Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2022.01.09
Ключевые слова: Electromagnetic crystallization, magnetohydrodynamic action, high-frequency electromagnetic field, aluminum alloys with rare-earth metals, granular technology, structure dispersion, onboard wires, электромагнитная кристаллизация, магнитогидродинамическое воздействие, высокочастотное электромагнитное поле, алюминиевые сплавы с редкоземельными металлами, гранульная технология, диспергирование структуры, бортпровода
Аннотация: В ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» разработана инновационная технология литья длинномерных слитков малого диаметра (8-12 мм) в электромагнитный кристаллизатор (ЭМК) и изготовления из них тонкой проволоки диаметром 0,5 мм и менее для бортпроводов из сплава 01417. Кристаллизация жидкого металла происходит под воздействием электромагПоказать полностьюнитных сил в ЭМК с непосредственной подачей охлаждающей жидкости на слиток, за счет чего достигаются скорости охлаждения, обеспечивающие диспергирование эвтектических фаз алюминидов редкоземельных металлов (РМЗ) аналогично тому, как это происходит при кристаллизации гранул (~1.103…1.104 К/с). Установлено, что определяющими параметрами при литье слитков являются мощность, подводимая к индуктору, и уровень расплава над фронтом кристаллизации. Для выхода литья на установившийся режим (процесс стабилизации диаметра слитка после начала литья) необходимо время и регулировка уровня расплава. Качество поверхности слитка зависит от обеспечения устойчивости тока в индукторе во время литья. Колебания тока в индукторе приводят к изменениям диаметра слитка. Большое влияние на структуру слитков оказывают скорость литья и температура металла. В отличие от способа производства гранулируемой проволоки тонкого (менее 1 мм) сечения, который вызывает проблемы по причине многочисленных обрывов при волочении, связанных с наличием оксидных и инородных включений, технология литья в ЭМК не требует предварительной фильтрации металла, так как оксидные и твердые неметаллические включения интенсивно выдавливаются электромагнитными силами на поверхность слитка. Установлено, что горячая деформация литой заготовки, отлитой в ЭМК, на установке «Конформ», обеспечивает получение более высоких прочностных характеристик проволоки из сплава 01417 после волочения по сравнению с литой отожженной заготовкой. Прессование обеспечило повышение предела текучести и относительного удлинения сплава 01417 в 2 и 2,5 раза соответственно по сравнению с литым состоянием. В результате была получена заготовка, обладающая высокой технологической пластичностью для дальнейшего волочения. Проведены электронно-микроскопические исследования проволоки, которые показали, что дисперсные алюминиды РЗМ достаточно равномерно распределены по сечению проволоки диаметром 0,5 мм. Определение размера частиц алюминидов при увеличении ×50000 крат показало, что они составляют ~96-214 нм. Проволоку из сплава 01417 АО «Особое конструкторское бюро кабельной промышленности» (АО «ОКБ КП») применяет для изготовления токопроводящих жил монтажных проводов, обеспечивая существенное снижение их массы. The Scientific and Production Center for Magnetic Hydrodynamics Ltd has developed an innovative technology for casting long ingots of small diameter (8-12 mm) into an electromagnetic mold (EMM) and manufacturing thin wire (0.5 mm in diameter) from them for onboard wires from 01417 alloy. Crystallization of liquid metal occurs under the influence of electromagnetic forces in an electromagnetic mold with direct supply of coolant to the ingot, due to which cooling rates are achieved that ensure the dispersion of the eutectic phases of rare earth metal aluminides, similarly to how it takes place during the crystallization of granules (~1.103...1.104 K/s). It has been established that the determining parameters in casting ingots are the power supplied to the inductor and the level of the melt above the crystallization front. For the casting to reach a steady state (the process of stabilizing the diameter of the ingot after the start of casting), it is necessary to regulate the melt level for some time. The surface quality of the ingot depends on ensuring stability of the current in the inductor during casting. Fluctuations in the current in the inductor lead to changes in the ingot`s diameter. Casting speed and metal temperature have a great influence on the structure of ingots. In contrast to the method of producing granulated wire with a thin (less than 1 mm) cross-section, which turned out to be problematic due to numerous breaks during drawing associated with the presence of oxide and foreign inclusions, the casting technology in the electromagnetic mold does not require preliminary metal filtration, since oxide and solid non-metallic inclusions are intensively squeezed out by electromagnetic forces onto the ingot`s surface. It has been established that hot deformation of a billet cast in the EMM at the Conform facility provides higher strength characteristics of the wire from the 01417 alloy after drawing compared to the cast annealed billet. Pressing provided an increase in the yield strength and relative elongation of the 01417 alloy by 2 and 2.5 times, respectively, compared with the cast state. As a result, the billet was obtained with high technological plasticity for further drawing. Electron microscopic studies of the wire have been carried out, which have shown that dispersed REM aluminides are rather uniformly distributed over the cross section of the wire with a diameter of 0.5 mm. Determination of the particle size of aluminides at ×50000 magnification showed that their size is ~96-214 nm. Wire from 01417 alloy is used by JSC “Special Design Bureau of the Cable Industry” (JSC “OKB KP”) for the manufacture of conductive cores of installation wires, providing a significant reduction in their weight.
Журнал: Цветные металлы
Выпуск журнала: № 1
Номера страниц: 71-78
ISSN журнала: 03722929
Место издания: Москва
Издатель: Издательский дом "Руда и металлы"