Навигация
Прокатно-пресовое производство
34545
знаков
9
таблиц
0
изображений
1. Введение
Впервые в свободном виде алюминий был выведен в 1825г. датским физиком Эрстедом путем воздействия амальгамы калия на хлористый алюминий. Позднее, в 1827г., немецкий химик Велер усовершенствовал способ Эрстеда, заменив амальгаму калия металлическим калием. В 1854г. Сент-Клер Девиль во Франции впервые применил способ Велера для промышленного производства алюминия, внеся в него дальнейшие усовершенствования. Разработка этого метода положила начало промышленному производству алюминия по методу Сен-Клер Девиля.
Русский физико-химик в 1865г. Н.Н. Бекетов показал возможность вытеснения алюминия магнием из расплавленного криолита. Эта реакция в 1888г. была использована для производства алюминия на первом немецком заводе в Гмелингене.
Попытки организации производства алюминия в России относятся к 90-м годам прошлого столетия, когда для получения алюминия по способу Сент-Клер Девиля был построен небольшой завод, просуществовавший, однако очень короткое время (с 1885 по 1889г.). Мировую известность получили теоретические исследования в области изучения современного способа производства алюминия, выполненные в начале этого столетия П.П. Федотьевым и другими русскими учеными.
Первая промышленная партия (3 кг.) дюралюминия была использована для опытных работ в конструкторском отделе им. Туполева для изготовления первого металлического самолета, отдельных деталей самолетов Н.Н. Поликарпова, Д.П. Григоровича.
Музалевский, Белов, Воронов, Миронов и др. с полным правом могут быть названы основоположниками отечественной металлургии легких сплавов. Г.Г. Музалевским был разработан метод плакирования дюралюминия алюминием. Плакирование значительно повысило пластичность при горячей прокатке, резко увеличило сопротивление к коррозии, что привело к устранению лакокрасочных покрытий самолета.
Под руководством А.Ф. Белова, Н.Д. Бобовникова, В.А. Ливанова, В.И. Добыткина проведен обширный комплекс исследований по коренному усовершенствованию методов литья слитков и технологии их обработки. Были разработаны горячая прокатка слитков без обрезки боковых кромок и холодная прокатка рулонов без применения промежуточных обжигов.
Почти за 50 лет отечественная металлообрабатывающая промышленность, производящая полуфабрикаты из легких сплавов, превратилась из опытных цехов в самостоятельную отрасль, которая темпам развития и по уровню техники производства занимало одно из первых мест в мире.
2. Разработка технологического процесса
2.1. Описание технологического процесса прокатки.
В настоящее время известно большое количество алюминиевых сплавов, позволяющих прокатывать их в листы и полосы для различных нужд народного хозяйства.
Прокатное производство является заготовительным производством и является завершающим звеном металлургического цикла: отливка заготовок, последующая прокатка. К алюминиевому прокату особенно тонколистовому предъявляются особые требования, как по геометрическим размерам, так и по механическим свойствам.
В зависимости от сплавов, технических условий на готовую продукцию и т. д. технологические процессы изготовления листов могут быть различными. Типичную схему производства листов из алюминиевых сплавов можно разбить на следующие стадии:
отливка слитков,
подготовительные операции,
горячая прокатка,
холодная прокатка,
термическая обработка,
отделочные операции.
Для прокатки листов и плит применяют слитки различной массы от 3 до 8 тонн. Масса слитка и его размеры определяются технологическими свойствами данного металла или сплава при прокатке, размерами и назначением готовых листов, мощностью и размерами основного оборудования и т. д.
Технология получения полос из слитков алюминия и его сплавов состоит из следующих операций:
гомогенизирующий отжиг слитков, обеспечивающий снятие внутренних напряжений и уменьшение неоднородности слитка по структуре и химсоставу, Данная операция обеспечивает резкое возрастание пластических характеристик металла. Гомогенизация представляет собой нагрев слитка до температуры на 20-40 град. Ниже температуры плавления низкоплавких эвтектик и выдержку при этом в течение нескольких часов. В данный период растворимые составляющие переходят в твердый раствор и, благодаря диффузии выравнивается содержание легирующих составляющих. Для гомогенизации применяют электрические шахтные печи. Слитки устанавливают вертикально на некотором расстоянии друг от друга или укладывают в стопы с прокладками между слитками.
Фрезерование поверхностей слитков с целью удаления ликвационных наплывов, включений, плен, шлака, трещин, а также получения сляба с параллельными гранями. Съем металла составляет 5-6 мм на сторону.
Обезжиривание поверхностей с целью удаления механических загрязнений и наложение алюминиевых планшет.
Нагрев перед прокаткой со строгим температурным контролем, необходимым вследствие высокой чувствительности сплавов к пережогу, заключающемуся в оплавлении низкоплавких эвтектик, расположенных по границам зерен, и вызывающему образование трещин и падение механических свойств.
Горячая прокатка слябов. В первых проходах прокатки сплавов производится плакировка слябов листами из чистого алюминия. Благодаря большому давлению происходит приварка этих листов (планшет), создающая высокопрочную связь алюминиевого слоя с основным металлом. Эта операция предохраняет основной сплав от коррозии.
Прокатка листов и плит осуществляется на цилиндрических валках с гладкой поверхностью. Заготовкой является слиток определенного размера. Прокат, который используется вторично, называется подкат. Валки расположены горизонтально, и приводятся принудительно к вращению ролики, которые приводят слиток к движению называются рольганг.
Металл заготовки захватываются вращающимися валками за счет сил трения, возникающих на контактной поверхности между валком и заготовкой, В очаге деформации осуществляется уменьшение толщины заготовки. Толщина проката определяется зазором между валками, на просвет (распор валков). При уменьшении толщины проката незначительно увеличивается его ширина и интенсивно увеличивается его длина по направлению прокатки. Это происходит по закону наименьшего сопротивления, т.к. длина очага деформации значительно меньше, чем длина валка. Прокатка обычно с толщины заготовки до конечной толщины полосы производится за несколько переходов проката.
Различают горячую и холодную листовые прокатки.
Горячей прокаткой называют прокатку, которая происходит при температуре выше температуры рекристаллизации:
Тпр = 0,4 Тпл;
Тпр = (0,7-0,9) Тпл.
Любая пластическая деформация металла сопровождается упрочнением (деформация упрочнения – нагартовка). Однако если нагреть предварительно заготовку до температуры выше температуры рекристаллизации, то в процессе пластической деформации такой заготовки упрочнение ощущаться практически не будет, т. к. в процессе упрочнения одновременно протекают процессы разупрочнения. Для горячей прокатки температура нагрева заготовки определяется:
Из диаграммы состояния материала определяют максимально допустимую температуру нагрева Тmax = 0,9 Тs;
Из диаграммы пластичности определяют интервал температур которые соответствуют максимальной пластичности для данного сплава (рис1.).
Gs,Gв,
δ
δ
Gв
Т
Gs Тот
рис. 1. Диаграмма пластичности
Сочетание степени деформации и температуры могут привести к интенсивному росту зерна. Необходимо установить правильные соотношения между степенью деформации в последнем проходе горячей прокатке и температурой для обеспечения мелкозернистой структуры прокатки. Существует диаграмма рекристаллизации (рис.2).
Δ
зерно ε
%
Т0
Рис.2. Диаграмма рекристаллизации.
Горячая прокатка имеет существенное преимущество перед холодной - меньшая энергоемкость, большие суммарные деформации, не требуется промежуточных отжигов. Однако горячая прокатка ограничена толщиной проката. Минимальная толщина горячих катанных листов ~ 3 – 3,5 мм. Меньшую толщину горячего проката получить нельзя, т.к. из-за интенсивного и неравномерного охлаждения полосы на рольганге невозможно обеспечить равномерное распределение механических свойств по всему объему металла и как следствие заданную разнотолщенность по длине и ширине полосы. Поэтому, алюминиевый прокат меньше 3 мм получают методом холодной прокатки (т.е. от 20-50 градусов).
После обрезки концов полосы и смотки ее в рулон последний подвергается отжигу.
Предварительная правка и резка рулонов, где размотанная полоса подвергается правке, обрезки боковых кромок и резке на листы.
Сложенные в стопы листы проходят дальнейшие операции в линии отделки (закаленные листы): термическая обработка, сушка, правка, прогладка, растяжка на растяжной машине, обрезка в размер по длине и окончательная правка. После этого листы проходят контроль, маркировку, смазку и упаковку в ящики.
Листы являются основным видом полуфабрикатов из алюминия и его сплавов. Благодаря ценному сочетанию механических, физических и технологических свойств алюминий в виде листов из высоколегированных сплавов Амг2 являются в настоящее время основными материалами для сварных силовых конструкций в судостроении, транспортном и вагоностроительном машиностроении, химической промышленности.
Для сохранения высокой коррозионной стойкости неотожженные сварные конструкции из сплавов АМг2 не должны нагреваться выше 100° С ( при 100° С – не более 100 ч). Высоколегированные Al-Mg сплавы находят применение в новых композиционных материалах, например, в производстве многослойных металлов.
Похожие работы
... ів та послуг. Для підтримки своєї господарської діяльності підприємство постійно має вести аналіз фінансових та техніко-економічних показників. Таким чином підприємство може прослідити якісь недоліки та вчасно їх ліквідувати. Тож розглянемо це на прикладі умовного підприємства, для якого і розрахуємо необхідні показники. 2.1 Виробнича потужність підприємства Виробнича потужність підприє ...
... у заданому положенні. 3.9 Опис технологічного процесу виготовлення виробу В даному курсовому проекті розглядаються технологічний процес виготовлення обечайки хвостової, яка є складовою частиною балки рукояті екскаватора ЕКГ-8І. Очищення металу проводять для видалення окалини, іржі, жирових та інших плям і забруднень у дробеметних, дробеструменевих машинах, або хімічним шляхом. Розкрій є ...
0 комментариев