Разработка процесса непрерывного литья меднофосфорных припоев приведенным диаметром 3-6 мм с целью повышения качества и снижения трудоемкости их изготовления

• Автор: Таволжанский, Станислав Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОСОРТОВЫХ ЗАГОТОВОК. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Анализ методов получения непрерывнолитых заготовок из цветных сплавов

1.2 Анализ методов дозировки и подачи расплава в зону затвердевания

при непрерывной разливке

1.3 Свойства меднофосфорных припоев

1.4 Стандартные методы изготовления припоев из меднофосфорных сплавов

1.5 Особенности затвердевания эвтектических и узкоинтервальных сплавов

1.6 Выводы и постановка задач исследования

2 ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ, А ТАКЖЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ДОННОЙ РАЗЛИВКИ
2.1 Оборудование, приборы и методика проведения экспериментов
2.1.1 Приготовление сплавов
2.1.2 Дифференциальнотермический анализ исследуемых сплавов
2.1.3 Определение химического состава исследуемых сплавов
2.1.4 Определение жидкотекучести исследуемых сплавов
2.1.5 Определение динамической вязкости исследуемых расплавов
2.1.6 Определение величины потери напора в канале литника разливочного узла
2.1.7 Подготовка установки ЭМИР2 к проведению экспериментов
2.2 Обсуждение результатов исследования
2.2.1 Физические и технологические свойства исследуемых сплавов
2.2.2 Определение потерь напора в разливочном узле
2.3 Выводы по главе
3 УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ЗАГОТОВКИ В ПОДВИЖНОМ ЖЕЛОБЕ КРИСТАЛЛИЗАТОРА
3.1 Оборудование, приборы и методика проведения экспериментов
3.1.1 Параметры процесса непрерывного литья
3.1.2 Методика проведения металлографического анализа заготовок
3.2 Обсуждение результатов исследования
3.2.1 Особенности формообразования заготовок из сплавов обладающих широким интервалом кристаллизации
3.2.2 Особенности формообразования заготовок из сплавов обладающих узким интервалом кристаллизации
3.3 Выводы по главе
4 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ВЫПУСКА МЕЛКОСОРТОВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ МЕДНОФОСФОРНЫХ СПЛАВОВ
4.1 Исследование теплового режима работы кристаллизатора
4.1.1 Оптимальные тепловые режимы работы кристаллизатора
4.1.2 Обоснование выбора материала кристаллизатора и его диаметра 1 1
4.2 Выбор оптимальных диаметров выходных отверстий литника
разливочного узла
4.3 Выбор оптимальных скоростей вращения кристаллизатора
4.4 Выбор оптимальных режимов охлаждения заготовок
4.5 Основной вид дефекта на заготовках при непрерывном литье
4.6 Технологическая схема для промышленного выпуска
мелкосортовых заготовок из меднофосфорных сплавов
4.7 Выводы по главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Однако многочисленные эксперименты, проведенные с различными марками стали, показали, что получаемая заготовка имеет значительное количество дефектов, резко снижающих ее качество и затрудняющих дальнейшую обработку: заусенцы, рваные края, неравномерную толщину, как по ширине, так и по длине, волнистую поверхность. Изучение этих дефектов показало, что причина их образования лежит в самом процессе работы валков стана бесслитковой прокатки с ребордами, щеками. Полоса цветных металлов бесслитковой прокатки имеет неудовлетворительную поверхность - каплевидные включения, заливины («мозговая» поверхность), плены и трещины. Мозговая» поверхность, заливины и плены в полосах цветных металлов и стали не являются дефектами литейного характера, а органически связаны с процессами, происходящими во вращающихся валках стана, работающего по схеме Бессемера. В дальнейшем при горячей или холодной прокатке эти дефекты ведут к образованию плен на конечном продукте. Механические свойства холоднокатаной заготовки оказались неоднородными и неудовлетворительными по удлинению из-за наличия указанных дефектов на поверхности и неоднородности структуры /3/. Очевидно, что для повышения производительности методов непрерывного литья заготовок, а также получения более мелкосортового профиля с высоким качеством поверхности, многие изобретатели стремились совместить процесс непрерывного литья с процессом непрерывной обработки давлением. Одна из главных тенденций повышения эффективности производства длинномерных изделий из цветных металлов и сплавов - создание интегрированных производств на базе литейно-прокатных агрегатов. При структурном объединении различных техпроцессов для обеспечения непрерывности преобразований - от расплавленного металла до готового изделия, в рамках каждого основного и вспомогательного процессов должен соблюдаться принцип вещественного баланса: расход вещества в единицу времени на каждой операции должен быть постоянным. При сочленении принципиально различных по своей природе процессов - кристаллизации металла и деформирования, лимитирующим фактором становиться скорость кристаллизации. Следовательно, при создании непрерывных производств необходимо исходить из принципа объединения несуществующих агрегатов, а объединения процессов. Необходим переход от изготовления машины, которую надо вписать в заранее объединенный производственный цикл, к проекту производственного цикла, предназначенного для работы с машинами. Основные принципы производственного цикла для получения длинномерных изделий из цветных металлов и сплавов следующие. Сокращение до минимума числа этапов цикла, основные из которых: процесс непрерывного литья заготовки; поддержание требуемой температуры заготовки от выхода из кристаллизатора до входа в область пластической деформации; деформация заготовки для получения изделий готовых размеров; охлаждение для обеспечения намотки на моталку или дальнейшей транспортировки (с предварительной резкой на мерные длины). Сокращение до минимума издержек на энергию, при этом необходимо использовать теплоту жидкого металла и выбирать процесс деформации с минимум энергозатрат. Поддержание постоянства температуры заготовки и назначение режима охлаждения инструмента, что позволит стабильно вести процесс пластической деформации. Единое управление всеми процессами в режиме online, причем корректирующие воздействия должны вводиться одновременно для всех процессов /4, /. Первые попытки практической реализации совмещения процессов разливки и прокатки были сделаны в привязке к алюминиевой проволоке. Один из таких первых способов был предложен В. Г. Головкиным и внедрен в Советском Союзе в начале -х годов прошлого века. Схема способа показана на рисунке 2. Процесс начинался при помощи затравки, далее алюминий свободно вытекал из печи через круглое отверстие, размещенное в асбоцементной плите. Этот материал не смачивается жидким алюминием и не теплопроводен. Вышедший металл попадал на опорный ролик, а сверху на него интенсивно подавали воду. Скорость движения проволоки составляла - м/ч. Этот способ позволял получать проволоку диаметром 3-9 мм. Для повышения прочности и получения проволоки меньших диаметров применяли прокатку и волочение.