Разработка технологии получения и исследование реологических свойств деформированных полуфабрикатов из сплавов систем Al-Mg и Al-Fe с применением методов совмещенной обработки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат наук Самчук, Антон Павлович

• Самчук, Антон Павлович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Самчук, Антон Павлович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Анализ требований, выбор материалов и технологий для проведения исследований

1.2 Применение инженерных программных комплексов для моделирования и расчета параметров совмещенных процессов

1.3 Анализ результатов исследований процессов совмещенной обработки различных алюминиевых сплавов

1.4 Методы и оборудование для определения реологических свойств металла

1.5 Выводы и постановка задач

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ И ОЦЕНКА ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ИХ СОВМЕЩЕННОЙ ОБРАБОТКИ

2.1 Исследование сопротивления деформации полуфабрикатов, полученных совмещенными способами обработки из алюминиевых сплавов методом кручения

2.2 Вывод уравнений связи реологических свойств алюминиевых сплавов

с параметрами горячего деформирования

2.3 Определение энергосиловых параметров процесса совмещенной прокатки-прессования для исследуемых сплавов алюминия

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СПП ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ИССЛЕДУЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

3.1 Характеристика модельного эксперимента и анализ формоизменения металла

3.2 Анализ температурно-скоростных условий для сплавов АМг6, АВ87, 8176 на установке СПП-200 с разными катающими диаметрами валков

3.3 Анализ температурно-скоростных условий состояния для сплава АМг6 на установке СПП-400 с одинаковыми диаметрами валков

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СОВМЕЩЕННОЙ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ АМГ6, АВ87, 8176

4.1 Новые технические решения по конструкции оборудования для совмещенной обработки металла

4.2 Методика проведения исследований

4.3 Экспериментальные исследования структуры и свойств деформированных полуфабрикатов из сплава АМг6, полученных совмещенными методами обработки

4.4 Экспериментальные исследования структуры и свойств деформированных полуфабрикатов из сплава АВ87, полученных совмещенными методами обработки

4.5 Экспериментальные исследования структуры и свойств деформированных полуфабрикатов из сплава 8176, полученных совмещенными методами обработки

4.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии получения и исследование реологических свойств деформированных полуфабрикатов из сплавов систем Al-Mg и Al-Fe с применением методов совмещенной обработки»

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время идеи совмещенной обработки с применением операций прокатки, прессования и непрерывного литья получили развитие и находят все большее применение в производстве длинномерной продукции из алюминиевых сплавов. Это объясняется тем, что проведены всесторонние исследования этих процессов и подготовлены фундаментальные основы для внедрения их в производство. В основном эти работы проведены учеными института цветных металлов Сибирского федерального университета, а их результаты приведены в монографиях [1-7] и многочисленных научных статьях [8-19].

Однако в большей степени объектом исследований были технический алюминий марок А5Е и А7Е, а также мягкие алюминиевые сплавы типа АД1, АВЕ, АД31, АД35, т.е. 1ХХХ и 3ХХХ серий, которые достаточно легко деформируются в процессе совмещенной прокатки-прессования и обладают высокой технологичностью. Практическим результатом освоения производства из них, например, катанки, могут служить технология совмещенного литья с использованием роторного кристаллизатора и прокатки-прессования на установке СЛИПП-4, внедренные на Иркутском алюминиевом заводе [20].

Попытки получить качественную продукцию из твердых сплавов методом совмещенной прокатки-прессования не всегда приводили к положительным результатам, так как эти сплавы имеют узкий температурно-скоростной диапазон обработки и повышенные энергосиловые параметры, что может привести к появлению температурных трещин или поломке оборудования и инструмента. К таким сплавам можно отнести сплавы серий 4ХХХ, 5ХХХ, 8ХХХ и др.

В связи с этим актуальной научно-технической задачей является разработка комплекса технических и технологических решений для получения длинномерных деформированных полуфабрикатов из сплавов алюминия, трудно поддающихся деформации, с применением совмещенных методов обработки. Решение этой задачи связано с анализом формоизменения металла и оценкой энергосиловых параметров при совмещении и реализации операций прокатки и прессования, а также непрерывного литья. Важным условием решения этой задачи является также точное определение реологических свойств таких сплавов в достаточно широком диапазоне изменения температурно-скоростных условий и при высоких степенях и скоростях деформации, характерных для прессования.

Данная работа выполнялась в рамках Постановления Правительства РФ №218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства» в соответствии с договором Министерства образования и науки России №13^25.31.0083 по созданию высокотехнологичного производства по теме «Разработка технологии получения

алюминиевых сплавов с редкоземельными, переходными металлами и высокоэффективного оборудования для производства электротехнической катанки», а также по договорам с ООО «РУСАЛ ИТЦ».

В области совмещенной обработки алюминиевых сплавов учеными института цветных металлов Сибирского федерального университета проведены обширные теоретические и экспериментальные исследования. Однако по-прежнему задача получения деформированных полуфабрикатов на установках совмещенной обработки из алюминиевых сплавов, трудно поддающихся деформации, в том числе сплавов систем Al-Mg и Al-Fe, требует проведения дополнительных исследований в данном направлении.

Целью исследований является создание комплекса технических и технологических решений для повышения эффективности производства длинномерных деформированных полуфабрикатов круглого поперечного сечения из алюминиевых сплавов АМг6, АВ87, 8176 методом совмещенной обработки с использованием операций литья, прокатки и прессования.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- изучение реологических свойств алюминиевых сплавов марок АМг6, АВ87, 8176 в диапазоне температурно-скоростных и деформационных параметров, характерных для процессов совмещенной обработки, с использованием метода горячего кручения;

- расчёт энергосиловых параметров и моделирование в программном пакете DEFORM-3D формоизменения и температурно-скоростных условий совмещенной обработки для исследуемых сплавов;

- проведение экспериментальных исследований по получению длинномерных полуфабрикатов круглого поперечного сечения (прутков) из сплавов АМг6, АВ87, 8176 методами совмещенной обработки;

- проведение исследований структуры и механических свойств металла полученных полуфабрикатов из исследуемых сплавов;

- проведение промышленной апробации разработанной технологии и получение опытных партий продукции.

Научная новизна полученных результатов исследований заключается в следующем.

1. Усовершенствована конструкция установки для определения реологических свойств методом горячего кручения и с ее помощью получены массивы экспериментальных данных по реологическим свойствам деформированных полуфабрикатов из сплавов АМг6, 8176, АВ87.

2. Установлены закономерности изменения реологических свойств деформированных полуфабрикатов, изготовленных из исследуемых сплавов методом совмещенной обработки, и получены аналитические формулы для их определения в широком диапазоне изменения темпера-турно-скоростных и деформационных параметров процесса.

3. На основании результатов аналитических исследований и компьютерного моделирования обоснованы технологические параметры и установлены закономерности их изменения при получении длинномерных полуфабрикатов круглого поперечного сечения из исследуемых сплавов с использованием способов совмещенной обработки.

4. Установлены закономерности изменения механических свойств длинномерных полуфабрикатов из исследуемых сплавов в зависимости от деформационных и температурно -скоростных параметров совмещенной обработки.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в следующем.

1. Разработана и защищена патентом РФ №130708 конструкция установки для определения реологических свойств металла методом горячего кручения при различных температурно -скоростных и деформационных режимах испытания.

2. Разработана и защищена патентом РФ №138590 конструкция устройства для непрерывной прокатки и прессования изделий из цветных металлов и сплавов, на базе которой изготовлена и запущена в производство опытно-промышленная установка совмещенной обработки СПП-400.

3. Создана компьютерная модель процесса совмещенной прокатки-прессования, позволяющая выполнить расчеты формоизменения, температуры, скорости и энергосиловых параметров при варьировании условий совмещенной обработки алюминиевых сплавов.

4. Разработаны технологические режимы и получены опытные партии длинномерных полуфабрикатов круглого поперечного сечения из сплавов АМг6, 8176, АВ87 с требуемым уровнем механических и эксплуатационных свойств.

5. Результаты исследований внедрены в учебный процесс СФУ и используются для подготовки бакалавров и магистров по направлению «Металлургия» и аспирантов по специальности 05.16.05 - Обработка металлов давлением.

Исследования выполнены с использованием основных законов обработки металлов давлением, методов планирования и обработки экспериментальных данных, универсальных методов исследований структуры и свойств металла, а также метода конечных элементов в программном комплексе ВеЮгт-3В. На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований реологических свойств алюминиевых сплавов АМг6, АВ87, 8176;

- технические решения по конструкции установок для испытания реологических свойств методом кручения и для непрерывной прокатки и прессования изделий из цветных металлов и сплавов;

- результаты компьютерного моделирования процесса совмещенной прокатки -прессования для исследуемых сплавов;

- технологические решения для получения длинномерных деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов АМг6, АВ87, 8176 с применением методов совмещенной обработки, позволяющие изготовить продукцию с требуемым уровнем механических и эксплуатационных свойств.

Степень достоверности полученных результатов обоснована применением научных методов исследований на аттестованном и поверенном оборудовании, компьютерного моделирования и обработки результатов и подтверждена данными практической реализации опытно -промышленного опробования разработанных рекомендаций.

Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на Всероссийских научно-технических конференциях Сибирского федерального университета (г. Красноярск, 2013-2015 гг.); Международных конгрессах «Цветные металлы и минералы» (г. Красноярск, 2016-2018 гг.); Международном научно-техническом конгрессе «ОМД 2014. Фундаментальные проблемы, инновационные материалы и технологии (г. Москва, 2014 г.), XVIII International scientific conference «New technologies and achievements in metallurgy, materials engineering, production engineering and physics» (г. Ченстохова, Польша, 2015 г.), 3-ей международной научно-практической молодежной конференции Magnitogorsk Rolling Practice (г. Магнитогорск, 2018 г.) и др.

Результаты диссертационной работы отражены в 14 печатных трудах, из них 1 статья в издании, входящем в базу цитирования Scopus, 4 статьи из перечня журналов, рекомендуемых ВАК, и в 3 патентах РФ.

Автор работы выражает глубокую благодарность за консультации кандидату технических наук, доценту кафедры «Литейное производство» ИЦМиМ ФГАОУ ВО СФУ Губанову Ивану Юрьевичу.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Анализ требований, выбор материалов и технологий для проведения исследований

Как известно, алюминиевые сплавы делятся на литейные и деформируемые [21]. При этом номенклатура полуфабрикатов и изделий, получаемых традиционными видами обработки металлов давлением, сформирована достаточно давно. В перечень этих изделий литейные сплавы не входят, но их потребление растет с каждым годом почти во всех отраслях современной промышленности [22]. Достаточно успешными попытками получения деформированных полуфабрикатов из литейных сплавов и даже из вторичных алюминиевых сплавов следует считать обработку давлением гранул алюминиевых сплавов, полученных с большой скоростью охлаждения путем диспергирования расплава в воду [23 - 25]. Перечень получаемых из гранулируемых сплавов полуфабрикатов включает пресс-изделия, прокат, штампованные поковки, а также проволоку, изготовляемую волочением. Однако, технология получения длинномерных полуфабрикатов и особенно проволоки мелкого сечения, включающая литье гранул, их сушку, дегазацию, брикетирование, обточку брикетов, прессование и последующее волочение, характеризовалась большой сложностью и энергоемкостью производства, а полученные полуфабрикаты -нестабильностью свойств.

ВозниКНовение и развитие способов непрерывного прессования, основанных на использовании активных сил трения, дало новый импульс развитию технологии обработки алюминиевых сплавов за счет замены мощных гидравлических прессов на достаточно компактную установку типа Конформ [6, 26-28]. Кроме того, установки Конформ применимы и для гранульных технологий, где большая доля сдвиговых деформаций, характерных для данного способа, обеспечивает образование ювенильных поверхностей на гранулах, что способствует высокому качеству схватывания между ними и повышению стабильности свойств компактных полуфабрикатов [7].

Дальнейшее развитие идеи использования активных сил трения для деформирования металла валками (метод Экстроллинг) было воплощено в методе, совмещающем процесс прокатки и прессования в одном очаге деформации, названном авторами совмещенной прокаткой-прессованием (СПП) [6]. Здесь можно использовать разные виды заготовок, в том числе и литые. Экспериментальные исследования [19] показали, что применение при литье электромагнитного кристаллизатора и последующей термодеформационной обработки на установках совмещенной обработки [29] методом СПП, характеризующимся высокой интенсивностью сдвиговых деформаций, позволяет получать длинномерные деформированные полуфабрикаты небольшого поперечного сечения даже из литейных алюминиевых сплавов (силуминов).

Основной востребованной промышленностью продукцией из алюминиевых сплавов является проволока для электропроводников и сварки, а также прутки для раскисления углеродистых сталей, производства ферросплавов и титановых, ванадиевых, кобальтовых сплавов, получаемых методами алюмотермии [29-33].

В связи с этим для исследований были выбраны следующие алюминиевые сплавы:

- сплав АМг6 системы Al-Mg для производства сварочной проволоки;

- сплав 8176 системы Al-Fe для изготовления токоведущих жил электрических проводов;

- вторичный сплав АВ87 системы Al-Mg для получения прутков с целью раскисления стали.

С развитием ракетно-космической техники возникла острая необходимость в свариваемых деформируемых сплавах. В 1950-х годах был разработан ряд свариваемых сплавов системы Al-Mg (магналии), включая сплав АМг6, проволока из которого является одним из распространенных видов продукции.

При дуговой сварке большинства сварных соединений требуется использование присадочного материала в виде проволоки, металл которой заполняет зазоры, а также обеспечивает формирование сварного шва. Кроме того, проволока позволяет изменять состав шва, что особенно важно при сварке различных алюминиевых сплавов. Требуемый для легирования состав проволоки выбирают с учетом химического состава свариваемых кромок и доли участия проволоки в образовании шва.

Общим правилом при сварке алюминиевых сплавов является то, что металл сварочной проволоки должен примерно соответствовать по химическому составу металлу детали. Исключением являются сплавы алюминия с магнием, для сварки которых из-за интенсивного испарения магния при сварке следует использовать проволоку с содержанием магния большим, чем в детали. Например, из магналиев часто изготовляют проволоку марки СвАМг6, которая применяется для сварки алюминиево-магниевых сплавов, авиалей, а также для свариваемых сплавов системы Al-Zn-Mg.

Документом, регламентирующим химический состав, свойства и показатели качества тянутой и прессованной проволоки из сплавов систем Al-Mg, является ГОСТ 7871-75 «Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия» [33]. Химический состав сплавов указан в таблице 1.1. Областью применения проволоки из сплавов этих систем является сварка изделий и конструкций плавлением.

Проволока в России выпускается в диапазоне диаметров от 0,08 до 12,5 мм. В зависимости от диаметра проволоки предельные отклонения размеров проволоки колеблются от ± 0,060 до ± 0,14 мм. Прессованный пруток в свою очередь выпускается от 4,5 мм до 12,5 и в зависимости от его диаметра предельные отклонения размеров прутка колеблются от ± 0,3 до ± 0,7 мм.

Следует отметить, что традиционные технологии получения прутков из сплава АМг6 методом прямого прессования на гидропрессах характеризуются повышенной трудо - и энергоемкостью и большими экономическими затратами [6, 34-39].

Таблица 1.1 - Химический состав сварочной проволоки из сплавов систем Al-Mg

Марка сплавов Массовая доля элементов, %

Основные компоненты Примеси не более

Al Mg Si Mn Ti Cr

CвАМг3 не менее 99,5 3,2-3,8 0,5-0,8 0,3-0,6 — —

CвАМг5 4,8-5,8 — 0,5-0,8 0,1-0,2 —

Св1557 4,5-5,5 — 0,2-0,6 — —

CвАМг6 5,8-6,8 — 0,5-0,8 — —

CвАМг63 5,8-6,8 — 0,5-0,8 — 0,07-0,15

CвАМг61 5,5-6,5 - 0,8-1,1 - -

В работе [40] приведены результаты исследований процесса совмещенной прокатки-прессования для сплава АМг6 и получены данные по механическим свойствам прутков при различных температурно-скоростных условиях деформации металла и работы прессового и валкового инструмента (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Механические свойства прутков, полученных методом СПП из сплава АМг6

Номер опыта Температура, о С Временное сопротивление разрыву, МПа Относительное удлинение, %

валков матрицы заготовки

1 350 200 480 253,1 261,3 11,6 11,4

2 380 200 480 265,8 288,4 11,7 11,6

3 370 260 430 318.7 315.8 11,2 11,1

4 380 260 430 317,0 322,5 11,0 11,1

Анализ полученных данных показал, что механические свойства соответствуют ГОСТ 21488-97 по прочностным характеристикам (СТВ =315 МПа) и несколько ниже по относительному удлинению ( 5 =15%).

Другой не менее важной для промышленности продукцией является проволока для то-копроводящих жил из сплавов системы Al-Fe (серия 8ХХХ), которая должна заменить устаревший тип электропроводки из алюминия, использовавшийся в России до 2003 года, и широко применяется для изготовления электропроводки в США и Китае [41].

Специалисты ОК РУСАЛ разработали и освоили производство катанки из сплавов 8030 и 8176 на Кандалакшском и Иркутском алюминиевых заводах [42, 43], при этом ее производят

на литейно-прокатных агрегатах (ЛПА) и свойства регламентированы DIN EN 1715-2 (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Свойства катанки из алюминиевых сплавов 8176 и 8030 в соответствии с DIN EN 1715-2

Обозначение сплава Состояние поставки Механические свойства Электротехнические свойства при температуре 20 °С

Ов, МПа 5, % р20, мкОмсм-1 % IACS

мин. макс. мин. макс. мин.

EN AW-8176 О 60 110 40 2,86 60,2

Н24 100 150 25 2,86 60,2

EN AW-8030 О 60 110 40 2,86 60,2

Н24 100 150 25 2,86 60,2

По своим эксплуатационным характеристикам кабели с токопроводящими жилами из алюминиевых сплавов серии 8ХХХ не уступают традиционно применяемым проводам с медными жилами и имеют ряд существенных преимуществ:

- снижение стоимости до 2,5 раз (в зависимости от сечения токопроводящих жил);

- снижение веса до 70%;

- широкий диапазон цен при стабильно высоком качестве продукции;

- стойкость к перегибам.

Однако при производстве катанки из сплавов 8ХХХ на ЛПА узкие температурно -скоростные интервалы кристаллизации слитка и последующей деформационной обработки могут вызвать появление трещин, которые вследствие больших растягивающих напряжений при прокатке приводят к появлению брака. Кроме того, эта технология предполагает использование большого количества производственных площадей, прокатных клетей, а также сложной системы автоматизированного контроля и управления агрегатом [6].

Вторичные сплавы марки АВ содержат большое количество магния и служат для раскисления железа, а их химический состав регламентируется ГОСТ 295-98. Настоящий стандарт распространяется на сплавы, изготовляемые из первичного сырья или лома и отходов алюминиевых сплавов, в чушке и гранулах для раскисления углеродистых сталей, при производстве ферросплавов, а также титановых, ванадиевых, кобальтовых сплавов, получаемых методами алюмотермии и предназначенных для нужд экономики страны и экспорта [39]. Химический состав сплавов должен соответствовать требованиям таблицы 1.4.

Таблица 1. 4 - Химический состав вторичных сплавов алюминия

Марка Массовая доля, %

суммы А1 и Mg, не менее в том числе Mg, не более примесей, не более %

Zn Si Sn Pb всего

АВ97 97 0,1 0,1 0,1 1,0 0,1 0,1 3,0

АВ91 91 3,0 3,0 0,8 3,0 0,3 0,2 9,0

АВ93 93 3,0 3,0 0,7 1,0 0,1 0,1 7,0

АВ87 87 3,0 3,8 3,3 5,0 0,3 0,2 13,0

К раскислителям предъявляют следующие требования:

- возможно меньшее содержание вредных примесей (серы и фосфора), цветных металлов и газов;

- минимальное количество неметаллических включений;

- химическая однородность отдельных кусков и партии;

- максимальное содержание ведущего компонента;

- более низкая по сравнению с легированной сталью температура плавления;

- некоторая хрупкость, облегчающая дробление кусков, однако при транспортировке и дроблении не должна образовываться мелочь;

- отсутствие токсичных выделений при легировании и возможность длительного хранения без рассыпания и окисления.

Сплавы-раскислители обычно приготавливают из низкосортного вторичного алюминиевого сырья или из первичного алюминия, загрязненного растворенным железом. Основной вид продукции из этих сплавов изготавливают в виде чушек или гранул. Чушки изготавливают массой от 4 до 20 кг, а гранулы - от 0,5 до 15 г.

Так как применение в качестве раскислителей при производстве сталей обычных чушек не обеспечивает необходимый уровень усвоения элементов - раскислителей, появилась необходимость получения пресс-изделий малого поперечного сечения, которые возможно сматывать в бухту. Поэтому для раскисления целесообразно использовать катанку, которая в России выпускается по ГОСТ 13843-78 [32]. Этот вид раскислителя, несмотря на более высокую стоимость, гораздо эффективнее и удовлетворяет перечисленным выше требованиям. Кроме того, катанку удобно вводить в расплав с определенной скоростью, что важно для получения качественной стали. Однако недостатками технологии производства такого раскислителя являются сравнительно низкая пластичность и невысокая стойкость валкового инструмента при производстве катанки. Это позволяет сделать предположение, что можно получать пруток из вторичного алюминиевого сплава методами совмещенной обработки металлов.

Таким образом, в качестве исследуемых материалов выбраны сплавы систем Al-Mg и Al-Fe, которые широко применяются в промышленности, но нетехнологичны при обработке давлением. Особенность легирования данных сплавов различными элементами, такими, как титан, железо, кремний, цинк и др., вызывают трудности при их обработке, даже с использованием операций традиционного прямого прессования на горизонтальных гидравлических прессах большой мощности. Кроме того, энергозатраты при производстве пресс-изделий таким способом достаточно велики, что приводит к значительному росту себестоимости прессованной продукции из сплавов алюминия [8]. Применение технологий непрерывного литья и прокатки на литейно-прокатных агрегатах, в отличие от прессования, характеризуются непрерывностью технологического цикла, поэтому имеют по сравнению с ним большую производительность и выход годного. Однако в промышленном производстве в России эти технологии используются в основном для производства катанки преимущественно из алюминия марок А5Е и А7Е, и в меньшей мере сплава АВЕ. При этом выпускаемые провода имеют низкие прочностные свойства и термостойкость. Изготовление катанки из более прочных сплавов, имеющих, как правило, и более низкую пластичность, проблематично из-за сложности литья непрерывной заготовки небольшого сечения и низкой стойкости валкового инструмента.

Для эффективной обработки твердых алюминиевых сплавов необходимо применять схему всестороннего неравномерного сжатия. Такая схема реализуется при прессовании [36], при этом металл имеет максимальную пластичность и не подвержен образованию дефектов (трещин), характерных, например, для прокатки. Однако прокатка [44], пожалуй, единственный практически применяемый способ ОМД, при котором возможно организовать непрерывный цикл обработки металла и добиться максимальной производительности.

В последнее время для производства длинномерных деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов все чаще применяют совмещенные и комбинированные процессы обработки [1-6]. Применение операции сортовой прокатки позволяет создать непрерывность обработки и необходимые силы активного трения для выдавливания готового изделия. Прессование позволяет получать заданные с помощью матрицы конфигурацию и размеры изделий при высоких степенях деформации. Совмещение этих операций обработки давлением (совмещенная прокатка-прессование) дает возможность производить длинномерные деформированные полуфабрикаты в одной прокатной клети за один цикл обработки.

Для получения пресс-изделий возможна обработка предварительно сформированной литой заготовки в твердом состоянии и обработка металла в твердожидком состоянии [2]. В связи с тем, что в последнем случае одновременно происходит высокоскоростная кристаллизация -деформация металла в валках и его выдавливание через матрицу, данный метод был назван методом совмещенного литья и прокатки-прессования (СЛИПП) [6]. Однако под этим методом

понимают также последовательную обработку слитка, получаемого непрерывным литьем в роторный или электромагнитный кристаллизатор [8] и последующую обработку с помощью операций прокатки и прессования. В связи с этим метод обработки металла, заключающейся в заливке жидкого металла во вращающиеся валки и его кристаллизации-деформации, был назван бесслитковой прокаткой-прессованием (БПП) [8].

В таблице 1.5 приведены сравнительные технические показатели технологий прессования и непрерывного литья и прокатки (НПЛ) на ЛПА и технологии БПП. Видно, что по многим показателям традиционно применяемые технологии уступают технологиям совмещенной обработки.

Таблица 1.5 - Сравнительные показатели технологий получения длинномерных полуфабрика-

тов из алюминиевых сплавов

Показатель Технология

Прессование НПЛ БПП

Непрерывность Обеспечивает только полунепрерывное прессование со стыковой сваркой профилей Обеспечивает Обеспечивает

Состав оборудования Линия с горизонтальным гидропрессом усилием 1620 МН 15-20 и более клетей Одна клеть

Габариты оборудования по длине до 80 метров 50-70 метров 10-15 метров

Энергоемкость Индивидуальный привод гидропресса и насосно-аккумуляторной станции Групповой привод 15-20 прокатных клетей и машины литья Индивидуальный привод 1 прокатной клети

Гибкость перехода от одного типа профиля к другому Обеспечивается быстрой сменой прессового инструмента Только катанка круглого сечения диаметром от 9 до 15 мм Обеспечивается быстрой сменой прессового инструмента

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Самчук, Антон Павлович, 2018 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аксенова, К.В. Инновационные металлические материалы : монография / К.В. Аксенова, Л.А. Барков, М.П. Барышников, М. Бреда, Р.З. Валиев [и др.]. под общ. ред. В.М. Ко-локольцева. Магнитогорск : Изд-во Магнитогорск. гос. ун-та им. Г.И. Носова, 2016. - 371 с.

2. Сидельников, С.Б. Особенности структурообразования и свойства металла при высокоскоростной кристаллизации-деформации и модифицировании алюминиевых сплавов: коллективная монография / С.Б. Сидельников, Е.С. Лопатина Е.С., Н.Н. Довженко [и др.]. -Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2015. - 180 с.

3. Горохов, Ю.В. Основы проектирования процессов непрерывного прессования металлов : монография / Ю.В. Горохов, В.Г. Шеркунов, Н.Н. Довженко, С.В. Беляев [и др.]. -Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2013. - 224 с.

4. Грищенко, Н.А. Механические свойства алюминиевых сплавов : монография / Н.А. Грищенко, С.Б. Сидельников, И.Ю. Губанов [и др.]. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2012. - 196 с.

5. Довженко, Н.Н. Прессование алюминиевых сплавов: моделирование и управление тепловыми условиями : монография / Довженко Н.Н., Беляев С.В., Сидельников С.Б., Довженко И.Н., Лопатина Е.С., Галиев Р.И. - Красноярск : СФУ, 2009. - 311 с.

6. Сидельников, С.Б. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов и сплавов: монография / Сидельников С. Б., Довженко Н. Н., Загиров Н. Н. - М. : МАКС Пресс, 2005. - 344 с.

7. Непрерывное прессование со сваркой алюминиевых сплавов. Корнилов В.Н. Красноярск: изд-во педагогического института, 1993. - 216 с.

8. Sidelnikov, S. Application and Research Twin Roll Casting-Extruding Process for Production Longish Deformed Semi-Finished Products from Aluminum Alloys / S. Sidelnikov, R. Galiev, A. Bersenev, D. Voroshilov // Materials Science Forum. - 2018. - Vol. 918. - pp. 13 - 20.

9. Dovzhenko, N. New Technology of Combined Machining of Aluminium Alloys / N. Dovzhenko, S. Sidelnikov, I. Dovzhenko, R. Galiev // Key Engineering Materials. - 2017. - ISSN: 1662-9809. Vol. 746. - pp. 29 - 35.

10. Dovzhenko, I. N. 3D modelling of combined rolling-extrusion of alloying rods of Al -Ti - B / I. N. Dovzhenko, N. N. Dovzhenko, S. B. Sidelnikov, R. I. Galiev // Non-ferrous Metals. -2017. Vol. 43. № 2. - pp. 50 - 55.

11. Sidelnikov, S. Analysis of energy-force parameters of combined processing for receiving modifiing bars from Al-5Ti-1B alloy / S. Sidelnikov, R. Galiev, E. Lopatina, A. Samchuk // Non-ferrous Metals - 2017, № 1. Vol. 42 - pp. 30 - 35.

12. Ворошилов, Д.С. Разработка способов и оборудования для промышленного освоения процессов получения длинномерных деформированных полуфабрикатов из сплавов системы Al-РЗМ с применением методов совмещенной обработки / Д. С. Ворошилов, С. Б. Си-дельников, О. В. Якивьюк, А.П. Самчук, П.Н. Шабарин // XVIII International scientific conference «New technologies and achievements in metallurgy, materials engineering, production engineering and physics». A collective monograph edited by Jaroslaw Boryca, Dorota Musial, Series: Monografie Nr 68, Czestochowa 2017, p. 290 - 295.

13. Zagirov, N. N. Computational-and-Experimental Evaluation of the Implementation Condition of Combined Rolling—Pressing Using the Power Balance Method / N. N. Zagirov, N. N. Dovzhenko, S. B. Sidelnikov, V. M. Bespalov // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. - 2016. -Vol. 57. - № 2. - pp. 95 - 100.

14. Сидельников, С. Б. Прогнозирование свойств металла при совмещенной обработке сплавов системы Al-РЗМ на основе поэтапной оценки их механических характеристик / С. Б. Сидельников, Н.Н. Загиров, Е. С. Лопатина, Р. И. Галиев, Э. А. Рудницкий, Д. С. Ворошилов, А. С. Сидельников // Цветная металлургия. Известия высших учебных заведений. - 2015. - № 4. -с. 32 - 37.

15. Сидельников, С. Б. Исследование термостойкости деформированных полуфабрикатов из новых алюминиевых сплавов, полученных с применением совмещенных методов обработки / С. Б. Сидельников, Н. Н. Довженко, В. М. Беспалов, В. И. Кирко, В. В. Леонов, Д. С. Ворошилов // Материали за XI международна научна практична конференция «Achievement of high school - 2015». 17 - 25 November, София. 2015. Том № 14. с. 3 - 7.

16. Довженко, Н. Н, Новые технические решения для реализации инновационных технологий совмещенной обработки цветных металлов и сплавов / Н. Н. Довженко, С. Б. Си-дельников, С. В. Беляев, Н. Н. Загиров // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении : Сб. науч. трудов. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. с. 564 - 573.

17. Довженко, Н.Н. Исследование механических свойств деформированных полуфабрикатов из сплавов системы Al-РЗМ, полученных с помощью совмещенных методов обработки : A collective monograph XV INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE New technologies and achievements in metallurgy, materials engineering and production engineering. Series : Monographie / Н. Н. Довженко, С. Б. Сидельников, Д. С. Ворошилов, Р. И. Галиев, М. М. Мотков // Czes-tochowa, 2014. № 40. S - 236-239.

18. Matveeva, I.Development and research of new aluminium alloys with transition and rare-earth metals and equipment for production of wire for electrotechnical applications by methods of combined processing / I. Matveeva, N. Dovzhenko, S. Sidelnikov, L. Trifonenkov, V. Baranov, E. Lo-

patina // TMS Light Metals Light Metals 2013 - At the TMS 2013 Annual Meeting and Exhibition, 2013. рр. 443 - 447.

19. Sokolov Ruslan E., Sidelnikov Sergey B. Application of Methods Combined Treatment for Obtaining Welding Wire from Silumins / Журнал Сибирского федерального университета. 2015. № 2 (2015 8), с. 180 -184.

20. Сальников, А.В. Производство катанки из твердых алюминиевых сплавов методом совмещенной прокатки-прессования / А. В. Сальников, А. В. Стрелов, М. М. Мотков //«Цветные металлы и минералы» - Красноярск: 2017/ с. 674 - 677.

21. Алюминиевые сплавы. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы: Справочное руководство / Под ред. Ф. И. Квасова и И. Н. Фридляндера. М. : Металлургия, 1972.

22. Золоторевский В. С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. - М. : «МИСиС», 2005. - 376 с.

23. Гранулированные материалы. Колпашников А. И., Ефремов А. В. М., Металлургия, 1977. 240 с.

24. Прокатка гранул алюминиевых сплавов. Северденко В. П., Шепельский Н. В., Горбунов Ю. А., Жилкин В. З. Минск, Наука и техника, 1978. 216 с.

25. Обработка давлением гранул алюминиевых сплавов. Северденко В. П., Шепельский Н. В., Жилкин В. З. М., Металлургия, 1980. 216 с.

26. Ю.В. Горохов, И.В. Солопко, В.П. Суслов, М.А. Крылов. Особенности пластического течения материала заготовки в деформационной зоне при непрерывном прессовании способом Конформ // Цветные металлы , 2010, №12, c. 69-71.

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

28. Wheel and shoe forced cooling at conform installations / Y.V. Gorokhov, S.V. Belyaev, A.P. Skuratov, I.Yu. Gubanov, I.V. Uskov, V.I. Kirko, E.M. Lesiv, A.S. Potapenko, N.P. Koptseva, N.B. Erdyneev // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2018. - Т. 13. - № 7. - С. 2661-2665.

29. Сидельников, С. Б., Довженко Н. Н., Тимофеев В. Н. и др. Установка для непрерывного литья, прокатки и прессования. Патент РФ № 67492. Опубл. 27.10.2007, Бюл. №30.

30. Белый, Д.И. Алюминиевые сплавы для токопроводящих жил кабельных изделий / Д.И. Белый // Кабели и Провода, 2012. - № 1. - С. 8 - 15.

31. ГОСТ 295-98 «Алюминий для раскисления, производства ферросплавов и алюминотермии».

32. ГОСТ 13843-78 «Катанка алюминиевая. Технические условия».

33. ГОСТ 7871-75 «Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия».

34. Механические свойства макрокристаллического алюминиевого сплава АМг6. Чу-вильдеев В.Н., Грязнов М.Ю., Копылов В.И., и др. Вестник Нижегородского университета им. Н.Л. Лобачевского, 2008, № 4, с. 35 -42.

35. Логинов Ю.Н., Дегтярева О.Ф., Антоненко Л.В. Особенности формирования свойств горячепрессованной заготовки из сплава АМг6. Обработка материалов давлением: КШП ОМД. - 2007. N 6. С.14 - 17.

36. Технология прессования : учеб. / И.Л. Константинов, С.Б. Сидельников, Н.Н. Довженко [и др.]. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2017. - 236 с.

37. Промышленные Алюминиевые сплавы: Справ. изд. /Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1984. 528 с.

38. Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов: Справ. изд/Балахонцев Г.А., Барбанель Р.И., Бондарев Б.И. и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1985. - 352 с.

39. И.Н. Фридляндер. Современные алюминиевые, магниевые сплавы и композиционные материалы на их основе. Металловедение и термическая обработка металлов, №7, 2002.

40. Сидельников С.Б., Довженко Н.Н. Галиев Р.И. Экспериментальные исследования формоизменения и энергосиловых параметров процесса совмещенной прокатки-прессования прутков из алюминиевых сплавов Цветная металлургия. Известия высших учебных заведений. - 2003. - № 4. - с. 49 - 54.

41. Кабели из инновационных алюминиевых сплавов серии 8XXX легче, гибче и дешевле медных. Их использование в строительстве позволит вытеснить с рынка фальсификат, угрожающий жизни и здоровью потребителей. / Алюминиевая ассоциация [сайт]. - Режим доступа http://www.aluminas.ru/projects/wire_of_aluminium_alloys/

42. Сравнительный анализ свойств длинномерных деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов 8176 и 8030, полученных совмещенными способами обработки / С.Б. Сидельников, Н.Н. Довженко, Е.С. Лопатина, Р.И. Галиев, А.Л. Трифоненков, А.П. Самчук // Производство проката. - 2017. - № 7. - С. 37 - 40

43. Экспериментальные исследования процесса совмещенной обработки для получения катанки из сплавов системы Al-Fe. Сидельников С.Б., Довженко Н.Н., Дроздова Т.Н. и др., Производство проката, № 9. 2015. 40 - 46 с.

44. Технология прокатки: учеб. / С.Б. Сидельников, И.Л. Константинов, Д.С. Ворошилов. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2016. - 180 с.

45. Бережной, В. Л. Моделирование процессов прессования с использованием конечно-элементных программ: направления развития и ограничения / В. Л. Бережной // Технология легких сплавов. - 2005. - № 1-4. - C. 129 - 136.

46. Метод конечных элементов в механике деформируемого твёрдого тела: Учеб. пособие / В.Г. Фокин. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2010. - 131 с.: ил.

47. DEFORM-3DVersion 6.0 User's Manual [M]. - Columbia, Ohio : Scientific Forming Technologies Corporation, 2006.

48. Соколов, Р. Е. Разработка устройств и технологии для получения проволоки из силуминов с применением методов совмещенной обработки : автореф. дис. ...канд. техн. наук / Р. Е. Соколов. - Красноярск, 2010. - 21 с.

49. Ворошилов, Д. С. Разработка технологии получения деформированных полуфабрикатов электротехнического назначения из высоколегированных сплавов системы Al-РЗМ с применением методов совмещенной обработки: автореф. дис. .канд. техн. наук / Д. С. Ворошилов. - Красноярск, 2012. - 20 с.

50. Беспалов В. М. Исследование совмещенных процессов обработки сплавов системы AL-Zr для получения длинномерных деформированных полуфабрикатов электротехнического назначения : автореферат дис. ... канд. техн. наук / В. М. Беспалов - Сиб. федер. ун-т. -2015.

51. Губанов, И.Ю. Исследование контактного взаимодействия в системе «металл -инструмент» при совмещенной прокатке-прессовании для повышения эффективности производства электротехнической катанки: автореф. дис. . канд. техн. наук / И. Ю. Губанов. - Красноярск, 2013. - 20 с.

52. Компьютерное моделирование процесса СЛИПП / И. Ю. Губанов, Н. Н. Довженко, С. Б. Сидельников [и др.] // Цветные металлы - 2011 : сб. науч. ст. - Красноярск : Версо, 2011. - С. 588 - 589.

53. Ершов А.А., Логинов Ю.Н., Загиров Н.Н., Иванов Е.В. Моделирование уплотнения пористого материала в совмещенном процессе прокатки-прессования. Металлург. 2016, №6, с. 14 - 17.

54. Возникновение зон неконтактной деформации в процессе прокатки-прессования пористого прутка / Ю.Н. Логинов, А.А. Ершов, Н.Н. Загиров, Е.В. Иванов // Кузнечно-штамповочное производство. 2017. № 3. C. 38 - 41.

55. Конечно-элементный анализ процесса прокатки-прессования / А.А. Ершов, Ю.Н. Логинов, Н.Н. Загиров, Е.В. Иванов // Материалы XVIII Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов- молодых ученых. -Екатеринбург: УрФУ. 2017. С. 690-693

56. Сидельников, С.Б. Моделирование совмещенного процесса непрерывного литья и прокатки-прессования цветных металлов и сплавов [Текст] / С.Б. Сидельников, А.А. Катарева, Н.Н. Довженко // Известия вузов. Цветная металлургия. - № 5, 2004. - С. 34 - 39.

57. Сидельников, С.Б. Совершенствование конструкции установок совмещенной обработки алюминия и его сплавов / С.Б. Сидельников, Н.Н. Довженко, С.В. Солдатов [и др.] // Механическое оборудование металлургических заводов: межрегион. сб. научных трудов / под ред. Корчунова А.Г. - Магнитогорск: изд-во МГТУ им. Г.И. Носова, 2013. - В.2. - С. 7 - 12.

58. Grzyb, R. The experimental investigations on the Force Parameters and metal flow in the combined process of Rolling and Extrusion / R. Grzyb, Z. Misiolek // Archiwum Hutnitwa. - 1983. - № 3. - V.28. - P. 321- 340.

59. Сидельников, С. Б. Разработка совмещенных процессов литья-прокатки-прессования и программного обеспечения их проектирования с целью повышения эффективности производства пресс-изделий из алюминия и его сплавов: дис. ... д-ра. техн. наук : 05.16.05 / С. Б. Сидельников; ГУЦМиЗ. - Красноярск, 2005. - 424 с. - ДСП.

60. Исследование возможности применения процесса совмещенной прокатки-прессования для получения деформированных изделий из силумина / С. Б. Сидельников, Н. Н. Довженко, Р. И. Галиев [и др.] // Стратегические приоритеты и инновации в производстве цветных металлов и золота: материалы междунар. науч.-практ. конф. / Под ред. И.И. Кравцова. -Красноярск : ГОУ ВПО «ГУЦМиЗ», 2006. - С. 228 - 230.

61. Определение усилия прижима матрицы при реализации процесса совмещенной прокатки-прессования / Н. Н. Довженко, С. Б. Сидельников, С. В. Беляев, И. Ю. Губанов, И. Ю. Маслов // Вестн. Магнитогор. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова. - 2012. - № 2. - С. 29 - 34.

62. Довженко, Н. Н. Совершенствование теории непрерывного прессования методом совмещенной прокатки-прессования / Н. Н. Довженко, С. В. Беляев, С. Б. Сидельников // Современные технологии освоения минеральных ресурсов : сб. материалов 7-й междунар. науч.-техн. конф. - Красноярск : ИПК СФУ, 2009. - Ч. II. - С. 214 - 221.

63. Галиев, Р. И. Разработка и исследование процесса совмещенной прокатки -прессования с целью повышения эффективности производства длинномерных пресс-изделий из алюминиевых сплавов : дис. ... канд. техн. наук / Р. И. Галиев. - Магнитогорск : МГТУ, 2004. -193 с.

64. Выбор оптимальных зазоров в калибре при совмещенной прокатке-прессовании / С. В. Беляев, С. Б. Сидельников, И. Н. Довженко, И. Ю. Губанов [и др.] // Журн. Сиб. федер. ун -та. Серия: Техника и технологии. - 2010. - Т. 3. - № 4. - С. 411 - 421.

65. Беляев, С. В. Повышение эффективности производства пресс-изделий из алюминиевых сплавов на основе управления тепловыми условиями процесса прессования : автореф. дис. . д-ра техн. наук / С. В. Беляев. - Красноярск, 2009. - 35 с.

66. Губанов, И. Ю. Совершенствование технологии и разработка устройств для получения катанки из сплавов системы Al-ПМ методом совмещенной прокатки-прессования / И. Ю. Губанов // Цветные металлы-2012: сб. науч. ст. - Красноярск : Версо, - 2012, - С. 854 -858.

67. Губанов, И. Ю. Конструктивные параметры матрицы для совмещенной прокатки -прессования /И. Ю. Губанов, С. В. Беляев // Современные технологии освоения минеральных ресурсов : материалы 8-й междунар. науч.-техн. конф. - Красноярск, 2010. - Вып. 8. - С. 398 -402.

68. Беляев, С. В. Статика и геометрия очага деформации при совмещенной прокатке-прессовании с одним приводным валком / С. В. Беляев // Вестн. Магнитогор. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова. - 2009. - № 3. - С. 34 - 38.

69. Беляев, С. В. Кинематика асимметричного очага деформации при совмещенной прокатке-прессовании / С.В. Беляев // Вестн. Магнитогор. гос. техн. ун -та им. Г. И. Носова. -2009. - № 4. - С. 38 - 44.

70. Патент РФ №1785459. Устройство для непрерывного прессования металла / Н.Н. Довженко, С.Б. Сидельников, Н.Н. Загиров; опубл. 13.12.1992, Бюл. № 48.

71. Патент РФ № 67492. Установка для непрерывного литья, прокатки и прессования [Текст] / Сидельников С. Б., Довженко Н. Н., Тимофеев В. Н., Соколов Р. Е., Первухин М. В., Беляев С. В., Пещанский А. С., Телегин А. В., Виноградов О. О.; опубл. 27.10.2007, Бюл. № 30.

72. Патент РФ №102313. Устройство для непрерывной прокатки и прессования профилей / С.В. Беляев, С.Б. Сидельников, Н.Н. Довженко, И.Н. Довженко [и др.]; опубл. 10.03.2011, Бюл. № 7.

73. Пат. 102542 РФ, МПК7 B21C 23/00. Устройство для непрерывной прокатки и прессования профилей / С. В. Беляев, С. Б. Сидельников, Н. Н. Довженко, И. Н. Довженко, Е. С. Лопатина, И. Ю. Губанов, Д. С. Ворошилов, А. Л. Киселев, Р. И. Галиев, Е. В. Гладков ; заяви-

тель и патентообладатель ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет». - № 2010134857/02 ; заявл. 20.08.2010; опубл. 10.03.2011, Бюл. № 7.

74. Пат. 101390 РФ, МПК7 B21C 23/00. Устройство для непрерывной прокатки и прессования / С. В. Беляев, С. Б. Сидельников, И. Н. Довженко, Е. С. Лопатина, И. Ю. Губанов, Д. С. Ворошилов, А. Л. Киселев, П. О. Широков, А. В. Салатов, Р. И. Галиев. - № 2010134856/02 ; заявл. 20.08.2010; опубл. 20.01.2011, Бюл. № 2.

75. Пат. 119267 РФ, МПК7 B2^ 23/00, 25/00 Устройство для непрерывного прокатки и прессования профилей / С. Б. Сидельников, Н. Н. Довженко, С. В. Беляев, В. И. Кирко, Е. С. Лопатина, И. Ю. Губанов, Р. Е. Соколов, В. А. Падалка, В. Н. Баранов, И. Ю. Маслов, А. Л. Киселев, В. М. Беспалов, М. М. Мотков, А. Л. Трифоненков. - № 2012111077/02 ; заявл. 22.03.2012 ; опубл. 20.08.2012, Бюл. №23.

76. Патент РФ №128529. Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования цветных металлов и сплавов / С.Б. Сидельников, Н.Н. Довженко, С.В. Беляев, В.М. Беспалов [и др.]; опубл. 27.05.2013.

77. Патент РФ №2486027. Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки / Н.Н. Довженко, С.Б. Сидельников, С.В. Беляев, В.М. Беспалов [и др.]; опубл. 27.06.2013.

78. Патент № 2487777 РФ, МПК7 B22D 11/06. Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки / Н. Н Довженко, С. Б. Сидельников, С.В. Беляев [и др.]. - № 2012100889 ; заявл. 11.01.2012 ; опубл. 20.07.2013.

79. Патент 139085 РФ, МПК7 B2^ 23/08. Устройство для непрерывной прокатки и прессования катанки из цветных металлов и сплавов /, С. Б. Сидельников, В.М. Беспалов, Н. Н. Довженко, С.В. Беляев - № 2013152037/02 ; заявл. 21.11.2013; Опубл. 10.04.2014, Бюл. № 10.

80. Патент РФ №138590, МПК B21C 23/08 - 2013151729/02. Устройство для непрерывной прокатки и прессования изделий из цветных металлов и сплавов / Сидельников С.Б., Беспалов В.М., Довженко Н.Н., Беляев С.В., Самчук А.П. [и др.]; заявл. 20.11.2013; опубл. 20.03.2014 Бюл. № 8.

81. Патент РФ №156613, МПК B21C 23/00 - 2015114727/02. Устройство для непрерывной прокатки-прессования полых пресс-изделий из цветных металлов и сплавов / Сидель-ников С Б., Довженко Н.Н., Самчук А.П. [и др.]; заявл. 20.04.2015; опубл. 10.11.2015 Бюл. № 31.

82. Патент РФ № 2556264. Установка для непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов / Белокопытов В.И., Сидельников С. Б., Губанов И.Ю., Сидельников А.С..; опубл. 10.07.2015, Бюл. № 19.

83. Третьяков, А. В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением / А. В. Третьяков, В. И. Зюзин. - М. : Металлургия, 1973. - 225 с.

84. Полухин, П. И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов : справочник / П. И. Полухин, Г. Я. Гун, А. М. Галкин. - М. : Металлургия, 1983. - 352 с.

85. Губкин, С. И. Пластическая деформация металлов : в 3 т. / С. И. Губкин. - М. : Металлургиздат, 1961.

86. Перлин, И. Л. Влияние температуры, степени и скорости деформации на сопротивление деформированию алюминиевых сплавов / И. Л. Перлин, Ю. П. Глебов, М. З. Ерманок // Цветные металлы. - 1964. - № 2. - C. 62 - 65.

87. Соколов, Л. Д. Сопротивление металлов пластической деформации / Л. Д. Соколов. - М. : Металлургиздат, 1963. - 284 с.

88. Микляев, П. Г. Сопротивление деформации и пластичность алюминиевых сплавов / П. Г. Микляев, В. М. Дуденков. - М. : Металлургия, 1979. - 183 с.

89. Hot Torsion with High-Speed Thermal Capacity // Dynamic Systems Inc : сайт сайт. -URL: http://www.gleeble.com (дата обращения 02.04.2018).

90. Грищенко, Н. А. Определение сопротивления деформации при прессовании испытанием на кручение / Н.А.Грищенко, Д. И. Суяров // Цветные металлы. - 1978. - № 1, - C. 66 -67.

91. Грищенко, Н. А. Исследование сопротивления деформации алюминиевых сплавов при прессовании : дис. ... канд. техн. наук / Н. А. Грищенко. - Красноярск, 1978.

92. Патент на полезную модель №130708 U1 Российская Федерация, МПК G01N 3/22 - 2013110265/28. Установка для испытаний на скручивание / Сидельников С.Б., Довженко Н.Н., Беляев С.В., Грищенко Н.А., Самчук А.П. [и др.]; заявл. 07.03.2013; опубл. 27.07.2013. Бюл. № 21.

93. Охрименко, Я.М. Вывод уравнения связи свойств алюминиевых сплавов с параметрами горячего деформирования / Я. М. Охрименко, В. Н. Щерба, А. В. Недугов [и др.] // Цветные металлы. - 1983. - № 2. - С. 66 - 69.

94. Advanced Materials and Technologies. M. Spittel and T. Spittel. Editor: H. Warlimont.

2007.

95. Патент на полезную модель №156613 U1 Российская Федерация, МПК B21C 23/00 - 2015114727/02. Устройство для непрерывной прокатки-прессования полых пресс-изделий из цветных металлов и сплавов / Сидельников С.Б., Довженко Н.Н., Самчук А.П. [и др.]; заявл. 20.04.2015; опубл. 10.11.2015. Бюл. №31.

96. Sidelnikov S.B. Determining power-energy parameters of combined rolling-extrusion process for low-plastic aluminium alloys / Sidelnikov S.B., Galiev R.I., Bespalov V.M., Samchuk A.P. // «Non-ferrous Metals». - 2018. - № 1. - С. 30 - 36.

97. Сидельников, С.Б. Разработка новых устройств и способов совмещенной обработки для получения электротехнической катанки из алюминиевых сплавов системы А l-Zr / Сидельников С.Б., Довженко Н.Н., Беспалов В.М., Самчук А.П. [и др.] // Журнал Сибирского Федерального университета. Техника и технологии. - 2015. - №5. - С. 626 - 635.

98. Сидельников, С.Б. Экспериментальные исследования процесса совмещенной обработки для получения катанки из сплавов системы Al-Fe / Сидельников С.Б., Довженко Н.Н., Дроздова Т.Н., Самчук А.П. [и др.] // Научно-технический, производственный и учебно -методический журнал «Производство проката». - 2015. - №9. - С. 40 - 46.

99. Сидельников, С.Б. Исследование реологических свойств электротехнической катанки из сплавов алюминия с переходными и редкоземельными металлами, полученной методами непрерывного литья и обработки давлением / Сидельников С.Б., Самчук А.П., Сидельников А.С., Ворошилов Д.С. [и др.] // Вестник ЮУрГУ «Металлургия». - 2015. - №2. - С. 89 - 95.

100. Трифоненков, А.Л. Разработка технологии производства катанки, полученной совмещенными методами обработки из алюминиевых сплавов серии 8ХХХ, и исследование её структуры и свойств / Трифоненков А.Л., Сидельников С.Б., Самчук А.П. [и др.] // Сборник докладов VIII Международного Конгресса «Цветные металлы и минералы». - Красноярск, -2016. - С. 298 - 299.

101. Галиев, Р.И. Разработка и исследование процесса получения пресс-изделий из малопластичных алюминиевых сплавов методами совмещенной обработки / Галиев Р.И., Сидельников С.Б., Самчук А.П. [и др.] // Сборник докладов VIII Международного Конгресса «Цветные металлы и минералы». - Красноярск, - 2016. - С. 268 - 269.

102. Белокопытов, В.И. Статистические методы управления качеством металлопродукции: учеб. пособие /В.И. Белокопытов. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2011. - 108 с.

103. DIN EN 1715-2:2008-07.

104. ASTM B800-05(2015). Standard Specification for 8000 Series Aluminum Alloy Wire for Electrical Purposes - Annealed and Intermediate Tempers, ASTM International, West Consho-hocken, PA, 2015.

105. ASTM B801-16. Standard Specification for Concentric-Lay-Stranded Conductors of 8000 Series Aluminum Alloy for Subsequent Covering or Insulation, ASTM International, West Con-shohocken, PA, 2016.

УТВЕРЖДАВ

Ректор Ф! ЛОУ ВО «Шорский федеральной \ ниверснгет5>

В.И. КолмаК(|

УТВЕРЖДАЮ

Директор "

ООО «Завод .современных материалов»

щ

. В.И. Зыков

АКТ

промышленный апробации результатов исследований по получению проволоки из сплава АМгб методом совмещенной обработки

Настоящим актом подтверждается, что результаты научных исследований по созданию и внедрению в производство энергосберегающей технологии совмещенной обработки с. применением операции совмещенной прокатки-прессования, предназначенной для получения длинномерных деформированных полуфабрикатов из сплава АМгб, выполненные коллективом учёных института цветных металлов и материаловедения (ИЦМиМ) СФУ в составе С.Б. Сидельникова, Р.И. Галиева, А.П. Самчука. О.В. Якивьюк. В.А. Фролова, А.В Дурнопьянова прошли промышленную апробацию и позволяют повысить эффективность процесса изготовления проволоки сварочного назначения.

Технология была разработана в лаборатории совмещенных методов обработки ИЦМиМ СФУ и реализована на установке совмещенной обработки СПП-400, установленной на ООО «Завод современных материалов».

Она включала в себя следующие переделы: - получение длинномерных заготовок 9 мм на установках совмещенного совмещенного литья и прокатки-прессования СПП-200 (СФУ) и СПП-400 (ООО «Завод современных материалов»);

-получение проволоки диаметром 3 мм из полученных заготовок методом волочения.

По разработанной технологии изготовлены опытные партии деформированных полуфабрикатов в виде прутков и проволоки и проведен анализ их механических свойств. Высокие показатели их прочностных и пластических характеристик были подтверждены испытаниями механических свойств по ГОСТ 1497-84. а также результатами металлографического анализа полученных полуфабрикатов.

Таким образом, разработанная технология позволяет получать проволоку сварочного назначения из сплава АМгб с требуемыми значениями механических свойств.

Завкафедрой ОМД ФГАОУ ВО СФУ д-р техн. наук, проф.

_С.Б. Сидельников

Утверждаю

Первый зам технического дирек-ррра - начальник ТО Попов Д.А.

« /«?» ноября 2014 г

Отчет о проведении испытаний катанки из сплавов 8030 и 8176, при производстве кабельно-проводниковой продукции на ОАО «Иркутсккабель»

Настоящий акт, подготовлен по результатам испытаний волочием катанки из сплавов 8030 и 8176, производства компании ИРКАЗ СУАЛ, на ОАО «Иркутсккабель».

Из катанки на волочильной машине без скольжения модели ВН 10/450 №523 было изготовлено 3 марко-размера проволоки - 4,45; 3,83 и 1,99 мм. Скорость волочения составила на диаметре 1,99 мм - 9,75 м/сек, на 3,83 мм и 4,45 мм - 7,41 м/сек. В качестве смазочно-охлаждаемой жидкости использовалась смазка масло цилиндровое Ц-52. Маршруты волочения 9,5-8,00-6,925,93-5,04-4,32-3,71-3,19-2,75-2,37-1,99; 9,5-8,00-6,92-5,93-5,04-4,45; 9,5-8,006,92-5,93-5,04-4,32-3,83. При изготовлении проволоки было замечено что катанка очень мягкая, как следствие возникли сложности при протяжки через волоки 3,19-2,75-2,37-1,99. Было изготовлено 2 бухты диаметром 4,45 мм, 2 бухт диаметром 3,83 мм и 2 бухт диаметром 1,99 мм. Из наволоченной проволоки было отобрано по 8 образцов для проведения испытаний. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 2

Номер плавки, бухты (тип сплава) Диаметр проволоки, мм Временное сопротивление, МПа Электрическое сопротивление, Ом Относительное удлинение, %

1340-2 (8176) 1,99 180 0,02728 1,5

3,83 156 0,02735 2,0

4,45 147 0,02741 2,5

1342-2 (8030) 1,99 214 0,02762 2,0

3,83 178 0,02775 2,7

4,45 153 0,02724 3,0

Инженер-технолог

Маслов Д.В.

10.11.2014

УТВЕРЖДАЮ:

И.о. ректора ФПАОУДО

«Сибирский фёжргй^ьщ^ниверситет»

Настоящим актом подтверждается, что нижеперечисленные технические решения внедрены в учебный процесс института цгетиых- ~ металлов и материаловедении и применяются при обучении бакалавров по направлению 22.03.02 «Металлургия», магистров по направлению 22.04.02 «Металлургия» и аспирантов по направлению 22.06.01 «Технологии материалов» специальности 05.16.05 «Обработка металлов давлением».

Технические решения разработаны коллективом авторов в составе руководителя д.т.н, проф. Сидельникова С.Б.. аспирантов Самчука А.П.. Якивьюк О.В. (Федоровой О.В.), Чибисовой Е.С. (Леонтьевой Е.С.). Дитковской Ю.Д, и студентов Фролова В.А., Биндаревой К.А.

1. Установка для испытания на скручивание. Патент РФ №130708. Опубл. 27.07.2013, Бюл. №21.

2. Устройство для непрерывной прокатки и прессования изделий из цветных металлов и сплавов. Патент РФ №13859. Опубл. 20.03.2014. Бюл. №80.

3. Устройство для непрерывной прокатки и прессования катанки из цветных металлов и сплавов. Патент РФ №139085. Опубл. 20.04.2014, Бюл. №11.

4. Устройство для непрерывной прокатки-прессования полых пресс-изделий из цветных металлов и сплавов. Патент РФ №156613. Опубл. 10.11.2015. Бюл. №31.

5. Сплав на основе палладия 850 пробы. Патент РФ №2574936. Опубл. 10.02.2016, Бюл. №4

6. Сплав на основе золота белого цвета 585 пробы. Патент РФ №¡2586175. Опубл. 10.06.2016, Бюл. №16.

7. Способ изготовления биметаллической проволоки из драгоценных металлов Патент РФ №2626260. Опубл. 25.07.2017, Бюл. № 21.

Указанные технические решения используются при проведении лекционных и практических занятий по дисциплинам «Основы технологических процессов обработки металлов давлением», «Моделирование процессов обработки металлов давлением», «Непрерывное литье и обработка цветных металлов и сплавов». «Технология прессования». «Производство ювелирных изделий», «Комбинированные и совмещенные методы обработки металлов» и др., а также при выполнении научно-исследовательских курсовых и выпускных квалификационных работ.

Директор ИЦМиМ

Заведующий кафедрой ОМД

В.Н. Баранова

С.Б. Сидельников