Формирование структуры и свойств литых полос из алюминиевых сплавов в условиях высоких скоростей охлаждения для производства фольговых заготовок

• Автор: Баранов, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 312 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Сведения о совмещенных процессах литья и прокатки для производства алюминиевой фольги

1.1. Литейнопрокатные агрегаты.

1.2. Сравнительная характеристика способов получения заготовки из слитка и совмещенным методом литья и прокатки.

1.3. Технологические параметры совмещенного процесса литья и прокатки.

1.4. Современные разработки получения заготовки на агрегатах бесслитковой прокатки.

1.5. Способы рафинирования расплава при непрерывном процессе литья и прокатки.

1.6. Задачи исследования .

2, Методики исследования

2.1. Исследование влияния технологических параметров при совмещенном способе литья и прокатки на структуру и качество литой заготовки .
2.2. Металлографическое исследование структуры литых и прокатных заготовок
2.3. Исследование механических свойств заготовки БП
2.4. Влияние температуры литья на структуру и свойства отливаемых алюминиевых полос
3. Выбор состава алюминиевых сплавов, используемых для получения фольговой заготовки на агрегатах БП
3.1. Алюминиевые сплавы для производства фольги
3.2. Исследование особенностей кристаллизации литых полос в условиях
высоких скоростей охлаждения
3.3. Влияние железа в сплавах системы АРеБМп на структуру фольговой заготовки
3.4. Влияние отношения железа и кремния в сплавах системы ЛРеБМп на структуру и механические свойства фольговой заготовки
3.5. Изучение влияния легирующих компонентов в сплаве на механические
свойства литых заготовок и фольг
Выводы по третьей главе.
4. Технология комплексного рафинирования и модифицирования алюминиевого сплава
4.1. Особенности подготовки алюминиевого расплава при совмещенном
способе литья и прокатки
4.2. Закономерности обработки расплава нейтральным газом в непрерывном режиме
4.3. Фильтрация алюминиевых сплавов на агрегатах БП.
4.4. Разработка технологии и промышленной установки непрерывного рафинирования алюминия
4.5. Модифицирование алюминиевых сплавов, используемых для изготовления фольговых заготовок.
4.5.1. Исследование модифицирования структуры алюминия добавками титана, циркония и бора
4.5.2. Исследование модифицирующей способности лигатуры АТ1В.
4.5.3. Способ получения лигатуры АТ1В.
4.5.4. Исследование влияния малых добавок на модифицирующую способность лигатуры
4.5.5. Модифицирование расплава.
4.6. Изучение размеров зерна и дендритной ячейки Выводы по 4 главе.
5. 5. Технологические основы производства литой полосы на агрегатах бесслитковой прокатки для изготовления фольговой заготовки
5.1. Особенности затвердевания литой полосы в валкахкристаллизаторах
5.2. Определение глубины лунки
5.3. Влияние скорости охлаждения алюминиевого сплава на структуру и свойства фольговой заготовки
5.4. Влияние температуры расплава на скорость литья.
5.5. Исследование процесса теплообмена литой полосы и валкакристаллизатора в активной зоне.
5.6. Определения размеров и характера распределения неметаллических включений.
5.7. Оценка пористости и плотности заготовки.
5.8. Анализ анизотропии механических свойств алюминиевых полос
5.9. Проблемы получения качественной алюминиевой фольговой заготовки.
5.9.Г Образование поверхностных дефектов фольговых заготовок
5.9.2. Образование горячих трещин в фольговых заготовках
5.9.3. Образования холодных трещин в фольговой заготовке
5 Особенности литниковой системы на литейнопрокатных агрегатах
Выводы по пятой главе.
Общие выводы по работе
Библиографический список.
Приложения
Введение


Конструктивные и технологические особенности агрегатов с подводом металла сбоку не позволяют максимально повысить скорость литья и получить равномерную макро и микроструктуру отливаемых полос. Несмотря на применение смазочноохлаждающих жидкостей, в процессе литья появляются микроразрывы корки и налипание полос к валкам, что при дальнейшей обработке приводит к браку по поверхности. За счет перехода на валкикристаллизаторы с медными бандажами изменяются условия кристаллизации в активной зоне. Изменение условий теплоотвода при кристаллизации алюминиевого сплава вызывает изменения в структуре и морфологии интерметаллидных частиц. При совершенствовании конструкции литейнопрокатных агрегатов и технологии бесслитковой прокатки можно добиться еще большего снижения себестоимости выпускаемой продукции по сравнению с традиционными схемами производства фольги из слитковой заготовки. Намечается тенденция получения листовой заготовки со скоростями близкими к скоростям, реализуемым на станах горячей прокатки. В табл. А представлены основные технические параметры различных типов агрегатов бесслитковой прокатки. Таблица 1. Фол ьгопрокатны й завод, г. СПетербург БПЛ Михалюм, г. Саянская фольга г. Проект г. Наметилась тенденция на увеличение производительности линий бесслитковой прокатки. Завод i в Люксембурге, пущенный в эксплуатацию в г. Линия обеспечена установками непрерывного рафинирования I , лазерными системами 0 для контроля уровня металла в переливном желобе фирмы . Производительность этих линий составляет 1, тч на 1 м ширины полосы. Диаметр валков 0 и 0 мм. Новое поколение агрегатов бесслитковой прокатки в г. Ученые исследовательского центра изучают влияние толщины, скорости и других параметров на качество литых полос на агрегатах . В исследовательских центрах фирмы i Франция, Оксфордского университета Англия. Технологического института Осаки Япония продолжаются работы по дальнейшему совершенствованию совмещенного процесса литья и прокатки. С года проводятся исследовательские работы в лабораторных условиях на агрегатах с выдавливанием расплава в зазор валковкристаллизаторов. За счет изменения конструкции и схемы подачи металла на агрегатах v v Англия удалось увеличить скорость литья до ммин и производить отливку алюминиевых сплавов , , с равномерной макроструктурой и стабильными механическими свойствами. Агрегат фирмы v v литейнопрокатный с выдавливанием расплава. За счет диаметра валков, медных бандажей, скорости литья удалось изменить тепловые режимы процесса и не использовать углеграфитовую смазку. Новейшим методом литья, совмещенного с прокаткой, является проект высокоскоростного агрегата Т. Хага Япония с подачей расплава сверху под давлением ИРТЯС, разработанный в г. Процесс проходит в состоянии твердожидкой фазы. Расплав из ковша проходит через специальное водоохлаждаемое переливочное устройство СБ и под давлением инертного газа 0 атм подается в зазор валков. За счет увеличения гидростатического давления расплава удалось повысить скорость на агрегате НРТЯС СБ до 0 ммин. Толщину полосы при помощи формирующего валка можно регулировать от 5 мм до 0,5 мм. Значительно улучшились механические свойства фольги из заготовки БП, это дает возможность е широкого использования в различных областях промышленности. Появилась возможность отливать ленты для алюминиевых сплавов с повышенным содержанием легирующих элементов. Получены положительные результаты для алюминиевых сплавов с содержанием Б от 1 до . Анализ литературных данных и патентного поиска выявил, что совершенствование агрегатов бесслитковой прокатки происходит за счет изменения их конструкции и условий теплоотвода. В настоящее время выявлена тенденция на использование литейнопрокатных модулей с верхней подачей металла в зазор валковкристаллизаторов через литниковые системы с комбинированными металлическими и огнеупорными материалами. Дополнительно к агрегату бесслитковой прокатки устанавливают прокатные клети для обжатия полосы до минимальной толщины. Таким образом, получаемая фольговая заготовка на последней стадии технологического процесса после предварительного отжига прокатывается на отделочных станах до фольги назначенного размера.