Год издания: 2023
Ключевые слова: обработка металлов давлением, новые алюминиевые сплавы, инновационные технологии обработки, совмещенные процессы обработки, литье, прокатка, прессование, волочение, кристаллизация-деформация, электромагнитный кристаллизатор, компьютерные модели, кабельно-проводниковая продукция, повышенная термостойкость, интенсивная пластическая деформация
Аннотация: В последнее время наблюдается значительный рост спроса на такие деформированные полуфабрикаты из алюминиевых сплавов, как катанка, профили и проволока, обладающих повышенными прочностными характеристиками и термостойкостью. Данный вид полуфабрикатов применяется при производстве кабельно-проводниковой продукции ответственного назначПоказать полностьюения (провода для ЛЭП и проволока для систем малых БПЛА). Поэтому перед предприятиями-производителями такой продукции стоит сложная задача, заключающаяся в обеспечении требуемых сбалансированных свойств по прочности, пластичности, электропроводности и термостойкости. Также важным вопросом является снижение затрат на производство за счёт сокращения числа производственных операций.??Основная проблема заключается в том, что для того, чтобы увеличить термическую стойкость и, как следствие, прочность при эксплуатации кабельного проводника необходимо одновременное легирование сплава и увеличение интенсивности пластической деформации в процессе изготовления. А все эти меры приводят к существенному снижению электропроводности. Также классические технологии и оборудование для производства указанной продукции на отечественных металлургических предприятиях не всегда позволяют обрабатывать новые высокопрочные алюминиевые сплавы, так как их конструкция изначально рассчитана на обработку более мягких сплавов.??Одним из возможных способов решения поставленной задачи является применение в производстве новых электротехнических алюминиевых сплавов с небольшой добавкой РЗМ (Ce, La, Pr), который обеспечивает рост термостойкости при незначительном уменьшении электропроводности. Анализируя свойства сплавов, можно отметить, что редкоземельные металлы повышают механические свойства при незначительном снижении электропроводности алюминия. Также применение новой схемы совмещенной обработки (такой как совмещенная прокатка-прессование (СПП), совмещенное литье и прокатка-прессование (СЛиПП), а также использование заготовки из электромагнитного кристаллизатора и СПП (ЭМК+СПП)) позволяет деформировать металл с повышенной интенсивностью и стабильностью инструментального узла. Данные схемы обработки приводят к одновременному росту как прочностных, так и пластических свойств полуфабрикатов.??Технические и технологические особенности предлагаемых технологий (СПП, СЛиПП и ЭМК+СПП) позволяют получать деформированные полуфабрикаты с высоким уровнем качества и производительностью при существенно меньших экономических затратах по сравнению с классическим оборудованием, применяемым на сегодняшний день (таких, например, как горизонтальные гидравлические пресса, линии литья-прокатки импортных производителей Southwire Company LLC и Continuus-Properzi S.p.A.).??Сравнение трех различных схем обработки позволит получить заданный уровень свойств полуфабрикатов, а также выбрать конкретный способ получения и технологический режим, в зависимости от того, какие свойства у низколегированных сплавов наиболее важны (прочность и электросопротивление у проволоки, максимальная пластичность у заготовки под последующее волочение и сортовую прокатку для снижения количества промежуточных отжигов). Также проведенные исследования позволят получить массив данных (реологические свойства, механические свойства, электросопротивление, режимы термообработки) для последующей промышленной апробации полученных полуфабрикатов.