Введение
1 Научные предпосылки 7
1.1 Основы классификации процессов прессования металлов 8
1.2 Волочение проволоки - суть и технология выполнения операции 8
1.3 Общее описание и принципиальная схема 10
1.3.1 Модуль калибровочной клети 13
1.4 Существующие волочильные станы 15
1.4.1 Алюминиевая волочильная машина : LHD450 15
1.4.2 Волочильный стан типа UDZSA 5000/6 16
1.4.3 Волочильный стан Eurodraw 17
2 Индукционный нагрев 18
2.1 Расчет индуктора сквозного нагрева 20
3 Влияние примесей на свойства алюминия 27
3.1 Основные применяющиеся лигатуры алюминиевых сплавов 27
3.2 Применение лигатуры алюминий-титан-бор 31
3.2.1 Технология применения 32
3.3 Применение лигатуры алюминий-цирконий 33
3.3.1 Технология применения 34
4 Проектирование и моделирование будущего прототипа 35
4.1 Определение параметров работы установки 35
4.1.1 Модуль непрерывной экструзии 41
4.1.2 Намоточное устройство 50
4.2 Моделирование в среде ANSYS 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 68
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 69
ПРИЛОЖЕНИЕ В 70
Кафедрой «Электротехнологии и электротехника» создан опытно-промышленный литейный комплекс с электромагнитным кристаллизатором производительностью до 20 тонн в год непрерывно-литой заготовки диаметром 8 мм. На установке получены слитки из сплава 01417 м, обладающие высокими механическими и электрическими свойствами, сохраняющимися до температуры 250°С.
В настоящий момент стоит задача повышения качества выпускаемой продукции - стабилизации диаметра слитка, что позволит повысить технологичность переработки изделий в проволоку и начать массовое внедрение алюминиевых проводов в авиакосмическую технику. Для этого предлагается перед отправкой литых слитков на волочильный завод производить предварительный индукционный нагрев слитка под пластическую деформацию и их калибровку с последующей непрерывной экструзией, что позволит поставлять потребителю продукт более глубокой переработки - калиброванную проволоку диаметрам до 4 мм. При этом данный способ позволит перевести мелкодисперсную эвтектику (1-3 мкм) в литом слитке в нанодисперсное состояние (менее 100 нм), что по заверению специалистов металловедов даст возможность получить при дальнейшем волочении проволоку диаметром до 0,1 мм.
Целью проекта является разработка полной производственной цепочки по изготовлению проволоки из специальных алюминиевых сплавов с уникальными физико-механическими свойствами для бортовой проводки летательных аппаратов. Кроме кабельного производства из калиброванного слитка планируется получать, заклепки для летательных аппаратов и подводных лодок. Идея проекта состоит в совмещении, в производственном процессе изготовления проволоки, двух передовых технологий: литья в электромагнитный кристаллизатор и непрерывной экструзии. Это позволит получить алюминиевую проволоку с ранее не достижимыми параметрами.
Нововведением, не имеющим мировых аналогов, является организация технологической цепочки производства алюминиевой проволоки на базе технологий литья в электромагнитный кристаллизатор и непрерывной экструзии. Исходная литая заготовка диаметром 8-11 мм отливается в электромагнитный кристаллизатор. За счет особенности технологии заготовка имеет мелкодисперсную структуру, что обеспечивает уникальные физико-механические свойства. Далее производятся ее нагрев и переработка в калиброванную проволоку диаметром 8 мм на калибровочной клети. Откалиброванная проволока диаметром 8 мм далее поступает в установку непрерывной экструзии. Из установки выходит проволока диаметрам 5 мм. При этом за счет процесса прессования мелкодисперсная эвтектика в исходной проволоке переходит в нанодисперсное состояние, что позволяет дополнить эффект электромагнитного литья и еще более улучшить физико¬механические свойства проволоки. Полученная проволока далее отправляется на волочильные заводы для проведения среднего и грубого волочения до диаметров 0,5 мм и менее. Полученная проволока далее поступает на кабельные заводы для производства проводов, кабелей и кабельных сборок летательных аппаратов.
Для реализации предложенной технологической схемы необходимо создать опытно-промышленную установку для нагрева, калибровки слитка и непрерывной экструзии проволоки.
Разработанная технологическая цепочка, модуль экструзии и установка индукционного нагрева, позволяет создать проект опытно-промышленной установки для получения особо тонкой алюминиевой проволоки из сплавов (АМГ6 и 01417). Так же в установке индукционного нагрева, рекомендуется использовать фиксирующие ролики для фиксации слитка в индукторе и трубу из кварцевого стекла, для избежание замыкания слитка об индуктор.
