ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕАЛИЗУЕМОСТИ И ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА БЕССЛИТКОВОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ ПРУТКОВ ИЗ ОТХОДОВ СПЛАВА АД31 : научное издание
Библиографическое описание:ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕАЛИЗУЕМОСТИ И ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА БЕССЛИТКОВОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ ПРУТКОВ ИЗ ОТХОДОВ СПЛАВА АД31 : научное издание / С. Б. Сидельников [и др.]. - Текст : непосредственный // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2024. - Т. 22, № 4. - С. 70-80. - Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда и Красноярского краевого фонда науки в рамках гранта № 24-29-20136. - ISSN 1995-2732. - ISSN 2412-9003, DOI 10.18503/1995-2732-2024-22-4-70-80.
Аннотация:Представлены результаты аналитических и экспериментальных исследований процесса бесслитковой прокатки-прессования (БПП) для переработки вторичных отходов прессового производства из сплава АД31. Проведен анализ научно-технической литературы и установлено, что применение совмещенных методов обработки для получения длинномерных деформированных полуфабрикатов из сплавов цветных металлов позволяет повысить выход годного металла, обеспечить быстрый переход с одного типоразмера на другой при сравнительно высокой производительности. Поэтому для исследований был выбран метод бесслитковой прокатки-прессования, реализованный на установках для совмещенного литья, прокатки и прессования. На первом этапе исследований определяли реализуемость процесса с помощью аналитического метода баланса мощностей. Для определения энергосиловых параметров была разработана методика с использованием полученных авторами формул. С ее помощью проведен анализ процессов термодеформационной обработки для получения прутков из сплава АД31 на установках совмещенной обработки СПП-200 и СПП-400 и установлены критические значения сил, действующих на валки и матрицу, моментов прокатки, а также мощности приводных двигателей валков, имеющих закрытый ящичный калибр, для различных условий обработки. Проведены экспериментальные исследования по получению опытных партий прутков диаметром 9 мм из отходов прессового производства сплава АД31 и уточнены технологические параметры процесса бесслитковой прокатки-прессования при прессовании с вытяжкой 4 и 9,7. При этом температура расплава составила 760±10ºС, температура закристаллизованной заготовки 520ºС, частота вращения валков 5 об/мин, степень деформации при прокатке 50%. Исследования структуры металла показали, что прутки, полученные из отходов прессового производства сплава АД31 методом бесслитковой прокатки-прессования, характеризуются волокнистым мелкозернистым строением. Такая структура позволяет получить высокий уровень пластических и прочностных свойств, которые в горячепрессованном состоянии соответствуют требованиям ГОСТ 21488-97. Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать метод бесслитковой прокатки-прессования для получения из отходов прессового производства из сплава АД31 длинномерных прутков с высоким уровнем прочностных и пластических свойств.
The results of analytical and experimental studies of the process of ingotless rolling-extrusion for the processing of secondary waste from the press production of AD31 alloy are presented. The analysis of scientific and technical literature was carried out and it was found that the use of combined processing methods to obtain long-deformed semi-finished products from non-ferrous metal alloys allows to increase the yield of usable metal and to ensure a rapid transition from one standard size to another with relatively high productivity. Therefore, the method of ingotless rolling-extrusion, implemented in units for combined casting, rolling and pressing, was chosen for research. At the first stage of the research, the feasibility of the process was determined using the analytical method of power balance. To determine the energy-power parameters, a technique was developed using the formulas obtained by the authors. With its help, the analysis of thermal deformation treatment processes for obtaining rods from AD31 alloy at the combined processing units SPP-200 and SPP-400 was carried out and the critical values of the forces acting on the rolls and the matrix, mill torque, as well as the power of the drive motors of the rolls having a closed box groove for various processing conditions were established. Experimental studies were carried out to obtain batches of rods with a diameter of 9 mm from waste from the press production of AD31 alloy and the technological parameters of the ingotless rolling-extrusion process during pressing with an extract of 4 and 9.7 were clarified, while the melt temperature was 760 ± 10°C; the temperature of the crystallized workpiece was 520°C; the rotation frequency of the rolls was 5 rpm; the degree of deformation during rolling was 50%. Studies of the metal structure have shown that the rods obtained from the waste of the press production of the AD31 alloy by the method of ingotless rolling-extrusion are characterized by a fibrous fine-grained structure. This structure allows to obtain a high level of plastic and strength properties, which in the hot-pressed state meet the requirements of GOST 21488-97. Thus, the results of the conducted research allow to recommend the method of ingotless rolling-extrusion for obtaining long-length rods with a high level of strength and plastic properties from the waste of the press production of AD31 alloy.
