0025%, серы не более 0,0028%);

- значения временного сопротивления (230-250 МПа);

- микротвердость (не более 10 МПа);

- размер зерна (не более 6-8 баллов).

2. Повышены уровень качества соединения компонентов в сталемед-ной катанке, а также стабильность процесса плакирования за счет следующих технологических и технических мероприятий:

- совершенствования процесса поверхностной обработки медной ленты с применением абразивно-нейлоновых щеток;

- совершенствования процесса аргонодуговой сварки кромок медной ленты с применением двух сварочных горелок;

- разработки и изготовления нового агрегата электролитно-плазменного нагрева, позволяющего реализовать усовершенствованный режим ступенчатого нагрева, что обеспечивает полный и равномерный прогрев по сечению и длине сталемедной заготовки.

Реализация работы. Внедрение новых технических и технологических решений в производство ЗМИ ЗАО «Профит» позволило снизить количество технологических отходов сталемедной катанки и биметаллической продукции с 7,6% до 3,2%; повысить экономическую эффективность производства биметаллической продукции за счет применения медной ленты марки М2 взамен марки М1 и на 8,2% снизить затраты на производство биметаллической продукции; расширить сортамент биметаллической продукции за счет освоения производства провода ПБСМЭ с повышенной электропроводностью и эластичностью.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на ежегодных традиционных научно-технических конференциях Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова с 1989 по 2005 гг.; на Международных и Российских научно-технических конференциях: «Новые технологии получения слоистых материалов и композиционных покрытий», Сочи, 1992 г.; четвертой школе-семинаре «Фазовые и структурные превращения в сталях» (п. Кусимово, Башкортостан, 2004 г.); на научно-технических советах ЗМИ ЗАО «Профит» (Магнитогорск 2002-2005гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы: 5 патентов РФ и 7 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, изложена на 148 страницах машинописного текста (не включая приложений), иллюстрирована 46 рис., содержит 29 табл., библиографический список включает 89 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе проведен анализ требований стандартов к показателям качества сталемедной продукции, а также технологий производства биметал-

лической проволоки и катанки. Определены факторы, определяющие прочность соединения компонентов сталемедной катанки в технологии твердофазного соединения. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Обобщая представленные требования стандартов к показателям качества сталемедной проволоки, сформирована структура качества данного вида продукции.

Несмотря на то, что наиболее прогрессивные технологии производства сталемедной катанки (с дальнейшим ее волочением до проволоки заданного диаметра) базируются на процессах твердофазного соединения, этот процесс обладает существенным недостатком, связанным с высоким количеством отходов, достигающим уровня 12% от объема перерабатываемого металла. Предварительный анализ причин столь значительного количества технологических отходов позволил определить, что основным показателем, определяющим данное положение, является непредсказуемое и регулярно повторяющееся отсутствие адгезионной связи между элементами композиции, выявляющееся на всех стадиях производства сталемедной продукции. Критерием отсутствия прочного соединения компонентов сталемедной катанки может служить продольный ус, визуально и измерительно выявляющийся на завершающем этапе производства сталемедной катанки, т.е. при выходе из прокатной к^ети.

На основании проведенного обзора установлено, что качество соединения компонентов сталемедной катанки ставится в зависимость от свойств материалов, входящих в композицию. При этом очевидно, что физические, химические и теплотехнические свойства материалов могут претерпевать изменения под влиянием меняющихся условий нагрева и зависят от исходного химического состава металлов, особенностей их внутреннего строения, состояния поверхностей и т.д.

Химический состав металлов, входящих в композицию, особенности их внутреннего строения, состояние поверхностей и другие свойства носят вероятностно-случайный характер. Задавая данные параметры в усредненной детерминированной форме, можно получать только приближенные результаты их влияния на качество соединения сталемедной катанки. С математической точки зрения имеется существенная стохастичность параметров состояния элементов биметаллической композиции.

Во второй главе предложен новый научно обоснованный подход к решению проблем управления качеством сталемедной катанки. Формализовано понятие стабильности процесса прокатки, как критерия эффективности управления качеством. Разработана математическая модель стохастической оптимизации процесса прокатки, обоснован комплексный критерий оптимизации. Разработан алгоритм представления лингвистического понятия «каче-

ственное соединение» в числовое множество на основе обработки и анализа статистических данных.

Базируясь на основных принципах управления качеством, общий подход к достижению сформулированной цели можно представить в виде блок-схемы, приведенной на рис. 1.

, качества сталемеднои

Прочность соединения компонентов

Точность геометрических показателей

Механические свойства

^качествам 9тале1И <"•■"<» '

Специальные свойства

Рис. 1. Функциональная блок-схема решения задачи повышения качества сталемедной катанки

Процесс технологического деформирования (процесс прокатки) сталемедной заготовки при твердофазном соединении меди со сталью является заключительной и определяющей операцией для получения требуемого комплекса свойств биметаллической катанки. Тогда основной задачей технического и технологического управления качеством можно считать повышение стабильности прокатки (5). Причем, под стабильностью следует понимать обеспечение значений групповых (или единичных) показателей качества ка-

танки (К],К2,...>Кп) на высоком уровне при некоторых возмущениях параметров состояния биметаллической заготовки Р* и параметров управления технологическим процессом .

Используя трактовку В.Д. Кпюшникова и М.Ю. Дедюкина (в смысле устойчивости по Ляпунову), предложено следующее формализованное определение стабильности в задаче управления качеством сталемедной катанки.

Стабильность прокатки сталемедной катанки, поведение которой характеризуется нормированными показателями качества Кх,К2,,..,Кп с соответствующими коэффициентами весомости А[,Л1,...,А„, состоит в том, что для любого, наперед заданного положительного числа 8, найдется положительное число £ такое, что, если начальные возмущения Ж",

Ж20,...Д„0 заложены в шар радиуса £, то возмущения 8К1,8К1,..., 8Кп во всем последующем движении не покинут трубку радиуса г/, т.е. в любой текущий момент времени

лш + л,(ж2)2 +... + Яп(8К„)2 <71, (1)

если

+л2(ж2°)2 + ...+л,(жиа)2<£. (2)

Если по заданному ц такое £ не отыщется, то исходное состояние

надо признать нестабильным.

При заданном устойчивом исходном состоянии мерой стабильности прокатки сталемедной катанки можно считать отношение радиуса шара, ограничивающего начальные возмущения е к радиусу трубки, лимитирующей возмущения показателей качества в текущий момент времени т], т.е.

/=1

причем, в данной трактовке если 5">1, процесс можно признать стабильным, а если £ < 1, то нестабильным.

В рамках рассматриваемой задачи оптимизации процесса прокатки сталемедной катанки с целью повышения качества соединения между компонентами биметалла, имеется неопределенность, связанная со случайным характером исходных параметров состояния материалов исследуемого технологического процесса. Тогда задача поиска оптимальных параметров управления и, а также оптимальных параметров состояния V, сводится к поиску вектор-функции Зс(5) (вектор управления), которая минимизирует критерий оптимизации (целевой функционал)

при некоторых ограничениях типа равенств и неравенств.

Ограничения типа равенств - это уравнения, описывающие исследуемый процесс прокатки, устанавливающие взаимосвязь между стабильностью прокатки (как критерием эффективности управления качеством) и параметрами управления процессом, а также параметрами состояния исходных материалов (заготовки). Ограничения типа неравенств - это ограничения по содержанию примесей в медной ленте, конструкционные ограничения, технологические ограничения, т.е. ограничения на параметры состояния и управления.

В качестве целевого функционала может быть использовано математическое ожидание некоторой функции от решения - М-модель, а также дисперсия некоторой функции от решения - О-модель.

Математическое описание данных моделей применительно к рассматриваемой задаче можно представить в следующем виде.

М-модель:

(4)

(5)

п

где

математическое ожидание случайной величины

/"(х^),«?); ^ ■ множество событий, на которых определена вероятность

Р, причем ¿> е О. £»-модель:

п

где В /°(х(8),5) - дисперсия случайной величины .

Целевые функционалы (5) и (б) для выбранного и обоснованного критерия оптимизации (3) при рассмотрении только одного показателя качества, а именно прочности соединения компонентов сталемедной катанки, примут, соответственно, вид

М/0(Щ),8) = М1(иЛ = 1

У,)2' М.

(7)

Ш

М

-л/

м

М2]

(8)

Разработан комплексный критерий оптимизации в задаче стохастической оптимизации процесса прокатки сталемедной катанки, представляющий собой нечеткое множество, состоящее из совокупности двух пар вида - множество элементов М-модели и множество элементов />модели с соответствующими им функциями принадлежности. Предложена процедура сравнения нечетких множеств, заключающаяся в использовании детерминированного индекса ранжирования как четкой функции от нечетких аргументов.

Для решения задачи числовой формализации показателя качественного соединения реализована процедура статистической обработки производственной информации. Формализация имеющейся лингвистической информации осуществлялась экспертным методом по пятибалльной шкале для каждой произведенной катушки сталемедной катанки. Полученный результат с определенной степенью достоверности является формализованной объективной оценкой качества соединения компонентов сталемедной катанки, формирующимся в процессе прокатки /-ой катушки биметалла.

В третьей главе устанавливается характер влияния химического состава медной ленты на качество соединения компонентов сталемедной катанки, а также на основании решения оптимизационной задачи регламентируется количество примесей в медной ленте.

На первом этапе проводимых исследований ставилась задача выявления статистической значимости взаимосвязи партий медной ленты, получаемой от различных изготовителей, с оценкой качества соединения компонентов сталемедной катанки. С этой целью определялся общий средний балл для всего объема переработанной медной ленты в трехмесячный период производства, результаты представлены на рис. 2.

Гей Киров Кольчугино Среднее

Производитель

Рис. 2. Сравнительная гистограмма средней оценки качества соединения компонентов сталемедной катанки в зависимости от изготовителя медной ленты

На втором этапе исследований устанавливалось значение коэффициента парной корреляции между оценкой качества соединения компонентов сталемедной катанки и массовой долей химических элементов (или их совместного парного содержания в различных комбинациях) для участвующих в анализе партий медной ленты. Невысокие абсолютные значения полученных корреляционных коэффициентов определили необходимость подтверждения их статистической значимости. Для этого была реализована процедура дисперсионного анализа, позволившая выявить химические элементы, оказывающие статистически значимое влияние на качество соединения компонентов сталемедной катанки.

Установлено, что статистически значимое влияние (уровень достоверности 0,95) на оценку качества соединения компонентов сталемедной катанки при использовании медной ленты Гайского завода ОЦМ оказывают такие элементы, как Ре, №, и Р, а также парные комплексы РЬ+Ре, №+2п, №+Р, образованные с участием указанных элементов. Построение аппроксимирующих экспериментальные данные кривых позволило получить регрессионные уравнения влияния указанных химических элементов на качество соединения компонентов сталемедной катанки. Указанные уравнения являются ограничениями типа равенств при постановке и решении задачи оптимизации химического состава медной ленты Гайского завода ОЦМ.

Проведенные по методике дисперсионного анализа исследования влияния фосфора на качество соединения компонентов сталемедной катанки при использовании медной ленты Кировского и Кольчугинского заводов ОЦМ выявило отсутствие статистически значимого влияния данного элемен-

та. Это объясняется более низким содержанием фосфора в меди Гайского завода ОЦМ, что определяет повышенное содержание кислорода в ленте указанного производителя.

Наличие серы в медной ленте оказывает статистически значимое влияние на качество соединения компонентов сталемедной катанки только для ленты, производимой Кировским заводом ОЦМ. Это может объясняться меньшим (более чем в два раза) содержанием серы для медной ленты Гайского завода ОЦМ.

Каждый из указанных выше статистически значимых химических элементов, присутствующих как примесь в медной ленте различных изготовителей, носит случайно-вероятностный характер. Получены кривые плотности распределения вероятности (или гистограммы вероятностного распределения) статистически значимых химических элементов, присутствующих в медной ленте.

Реализована процедура оптимизации, которая сводилась к поиску значений содержания статистически значимых примесей (Р*), доставляющих минимум целевому функционалу (8) и максимум - (7). Кроме указанных критериев оптимизации, система дополнялась условием достижения максимума самого показателя качества.

Результаты оптимизации химического состава медной ленты Гайского и Кировского заводов ОЦМ представлены в табл. 1.

Таблица 1

Регламентированные значения количества примесей в медной ленте

Критерий оптимизации Примесь, %

Ре № Р РЬ гп Б

Качество соединения (в среднем) 0,0046 0,0008 0,0082 0,0021 0,0024 0,0028

Стабильность процесса (в среднем) 0,0042 0,0012 0,0093 0,0024 0,0020 0,0016

Дисперсия стабильности 0,0040 0,0012 0,010 0,0025 0,0024 0,0012

Комплексный критерий оптимизации 0,0044 0,0010 0,0088 0,0022 0,0023 0,0021

Желательный диапазон (не более) 0,005 0,001 0,011 0,0025 0,0025 0,0028

На основании приведенных результатов оптимизации с заводами-изготовителями медной ленты были согласованы новые технические требования, регламентирующие содержание примесей. Данные результаты вошли в основу разработанных новых технических условий на медь ГОСТ 859-2001,

из которой производится медная лента по ГОСТ 1173-93, применяемая в качестве компоненты сталемедной катанки.

В четвертой главе проведено экспериментально-аналитическое исследование влияния механических свойств и структурного состояния медной ленты на качество соединения компонентов в сталемедной катанке. На основании решения оптимизационной задачи регламентируются значения временного сопротивления.

Важными параметрами состояния медной ленты являются ее механические свойства, которые регламентирует ГОСТ 1173-93. На основании проведенных методом корреляционного и дисперсионного анализа исследований установлено, что существенное и значимое отрицательное влияние на качество соединения компонентов сталемедной катанки для ленты Тайского завода ОЦМ оказывает увеличение значений временного сопротивления (как верхнего, так нижнего и среднего значений диапазона). Для ленты этого изготовителя характерен достаточно большой разброс значений временного сопротивления, что определяет положительную корреляцию при расширении диапазона данного механического свойства на исследуемый показатель качества.

Определены ограничения типа равенств, которые устанавливают функциональную связь между значениями временного сопротивления и качеством соединения компонентов сталемедной катанки, а также проведена оценка плотности распределения вероятности исследуемой случайной величины. Ограничениями типа неравенств являются диапазоны изменения уровня временного сопротивления по ГОСТ 1173-93.

Реализована процедура оптимизации, которая сводилась к поиску верхнего и нижнего значений диапазона изменения временного сопротивления доставляющих экстремум целевым функционалам (7) и (8). Как и в предыдущем случае система дополнялась условием достижения максимума самого показателя качества. Результаты оптимизации представлены в табл. 2.

Таблица 2

Регламентированные значения нижнего и верхнего пределов диапазонов значений временного сопротивления медной ленты

Критерий оптимизации Значения временного сопротивления, МПа

Нижний предел Верхний предел

Качество соединения (в среднем) 231,42 251,67

Стабильность процесса (в среднем) 233,55 245,63

Дисперсия стабильности 232,16 244,70

Комплексный критерий оптимизации 232,18 249,63

Желательный диапазон (не более) 230-250

Для проведения металлографических исследований структуры исходной медной ленты были выбраны различные партии (поставляемые в состоянии после рекристаллизационного отжига холоднодеформированной заготовки), показавшие различное качество соединения компонентов при плакировании. В ходе исследований установлено, что микротвердость медной ленты составляла в среднем от 7,5 до 11,3 МПа, причем наибольшую твердость имели образцы с меньшей оценкой качества соединения компонентов стале-медной катанки. Крупное зерно (ниже 6-го балла) в исходной медной ленте отрицательно влияет на качество соединения.

Качество соединения меди со сталью в технологии твердофазного соединения определяется, во многом, состоянием поверхностей соединяемых материалов. В связи с этим были проведены исследования состояния поверхности исходной медной ленты различных партий. Установлено, что на качество соединения компонентов в сталемедной катанке влияет дефектность поверхности медной ленты, связанная, с неполнотой протекания процесса рекристаллизации при отжиге у изготовителя данного вида сырья.

Металлографические исследования структуры медной ленты после формовки биметаллической композиции позволили выявить разнородные участки как по величине зерна, так и по микротвердости, а также наличие зазора между оболочкой и сердечником, что может оказать отрицательное влияние на прогрев и сцепление компонентов заготовки при последующей горячей прокатке. Обнаружена значительная неоднородность строения сварных швов, что свидетельствует о нестабильности параметров режима сварки медной ленты при формовке заготовки и может отрицательно влиять на качество соединения компонентов в сталемедной катанке, формируемое в ходе последующей горячей прокатки.

Выявлено, что при горячей деформации степень протекания динамической рекристаллизации в участках медной оболочки с разной величиной зерна различна, что может приводить к неоднородности свойств по сечению медной оболочки и ее отслоению, особенно, если допустить возможность охлаждения каких-либо участков при прокатке ниже температуры 800° С.

С заводами-изготовителями медной ленты согласованы новые технические требования, регламентирующие уровень данных параметров состояния медной ленты в диапазонах: твердость - не более 10 МПа, балл зерна -не более 6-8 баллов.

В пятой главе на основании проведенных исследований, а также в соответствии с поставленной целью разработан и внедрен в производство комплекс мероприятий, структурная схема которых представлена на рис. 3.

Опыт промышленной эксплуатации формовочного стана биметалла показал неудовлетворительные результаты использования стальных щеток, в неполной мере обеспечивающих требуемую степень очистки поверхности ленты. Проведены исследования по выявлению количества дефектной струк-

турной составляющей на поверхности медной ленты при обработке щетками из различных материалов. Это позволило обосновать выбор абразивно-нейлоновых щеток, обеспечивающих полное удаление загрязнений при минимальных механических воздействиях на структуру меди.

Внедренные в производство мерогоиятия

ШШ

Дополнения к техническим требованиям на поставку медной ленты

11111 ........... ................. ""

^овь^ехногщияеские

л _

Совершенствование режимов подготовки поверхности медной ленты на формовочном стане биметалла

_

■

■

Совершенствование процесса продольной аргонодуговой сварки кромок медной ленты

Совершенствование темпера-турно-скоростного режима электролитно-плазменного нагрева заготовки

<

ЙШ1

Рис. 3. Структурная схема комплекса организационных, технических и технологических мероприятий, обеспечивающих повышение качества соединения компонентов сталемедной катанки

На основании экспериментальных исследований усовершенствован ступенчатый режим электролитно-плазменного высокоскоростного нагрева, позволяющий достигать полного и равномерного прогрева по сечению и длине сталемедной заготовки. Разработан и изготовлен новый агрегат электролитно-плазменного нагрева, позволяющий реализовать усовершенствованный режим ступенчатого нагрева.

Усовершенствован процесс аргонодуговой сварки кромок медной ленты с применением двух сварочных горелок.

Внедрение новых технических и технологических решений в производство ЗМИ ЗАО «Профит» позволило снизить количество технологических

отходов сталемедной катанки и биметаллической продукции с 7,6% до 3,2%; повысить экономическую эффективность производства биметаллической продукции за счет применения медной ленты марки М2 взамен марки М1 и на 8,2% снизить затраты на производство биметаллической продукции; расширить сортамент производимой биметаллической продукции за счет освоения производства провода ПБСМЭ с повышенной электропроводностью и эластичностью; выйти на уровень качества мировых стандартов ASTM и DIN при производстве сталемедной продукции.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Обобщая представленные требования стандартов к показателям качества сталемедной проволоки, сформирована структура качества данного вида продукции. Установлено, что наиболее прогрессивные разработки и комплексные линии для производства сталемедной катанки базируются на процессах твердофазного соединения. Однако этот процесс обладает существенным недостатком, связанным с высоким количеством отходов, достигающим уровня 12% от объема перерабатываемого металла. Анализ причин столь значительного количества технологических отходов позволил определить, что основным показателем, определяющим данное положение, является непредсказуемое и регулярно повторяющееся отсутствие адгезионной связи между компонентами композиции, выявляющееся на всех стадиях производства сталемедной продукции.

2. Предложен общий подход к управлению качеством соединения компонентов сталемедной катанки с помощью технических и технологических параметров групп управления, заключающийся в разработке математической модели, позволяющей получать оптимальные параметры управления процессом и параметры исходного состояния компонентов сталемедной композиции, обеспечивающие максимальное значение комплексного показателя качества. Предложено и обосновано использование в качестве критерия эффективности управления качеством соединения компонентов сталемедной катанки меру стабильности процесса прокатки. Обосновано применение M-D модели стохастической оптимизации, где в качестве целевых функционалов используются математическое ожидание некоторой функции от решения (или самого решения) и дисперсия некоторой функции от решения (или самого решения).

3. На основании обработки статистических данных решена задача стохастической оптимизации процесса прокатки. Получены желательные диапазоны значений количества примесей в медной ленте, что позволило согласовать с заводами-изготовителями медной ленты новые технические требования, регламентирующие содержание примесей, а именно: железа не

более 0,005%; никеля не более 0,001%; фосфора не более 0,011%; свинца не более 0,0025%; цинка не более 0,0025%; серы не более 0,0028%.

4. На основании решения задачи стохастической оптимизации получены желательные границы верхнего и нижнего уровней диапазона значений временного сопротивления, что позволило согласовать с заводами-изготовителями медной ленты новые технические требования, регламентирующие уровень механических свойств в диапазоне 230-250 МПа.

5. Установлено, что на качество соединения компонентов в стале-медной катанке отрицательное влияние оказывают высокая твердость и крупное зерно исходной медной ленты. С заводами-изготовителями медной ленты согласованы новые технические требования, регламентирующие уровень данных параметров состояния медной ленты в диапазонах: твердость -не более 10 МПа, балл зерна - не более 6-8 баллов.

6. На основании экспериментальных исследований получены новые результаты влияния состояния поверхности медной ленты и температурно-скоростных параметров прокатки на прочность соединения стали с медью при совместной деформации в калибрах. Усовершенствован ступенчатый режим электролитно-плазменного высокоскоростного нагрева, позволяющий достигать полного и равномерного прогрева по сечению и длине сталемедной заготовки.

7. На основании теоретических и экспериментальных исследований усовершенствован технологический процесс обработки медной ленты с применением абразивно-нейлоновых щеток. Разработан и изготовлен новый агрегат электролитно-плазменного нагрева, позволяющий реализовать усовершенствованный режим ступенчатого нагрева. Усовершенствован процесс аргонодуговой сварки кромок медной ленты с применением двух сварочных горелок.

8. Внедрение новых технических и технологических решений в производство ЗМИ ЗАО «Профит» позволило снизить количество технологических отходов сталемедной катанки и биметаллической продукции с 7,6% до 3,2%; повысить экономическую эффективность производства биметаллической продукции за счет применения медной ленты марки М2 взамен марки М1 и на 8,2% снизить затраты на производство биметаллической продукции; расширить сортамент производимой биметаллической продукции за счет освоения производства провода ПБСМЭ с повышенной электропроводностью и эластичностью; выйти на уровень качества мировых стандартов ASTM и DIN при производстве сталемедной продукции.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1, Новая технология производства биметаллов соединением компонентов при прокатке в калибрах / Стеблянко B.JL, Ситников И.В., Щербо

Ю.А. и др. // Материалы Всесогозн. науч.-техн. кбнф. - Челябинск, 1989. С. 25-27.

2. Разработка и освоение опытно-промышленной линии производства сталемедной заготовки / Стеблянко В.Л., Ситников И.В., Щербо Ю.А. и др. // Новые технологии получения слоистых материалов и композиционных покрытий: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. - Сочи, 1992. - С. 11.

3. Патент № 2122908, РФ, МКИ6 В 23 К. Способ изготовления биметаллической проволоки / Ситников И.В., Щербо Ю.А., Андреев A.B. Опубл. в Б.И. № 34, 1998.

4. Патент № 2135364, РФ, МКИ6 В 32 В 31/12. Способ изготовления слоистых металлических материалов / Ситников И.В., Щербо Ю.А. Опубл. в Б.И. № 24, 1999.

5. Патент № 2158641, РФ, МКИ6 В 21 С 1/00. Способ производства профильных композиционных изделий / Рашников С.Ф., Ситников И.В., Щербо Ю.А, Циулин C.B. Опубл. в Б.И. № 31, 2000.

6. Патент № 2158665, РФ, МКИ6 В 23 К 9/22. Линия для производства слоистых металлических изделий / Щербо Ю.А, Ситников И.В, Рашников С.Ф. Опубл. в Б.И. № 31,2000.

7. Ситников И.В, Щербо Ю.А. Современная промышленная линия производства сталемедной биметаллической катанки // 61 науч.-техн. конф. по итогам научно-исследовательских работ за 2001-2002 гг: Сб. науч. тр. факультета технологий и качества- Магнитогорск: МГТУ, 2002. - С. 58-65.

8. Патент № 2220852, РФ, МКИ7 В 32 В 15/08. Композиционный слоистый материал и способ его изготовления / Анцупов A.B., Ситников И.В, Чукин М. В, Щербо Ю.А. Опубл. в Б.И. № 1, 2004.

9. Ситников И.В, Щербо Ю.А. Современная технология промышленного производства сталемедной проволоки и проводов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - Приложение 8. С. 15-17.

10. Оптимизация процессов деформирования слоистых материалов в условиях математической неопределенности / Чукин М. В, Щербо Ю.А, Ситников И.В. и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. Магнитогорск: МГТУ.

2005. №3. С. 62-66. *

11. Металлографическое исследование медной ленты для производства биметаллической заготовки / Щербо Ю.А, Чукин В.В, Ситников И.В. и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. Магнитогорск- МГТУ. 2005. № 3. С. 66-70.

12. Чукин М.В, Щербо Ю.А, Ситников И.В. Стабильность процесса прокатки как критерий эффективности управления качеством соединения компонентов сталемедной катанки // Обработка сплошных и слоистых материалов. Вып. 32: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Г.С. Гуна. Магнитогорск: МГТУ, 2005. С. 28-34.

Подписано в печать 25.11.2005, Формат 60x84 1/16. Бумага тип.Х» 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 882.

455000, Магнитогорск, пр.Ленина, 38 Полиграфический участок МГТУ

I'; 244 о 5

РНБ Русский фонд

2006-4 26538

i

Введение.

ГЛАВА 1. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СТАЛЕМЕДНОЙ ПРОДУКЦИИ И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВА.

1.1. Анализ требований стандартов к показателям качества сталемедной продукции.

1.2. Анализ технологий производства сталемедной проволоки.

1.3. Факторы, определяющие прочность соединения компонентов сталемедной катанки в технологии твердофазного соединения.

1.4. Выводы и постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ СТАЛЕМЕДНОЙ КАТАНКИ.

2.1. Стабильность процесса прокатки как критерий эффективности управления качеством сталемедной катанки.

2.2. Математическая постановка М-й модели стохастической оптимизации процесса прокатки сталемедной катанки.

2.3. Математическая постановка комплексного критерия оптимизации процесса прокатки сталемедной катанки.

2.4. Методика числовой формализации качества соединения компонентов сталемедной катанки.

2.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА МЕДНОЙ ЛЕНТЫ НА КАЧЕСТВО СОЕДИНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ

В СТАЛЕМЕДНОЙ КАТАНКЕ.

3.1. Оценка влияния химического состава медной ленты на качество соединения компонентов сталемедной катанки.

3.1.1. Оценка качества соединения компонентов сталемедной катанки в зависимости от химического состава медной ленты Гайского завода ОЦМ.

3.1.2. Оценка качества соединения компонентов сталемедной катанки в зависимости от содержания фосфора в медной ленте различных изготовителей.

3.1.3. Оценка качества соединения компонентов сталемедной катанки в зависимости от содержания серы в медной ленте Кировского завода ОЦМ.

3.2. Анализ стохастичности элементов химического состава медной ленты и оценки качества соединения компонентов сталемедной катанки.

3.2.1. Методика оценки стохастичности содержания примесей в медной ленте и оценки качества соединения компонентов сталемедной катанки.

3.2.2. Результаты исследования стохастичности содержания примесей в медной ленте различных изготовителей.

3.2.3. Плотность вероятностного распределения оценки качества соединения компонентов в сталемедной катанке.

3.3. Решение задачи стохастической оптимизации количества содержания примесей в медной ленте различных изготовителей.

3.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И

СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ МЕДНОЙ ЛЕНТЫ НА КАЧЕСТВО

СОЕДИНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ В СТАЛЕМЕДНОЙ КАТАНКЕ.

4.1. Оценка качества соединения компонентов сталемедной катанки в зависимости от механических свойств медной ленты.

4.2. Стохастическая оптимизация значений временного сопротивления медной ленты.

4.3. Металлографические исследования структуры исходной медной ленты.

4.4. Исследования состояние поверхности медной ленты.

4.5. Металлографические исследования структуры медной оболочки.

4.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ СТАЛЕМЕДНОЙ КАТАНКИ.

5.1. Совершенствование режимов подготовки медной ленты при обработке ее поверхности щетками.

5.2. Совершенствование процесса аргонодуговой сварки кромок медной ленты.

5.3. Совершенствование температурно-скоростного режима электролитно-плазменного нагрева заготовки.

5.4. Разработка усовершенствованного агрегата электролитно-плазменного нагрева заготовки стана ПСБ.

5.5. Эффективность технических и технологических решений при их внедрении в производство ЗМИ ЗАО «Профит».

На современном этапе развития науки и техники слоистые металлы находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности, в частности, на железных дорогах, городском электротранспорте, в электротехнике и электронике, благодаря тому, что слоистая композиция сочетает в себе высокие электропроводные и прочностные свойства. Слоистые проводники имеют, как правило, меньшую массу и более высокую коррозионную стойкость при минимальном расходе дорогостоящих цветных металлов. Так, сталемедная проволока с массовым содержанием меди от 20 до 70% используется в качестве проводниковых и силовых элементов подвески контактной сети электрифицированных железных дорог, телефонных проводов, специальных микрокабелей, авиа и сейсмографических кабелей, выводов радиодеталей и компонентов электронной техники. у

Вместе с тем, к слоистым проводниковым металлам, в частности, к широко используемой сталемедной биметаллической проволоке предъявляются все более жесткие требования по качеству, особенно при применении в изделиях, предназначенных для оборонной промышленности и авиации. Поэтому повышение качества данного вида продукции является весьма важной и актуальной задачей для всей экономики Российской Федерации.

Основными показателями качества, определяющими эксплуатационные свойства сталемедных проводников, являются:

1. Прочное соединение медной оболочки со стальным сердечником, обеспечивающее совместную деформацию компонентов без разрушения медного слоя при действии на проводник знакопеременных изгибающих и растягивающих напряжений в процессе эксплуатации.

2. Минимальная разнотолщинность медной оболочки по периметру и длине проводника, обеспечивающая стабильность электропроводных свойств.

3. Плотная и равномерная структура медной оболочки, обеспечивающая высокую коррозионную стойкость проводника в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Обеспечение высокого уровня приведенных выше показателей качества сталемедных проводников особенно тонких размеров (диаметром от 1 мм и ниже) определяется, в основном, способом, технологической схемой и конструкцией оборудования для получения сталемедной заготовки (катанки), которая в последующем перерабатывается в проволоку на станах сухого и мокрого волочения.

Наиболее прогрессивные разработки и комплексные линии для производства биметаллической катанки, в том числе сталемедной, базируются на процессах твердофазного соединения при совместной деформации основы (стального сердечника) и плакирующего слоя (сплошной медной оболочки), причем, сталемедная заготовка получается оборачиванием медной ленты вокруг стального сердечника. Однако, при всех преимуществах технологической схемы твердофазного соединения элементов сталемедной композиции, имеется ряд недостатков, связанных с непредсказуемым и регулярно повторяющимся отсутствием адгезионной связи между элементами композиции, выявляющимся на всех стадиях производства сталемедной продукции.

Температурно-скоростные условия, наряду с деформационными условиями, являются определяющими в вопросе достижения качественного соединения элементов сталемедной композиции. Специфика нагрева, связанная с высокой интенсивностью подвода тепла, предопределяет высокие требования к постоянству свойств и теплотехнических характеристик соединяемых материалов, т.е. результат нагрева ставится в зависимость от свойств материалов, входящих в композицию. При этом очевидно, что физические, химические и теплотехнические свойства материалов могут претерпевать изменения под влиянием меняющихся условий нагрева и зависят от исходного химического состава металлов, особенностей их внутреннего строения, состояния поверхностей и т.д.

В связи с этим, целью диссертационной работы является повышение качества соединения компонентов в сталемедной катанке за счет регламентации свойств медной ленты и совершенствования технологии плакирования на основе оценки стабильности процесса прокатки в условиях математической неопределенности.

Сформулированная цель определяет необходимость постановки и решения следующих задач:

- формализация стабильности процесса прокатки как критерия эффективности управления качеством соединения компонентов сталемедной катанки и разработка математической модели стохастической оптимизации процесса прокатки;

- статистическая оценка влияния на критерий оптимизации химического состава и механических свойств медной ленты, определяющих получение заданного уровня качественных показателей сталемедной катанки;

- экспериментальные исследования влияния структурных особенностей медной ленты на качество соединения компонентов сталемедной катанки;

- совершенствование технологии и оборудования для промышленного производства качественной сталемедной катанки.

Решение поставленных задач позволит повысить качество сталемедной катанки как сырья для производства биметаллической продукции, увеличить экономическую эффективность производства, расширить сортамент производимой сталемедной продукции.

4.6. Выводы по главе

Увеличение значений временного сопротивления (как верхнего, так и нижнего уровней диапазона) оказывает существенное и статистически значимое отрицательное влияние на качество соединения компонентов сталемедной катанки при использовании ленты Гайского завода ОЦМ- На основании решения задачи стохастической оптимизации получены желательные значения границ верхнего и нижнего уровней диапазона значений временного сопротивления, что позволило согласовать с заводами изготовителям медной ленты новые технические требования, регламентирующие уровень указанных механических свойств в диапазоне 230-250 МПа.

Установлено, что на качество соединения компонентов в сталемедной катанке отрицательное влияние оказывают высокая твердость (более 10 МПа) и крупное зерно (менее 6-го балла) исходной медной ленты. С заводами изготовителями медной ленты согласованы новые технические требования, регламентирующие уровень данных параметров состояния медной ленты в диапазонах: твердость - не более 10 МПа, балл зерна - не более 6-8 баллов.

На основании проведенных исследований установлено, что на качество соединения компонентов в сталемедной катанке влияет дефектность поверхности медной ленты, связанная, с неполнотой протекания процесса рекристаллизации при отжиге у изготовителя данного вида сырья.

Существенных изменений микроструктуры и твердости меди, вызванных процессами при формовке заготовки, которые бы могли повлиять на стабильность последующей горячей прокатки, на данном этапе исследования не выявлено.

В микроструктуре медной оболочки после формовки заготовки наблюдаются разнородные участки, как по величине зерна, так и по микротвердости, а также наличии зазора между оболочкой и сердечником, что может оказать отрицательное влияние на прогрев и сцепление компонентов заготовки при последующей горячей прокатке.

Обнаружена значительная неоднородность строения сварных швов, что свидетельствует о нестабильности параметров режима сварки медной ленты при формовке заготовки и может отрицательно влиять на качество соединения компонентов в сталемедной катанке формируемое в ходе последующей горячей прокатки.

Выявлено, что при горячей деформации степень протекания динамической рекристаллизации в участках медной оболочки с разной величиной зерна различна, что может приводить к неоднородности свойств по сечению медной оболочки и ее отслоению, особенно, если допустить возможность охлаждения каких-либо участков при прокатке ниже температуры 800° С.

ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ СТАЛЕМЕДНОЙ КАТАНКИ

На основании проведенных и представленных в предыдущих разделах диссертационной работы исследований, а также в соответствии с поставленной целью был разработан и внедрен в производство комплекс мероприятий, структурная схема которых представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Структурная схема комплекса организационных, технических и технологических мероприятий, обеспечивающих повышение качества соединения компонентов сталемедной катанки

Далее в работе рассматриваются некоторые приведенные на рис. 5.1 мероприятия более подробно.

5.1. Совершенствование режимов подготовки медной ленты при обработке ее поверхности щетками

Как следует из результатов проведенных ранее исследований, качество соединения меди со сталью в технологии производства биметалла методом твердофазного соединения во многом определяется состоянием поверхностей контактирующих материалов. Реализуемый в условиях ЗМИ ЗАО «Профит» технологический процесс изготовления сталемедной заготовки на формовочном стане биметалла включает операцию подготовки поверхности медной ленты стальными щетками, задачей которой является удаление имеющихся загрязнений с одновременной активацией контактной поверхности. Однако опыт промышленной эксплуатации данного стана показал неудовлетворительные результаты использования стальных щеток, в неполной мере обеспечивающих требуемую степень очистки.

В связи с этим, задачей настоящих исследований является сравнительная оценка состояния поверхности медной ленты после обработки щетками, выполненными из различных современных материалов, а также формулирование научно-обоснованного прогноза о влиянии такой ленты на оценку качества соединения компонентов сталемедной катанки.

Исследования проводились на образцах медной ленты Гайского завода ОЦМ. Исходные характеристики медной ленты и материал обрабатывающих щеток представлены в табл. 5.1, а характерные особенности состояния поверхности ленты после поверхностной обработки, выявленные визуальным осмотром, приведены в табл. 5.2.

Исследования проводились по методике количественной оценки плотности дислокаций и наличия дефектов на поверхности ленты, препятствующих образованию прочного соединения компонентов биметалла. Металлографический анализ проводился на структурах, полученных после травления исследуемых образцов в азотной кислоте с использованием технологии «СИАМС» и статистической оценкой достоверности полученных результатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате решения поставленных в диссертационной работе задач по повышению качества соединения компонентов сталемедной катанки за счет регламентации свойств медной ленты, можно сделать следующие выводы.

1. Обобщая представленные требования стандартов к показателям качества сталемедной проволоки, сформирована структура качества данного вида продукции. Установлено, что наиболее прогрессивные разработки и комплексные линии для производства сталемедной катанки базируются на процессах твердофазного соединения. Однако этот процесс обладает существенным недостатком, связанным с высоким количеством отходов, достигающим уровня 12% от объема перерабатываемого металла. Анализ причин столь значительного количества технологических отходов позволил определить, что основным показателем, определяющим данное положение, является непредсказуемое и регулярно повторяющееся отсутствие адгезионной связи между компонентами композиции, выявляющееся на всех стадиях производства сталемедной продукции.

2. Предложен общий подход к управлению качеством соединения компонентов сталемедной катанки с помощью технических и технологических групп управления, заключающийся в разработке математической модели, позволяющей получать оптимальные параметры управления процессом и параметры исходного состояния компонентов сталемедной композиции, обеспечивающие максимальное значение комплексного показателя качества. Предложено и обосновано использование в качестве критерия эффективности управления качеством соединения компонентов сталемедной катанки меру стабильности процесса прокатки. Обосновано применение М-О модели стохастической оптимизации, где в качестве целевых функционалов используются математическое ожидание некоторой функции от решения (или самого решения) и дисперсия некоторой функции от решения (или самого решения).

3. На основании обработки статистических данных решена задача стохастической оптимизации процесса прокатки. Получены желательные диапазоны значений количества примесей в медной ленте, что позволило согласовать с заводами изготовителями медной ленты новые технические требования, регламентирующие содержание примесей, а именно: железа не более 0,005%, никеля не более 0,001%, фосфора не более 0,011%, свинца не более 0,0025%, цинка не более 0,0025%, серы не более 0,0028%.

4. На основании решения задачи стохастической оптимизации получены желательные границы верхнего и нижнего уровней диапазона значений временного сопротивления, что позволило согласовать с заводами изготовителями медной ленты новые технические требования, регламентирующие уровень механических свойств в диапазоне 230-250 МПа.

5. Установлено, что на качество соединения компонентов в сталемедной катанке отрицательное влияние оказывают высокая твердость и крупное зерно исходной медной ленты. С заводами изготовителями медной ленты согласованы новые технические требования, регламентирующие уровень данных параметров состояния медной ленты в диапазонах: твердость - не более 10 МПа, балл зерна - не более 6-8 баллов.

6. На основании экспериментальных исследований получены новые результаты влияния состояния поверхности медной ленты и температурно-скоростных параметров прокатки на прочность соединения стали с медью при совместной деформации в калибрах. Усовершенствован ступенчатый режим электролитно-плазменного высокоскоростного нагрева, позволяющий достигать полного и равномерного прогрева по сечению и длине сталемедной заготовки.

7. На основании теоретических и экспериментальных исследований усовершенствован технологический процесс обработки медной ленты с применением абразивно-нейлоновых щеток. Разработан и изготовлен новый агрегат электролитно-плазменного нагрева, позволяющий реализовать усовершенствованный режим ступенчатого нагрева. Усовершенствован процесс аргонодуго-вой сварки кромок медной ленты с применением двух сварочных горелок.

8. Внедрение новых технических и технологических решений в производство ЗМИ ЗАО «Профит» позволило снизить количество технологических отходов сталемедной катанки и биметаллической продукции с 7,6% до 3,2%; повысить экономическую эффективность производства биметаллической продукции за счет применения медной ленты марки М2 взамен марки М1 и на 8,2% снизить затраты на производство биметаллической продукции; расширить сортамент производимой биметаллической продукции за счет освоения производства провода ПБСМЭ с повышенной электропроводностью и эластичностью; выйти на уровень качества мировых стандартов ASTM и DIN при производстве сталемедной продукции.

1. Гун Г.С. Управление качеством высокоточных профилей. М.: Металлургия, 1984. 152 с.

2. Д.И. Лайнер. Новые материалы для электроники. М.: Металлургия, 1967. 268 с.

3. Максимова Г.К., Костогрызов И.Д. Нанесение толстых медных покрытий гальваническим способом // Теория и практика процессов обработки композиционных и сплошных материалов: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск, 1990. С. 58-67.

4. Тарнавский А.Л., Бурылев В.В., Щуровский Б.В. Биметаллическая проволока. М.: Металлургиздат, 1963. 124 с.

5. Маковский В.А., Ейльман Л.С. Биметаллические прутки. М.: Металлургия, 1981. 179 с.

6. Башнин Ю.А., Улановский Ф.Б., Перепелица И.В. Термобиметаллы: композиции, обработка, свойства. М.: Машиностроение, 1986. 136 с.

7. Стеблянко В.Л. Создание технологий получения биметаллической проволоки и покрытий на основе процессов, совмещенных с пластическим деформированием. Дисс. на соискание уч. ст. докт. техн. наук. Магнитогорск, 2000.

8. A.C. № 587848 СССР, МКИ6 В 21 С 23/22, 1978.

9. Campo Richard A. Innovative approaches in composite wire design. «Wire J. Int.», 1983, 16, №3. C. 68-80.

10. Заявка № 58-17717, Япония, МКИ6 В 23 К 9/22. Линия для изготовления проволоки, покрытой медью.

11. Заявка № 59-147788, Япония, МКИ6 В 23 К 20/00. Способ изготовления композиционной проволоки с толстым покрытием.

12. Заявка № 63-137591, Япония, МКИ6 В 23 К 20/00. Линия для производства биметаллических прутков.

13. Заявка № 61-220378, Япония, МКИ6 В 23 К 9/22. Линия для производства биметаллических изделий.

14. Пат. № 5087300, США, МКИ6 В 32 В 31/20. Метод изготовления электропроводного троллейного медного провода со стальной сердцевиной. Опубл. в 1992.

15. Пат. № 4331283, США, МКИ6 В 23 К 20/04. Способ получения биметаллических прутков.

16. Ziemek Gerhard. Contrinuous process for manufacture of copperclad wires. «Metallurgie», 1976, 16, №2, P. 125-129

17. A.C. № 1759497 СССР, МКИ6, В 21 С 23/22. Способ получения пла-тинитовой проволоки / Пагиев С.С., Дзуцов К.Г., Дулаев А.К. Опубл. в Б.И. № 33, 1992.

18. Стеблянко В.Л., Ситников И.В., Щербо Ю.А. и др. Новая технология производства биметаллов соединением компонентов при прокатке в калибрах // Материалы Всесоюзн. науч.-технич. конф.: Челябинск, 1989.

19. Андреев A.B. Создание новой комплексной технологии производства сталемедной проволоки на основе непрерывной прокатки-прессования биметаллической заготовки. Дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. Челябинск, 2001. 156 с.

20. A.C. № 367182, СССР, МКИ6 В08В 1/00. Способ восстановления окислов, например, окиси меди / Алехин В.Я., Иофф М.М., Стрешнева A.M. Опубл. в Б.И. № 8, 1973.

21. Пат. 2008109 РФ, МКИ6 В 21 С 23/22, В 23 К 35/40, В 23 К 20/04. Способ изготовления биметаллической проволоки / Стеблянко В.Л., Бухиник Г.В., Ситников И.В., Веремеенко В.В., Трахтенгерц В.Л., Люльчак В.И. Опубл. 28.02.94. БИ. № 4.

22. Ситников И.В., Щербо Ю.А. Современная промышленная линия производства сталемедной биметаллической катанки // Сб. науч. тр. факультета технологий и качества МГТУ. Магнитогорск, 2002. С. 58-65.

23. Патент № 2135364, РФ, МКИ6 В 32 В 31/12. Способ изготовления слоистых металлических материалов / Ситников И.В., Щербо Ю.А. Опубл. в Б.И. № 24, 1999.

24. Патент № 2158641, РФ, МКИ6 В 21 С 1/00. Способ производства профильных композиционных изделий / Рашников С.Ф., Ситников И.В., Щербо Ю.А., Циулин С.В. Опубл. в Б.И. № 31, 2000.

25. Патент № 2158665, РФ, МКИ6 В 23 К 9/22. Линия для производства слоистых металлических изделий / Щербо Ю.А., Ситников И.В., Рашников С.Ф., Опубл. в Б.И. № 31, 2000.

26. A.C. № 1747213, СССР, МКИ6 D 08 D 7/04. Способ очистки металлических поверхностей. В.Л. Стеблянко, И.В. Ситников, В.И. Люльчак. Опубл. в Б.И. № 26, 1992.

27. Стеблянко В.Л., Ситников И.В. К вопросу очистки поверхности компонентов в поточной технологической линии производства сталемедной биметаллической проволоки // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвузовский сб. науч. тр. МГМИ, 1991. С. 41-46.

28. Ситников И.В. Температурно-скоростные условия получения сталемедной заготовки при прокатке с многосторонним обжатием // Сб. науч.-техн. тр. Магнитогорск: МГМИ, 1993.

29. Пат. № 2056960, РФ, МКИ6 В 23 К 20/00. Способ изготовления слоистых изделий / Ситников И.В. Опубл. в Б.И. № 24, 1994.

30. Патент № 2122908, РФ, МКИ6 В 23 К. Способ изготовления биметаллической проволоки / Ситников И.В., Щербо Ю.А., Андреев A.B. Опубл. в Б.И. №34, 1998.

31. Аркулис Г.Э. Совместная пластическая деформация разнородных металлов. М.: Металлургия, 1964. 272 с.

32. Аркулис Г.Э. Закономерности совместной пластической деформации разных металлов. Магнитогорск: МГМИ, 1990. 88 с.

33. Семенов А.П. О природе схватывания твердых тел.- М.: Наука, 1967.206 с.

34. Каракозов Э.С., Шоршоров М.Х. О понятии энергии активации топо-химической реакции между металлами в твердой фазе // Физ. и хим. обраб. матер. 1971, №4. С. 94-100.

35. Красулин Ю.Л., Шоршоров М.Х. О механизме образования соединения разнородных металлов // Физ. и хим. обраб. матер. 1967, №1. С. 89-97.

36. Шоршоров М.Х., Колесниченко В.А., Алехин В.П. Клинопрессовая сварка разнородных металлов. М. Металлургия, 1982. 112 с.

37. Каракозов Э.С., Зотин В.И., Александров A.A. Особенности образования соединения при сварке прокаткой // Автоматическая сварка. 1983, 31. С. 2229.

38. Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. М. Машиностроение, 1986г, 280 с.

39. Анциферов В.Н., Бобров Г.В., Дружинин Л.К. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. М.: Металлургия, 1987. 792 с.

40. Чарухина К.Е., Голованенко С.А., Мастеров В.А., Казаков Н.Ф. Биметаллические соединения. М.: Металлургия, 1970. 280 с.

41. Голованенко С.А. Сварка прокаткой биметаллов. М.: Металлургия, 1977. 160 с.

42. Афанасьев С.Д., Корягин H.H., Ковалев С.И. Феноменологическая модель соединения разнородных металлов в процессе совместной пластической деформации // Изв. АН СССР. Металлы. 1983. № 3. С. 16-20.

43. Kowalczyk L. Energía powierzchni miedzi przygotowania do spajania. Budy i metale niezel. 1984. V.29. № 3, P. 121-126.

44. Марутьян C.B., Бойко И.А., Голубев А.И. Активация поверхности стали путем ее ударной обработки. Физическая и химическая обработка материалов. 1988. № 2. С. 74-78.

45. Andreu M., Gilbert Y. Взаимосвязь между шероховатостью, поверхностной энергией и механической прочностью соединенных объектов // Mater. Et. Techn., 1987, № 3-4. С. 147-150, 75.

46. Леонов В.В., Брюханов A.B. Взаимосвязь поверхностной энергии вещества с его микротвердостью // Физ. и хим. обраб. матер., 1987, № 5. С. 151-153.

47. Носовский И.Г., Исаев Э.В. Влияние дефектов тонкой структуры на схватывание металлов при трении // Проблемы трения и изнашивания: Респ. Межведомств, науч.-техн. сб. Техника, Киев, 1981, вып.20, С. 3-9.

48. Nishiguchi Kimlyuki, Takanashi Yasuo. Количественный анализ процессов соединения в твердой фазе на базе фундаментальных исследований механизма сцепления // Есецу гаккай ромбунсю, Quart. J. Jap.Weld Soc., 1985, № 2, С. 303-315.

49. Лукашкин H.Д., Башкирова Т.И. Некоторые закономерности формирования биметаллического соединения при совместной пластической деформации однородных и разнородных металлов // Изв. АН СССР. Металлы, № 4, 1984. С. 96-99.

50. Арефьев Б.А., Бакаринова В.И., Юдицкий С.А. Кинетика компакти-рования сплава АМг 6 прокаткой // Физика и химия обработки материалов, 1986, №5. С. 126-129.

51. Король В.К., Гильденгорн М.С. Основы технологии производства многослойных прутков. М.: Металлургия, 1970. 236 с.

52. Ситников И.В. Разработка технологии и оборудования для производства сталемедной катанки на основе критериальной оценки процесса «прокатка-протяжка». Дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. Магнитогорск, 2004. 155 с.

53. Вишницкий A.A. Электрофизическая и электромеханическая обработка металлов. М.: Машиностроение, 1971.

54. Дунаевский В.И., Занин А.Я., Авдюшкин O.A. Скоростная термическая обработка круглого проката электролитно-плазменным способом // Тр. ВНИИметмаш. № 56, 1978. С. 90-98.

55. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. Издание 2. М.: Энергия, 1969. 440 с.

56. Тепло и массообмен. Теплотехнический обмен. Справочник. М.: Энергоиздат. 1982. 512 с.

57. Смирягин А.Н., Смирягина H.A., Белова A.B. Промышленные цветные металлы и сплавы. М.: Металлургия, 1974. 488 с.

58. Пресняков A.A., Червякова В.В. Природа провалов пластичности у металлических сплавов. Алма-Ата, Наука, 1970. 193 с.

59. Бобылев A.B. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. М.: Металлургия, 1980. 296 с.

60. Белов В.К. О топологических характеристиках микроструктуры поликристаллического металла заготовки //Материаловедение и термическая обработка металлов: Сб. науч. тр. Магнитогорск, 2003. С. 92-95.

61. Белов В.К., Леднов А.Ю. Проблемы измерения микротопографии поверхности и их решение // Обработка сплошных и слоистых материалов: Сб. науч. тр. Магнитогорск, 1995. С. 107-113.

62. Чукин М.В. Развитие теории и оптимизация процессов технологического и эксплуатационного деформирования изделий с покрытиями. Дисс. на соискание уч. ст. докт. техн. наук. Магнитогорск, 2001.

63. Чукин М.В. Постановка задачи стохастической оптимизации процессов деформирования объектов с покрытиями // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2001.-С. 195-201.

64. Ляпунов A.M. Общая задача об устойчивости движения. М.: Гостех-издат, 1950. 153 с.

65. Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем. М.: Наука, 1967.984с.

66. Болотин В.В. Неконсервативная задача упругой устойчивости. М.: Физматгиз, 1961. 339 с.

67. Моисеев H.H., Чванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. М.: Наука, 1978. 352 с.

68. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1971.488 с.

69. Четаев Н.Г. Устойчивость движения. М.: Наука, 1990. 176 с.

70. Четаев Н.Г. О неустановившемся равновесии, когда силовая функция не есть максимум // Ученые записки Казанского университета, 1938, N 9. С. 1822.

71. Клюшников В.Д. Проблемы неупругой устойчивости // Нерешенные задачи механики и прикладной математики. М.: МГУ, 1977. С. 86-91.

72. Дедюкин М.Ю., Крысько В.А. О критерии динамической потери устойчивости II Прикладная механика. Киев, 1994. № 10. С. 56-60.

73. Гитман М.Б., Трусов П.В., Федосеев С.А. Стохастическая оптимизация процессов обработки металлов давлением // Изв. РАН. Металлы. 1996. № 3. С. 72-76.

74. Гитман М.Б., Столбов В.Ю. О некоторых постановках и решениях задач оптимизации процессов обработки металлов давлением // Вестник ПГТУ. Механика: Межвуз. сб. Пермь: Изд. ПГТУ, 1995. № 2. С. 128-139.

75. Борисов А.Н., Алексеев A.B., Меркурьева Г.В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989. 304 с.

76. Карасев А.И. Теория вероятностей и математическая статистика. -4е издание. М.: Статистика, 1979. 279 с.

77. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. JT.: Энергия, 1976, 352 с, ил.

78. Углов A.A., Иванов В.В., Тужиков А.И. и др. Расчет температур в зоне воздействия концентрированных потоков энергии на металлы // Промышленная теплотехника. Т. 2, 1980. С. 68.

79. Баскаков А.П. Скоростной безокислительный нагрев и термическая обработка в кипящем слое. М.: Металлургия, 1968. 223 с.

80. Кобелев А.Г., Потапов И.Н., Кузнецов Е.В. Технология слоистых металлов. М. Металлургия, 1991. 248 с.

81. Технологический прорыв в будущее // ЭКО, № 2, 1986, с. 33-62.

82. Рыкалин H.H., Углов A.A., Анищенко JI.M. Высокотемпературные технологические процессы. М.: Наука, 1986. 172 с.