Способ получения слитков из деформируемых алюминиевых сплавов
METHOD FOR PRODUCTION OF INGOTS FROM DEFORMED ALUMINUM ALLOYS

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке кристаллизующегося металла давлением и может быть использовано для получения слитков из деформируемых алюминиевых сплавов.
В таких изделиях наиболее важными показателями являются высокое качество металла по дефектам, высокая точность по геометрии, низкий уровень остаточных напряжений и связанных с ними поводок и коробления при механической обработке изделий.
Из существующего уровня техники известен способ получения слитка из сплавов цветных металлов, включающий подачу расплава в индуктор, воздействие на расплав и удержание расплава от растекания в области кристаллизации переменным электромагнитным полем заданной частоты, охлаждение слитка путем подачи охлаждающей жидкости непосредственно на поверхность расплава и кристаллизацию слитка (патент RU 2477193, С2, МПК B22D 11/01, B22D 27/02, заявлено 22.02.2011. Опубликовано 27.08.2012 Бюл. №24).
Недостатком вышеуказанного способа является то, что удержание расплава от растекания в области кристаллизации переменным электромагнитным полем представляет серьезную проблему, с точки зрения обеспечения безопасности и не гарантирует достижение положительного эффекта.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения полуфабрикатов из алюминиевого сплава и изделие, полученное этим способом, который включает следующие операции: отливка слитка, гомогенизация, ковка слитка, прессование кованой заготовки, закалка, холодная деформация в два этапа: 1) правка растяжением с остаточной деформацией 1-5%, 2) объемная гибка заготовки с одновременной локальной пластической деформацией сжатием 1-20% в зонах сопряжения элементов заготовки, расположенных под углом 45-135° друг к другу, старение - 1-я ступень - нагрев до температуры 90-120°С в течение 5-24 ч, 2-я ступень - нагрев до температуры 160-190°С в течение 5-20 ч. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик и трещиностойкости, а также понижение уровня остаточных напряжений, что обеспечивает получение изделия без поводок и коробления при механической обработке (патент RU 2184174, С2, МПК C22F 1/04, заявлено 01.08.2000. Опубликовано 27.06.2002 Бюл. №18).
Недостатком вышеуказанного способа является высокая трудоемкость, низкая концентрация технологических переходов и значительные потери металла (выход годного ниже 80%).
Техническим результатом изобретения является разработка способа получения слитков из деформируемых алюминиевых сплавов, отвечающих высоким требованиям
Задачей заявляемого изобретения является повышение коэффициента использования жидкого металла и снижение трудоемкости в процессе производства конечной продукции из высокопрочных сплавов алюминия.
3
3
Поставленная задача решается за счет того, что способ получения слитков из деформируемых алюминиевых сплавов включает (см. Фиг. 1) заливку жидкого металла мерной дозой, перегретого выше температуры ликвидус на 150…200°С, в предварительно заполненную инертным газом и прогретую до 200…250°С изложницу (2). Изложницу закрывают массивной крышкой (3), в отверстие которой установлен по плотной посадке компенсатор усадки (4) в виде цилиндрической заготовки того же химического состава, что и обрабатываемый сплав (6). Крышку фиксируют жестко относительно изложницы скобой (1). После этого изложницу закатывают под пресс и через посредство прессующего плунжера (5) компенсатор подают в жидкий металл непрерывно до конца кристаллизации со скоростью и под давлением, которые обеспечивают сжатие жидкого металла на 12…13% от общего объема. Объем впрессовываемого компенсатора, таким образом, должен быть не менее 120…130 см на 1 м жидкого металла. Давление, накладываемое на расплав, по мере развития кристаллизации, необходимо увеличивать для преодоления сопротивления продавливанию металла через междендритные пространства до уровня ~400-450 МПа. Наложение давления и опрессовка жидкого и кристаллизующегося металла обеспечивают отсутствие дефектов и формирование равномерной структуры без существенных различий в размерах и ориентации зерен в центре, на периферии, в донной и в верхней зонах слитка. Наложение давления и опрессовка жидкого и кристаллизующегося металла обеспечивают отсутствие дефектов и формирование равномерной структуры без существенных различий в размерах и ориентации зерен в центре, на периферии, в донной и в верхней зонах слитка.