Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН, Комсомольск-на-Амуре, Россия:

А. М. Сергеева, заместитель директора по научной работе
Н. С. Ловизин, заведующий лабораторией «Проблемы металлотехнологий»
А. А. Соснин, научный сотрудник лаборатории «Проблемы металлотехнологий»

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

Ю. Н. Мансуров, профессор кафедры «Металловедение цветных металлов», эл. почта: yulbarsmans@gmail.com

Литье — самый дешевый способ изготовления полуфабрикатов и готовых изделий. Недостатками продуктов, получаемых этим методом, являются как их геометрические размеры, так и структура, свойства, которые в значительной мере уступают свойствам заготовок, полученных методами обработки металлов давлением. Поэтому разработка новых технологий, установок и оборудования литья, которые обеспечивали бы структуру, а значит, и свойства изделий на уровне деформированных, является актуальной задачей. Один из способов, улучшающих параметры заготовок, — кристаллизация расплавов под воздействием внешних факторов. Так, применение ультразвука, электромагнитного поля, вибрации приводит к улучшению механических характеристик металлоизделий. Однако эти способы получения литых деталей, обеспечивая улучшение механических свойств, не позволяют изготовить длинномерные заготовки. Очень часто в машиностроении, особенно в авиастроении, производство длинномерных заготовок с высокими механическими свойствами за короткий производственный цикл является важной производственной научно-технической задачей. Целью настоящей работы является создание режимов получения таких изделий способом непрерывного литья на разработанной авторами установке. Для достижения цели решены следующие задачи: разработана конструкция кристаллизатора, позволяющая получать полуфабрикаты повышенной длины; оптимизированы технологические параметры нового способа литья; изучены структура и свойства изготовленных изделий. Представлены результаты исследований металлоизделий из известного алюминиевого сплава АД1, полученных способом непрерывного горизонтального литья, совмещенного с деформацией расплава. Представлена схема разработанного в Институте машиноведения и металлургии кристаллизатора с подвижными стенками.

Работа выполнена в Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН при консультативной помощи НИТУ «МИСиС» на основании технического задания Инновационного центра Сколково в рамках выполнения исследований по микрогрантам.

1. Мондольфо Л. Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов : пер с англ. — М. : Металлургия, 1979. — 640 с.
2. Zolotorevskiy V. S., Belov N. A., Glazoff M. V. Casting Aluminum Alloys. — Amsterdam : Elsevier, 2007. — 544 p.
3. Rudnev V. S., Yarovaya T. P., Nedozorov P. M., Mansurov Y. N. Wear-resistant oxide coatings on aluminum alloy formed in borate and silicate aqueous electrolytes by plasma electrolytic oxidation // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2017. Vol. 53, No. 3. P. 466–474.
4. Аксенов А. А., Мансуров Ю. Н., Иванов Д. О., Кадырова Д. С. Пеноалюминий для малого бизнеса Дальнего Востока // Цветные металлы. 2017. № 4. С. 81–85.
5. Руднев В. С., Недозоров П. М., Яровая Т. П., Мансуров Ю. Н. Локальное плазменно-электрохимическое оксидирование на примере сплава АМг5 // Цветные металлы. 2017. №. 1. С. 59–64.
6. Mansurov Yu. N., Kurbatkina E. I., Buravlev I. Yu., Reva V. P. Features of structure's formation and properties of composite aluminum alloy ingots // Non-ferrous Metals. 2015. No. 2. P. 40–47.
7. Мансуров Ю. Н., Рева В. П., Мансуров С. Ю., Белобородов М. В. Экономические и социальные основы развития материаловедения на Дальнем Востоке // Цветные металлы. 2016. № 11. С. 88–93.
8. Миклушевский Д. В., Мансуров С. Ю., Питерская Т. Н., Мансуров Ю. Н. Экономика и управление инновационной деятельностью университетов // Цветные металлы. 2015. № 9. С. 6–12.
9. Андреева А. А., Мансуров С. Ю., Миклушевский Д. В., Мансуров Ю. Н. Модель формирования инновационного процесса для крупных промышленных предприятий // Цветные металлы. 2015. № 3. С. 74–77.
10. Корнеев С. И. Международный обзор рынка цветных металлов // Цветные металлы. 2015. № 9. С. 4–6.
11. Eskin D. G. Physical Metallurgy of Direct Chill Casting of Aluminum Alloys. — Boca Raton – London – New York : CRC Press, 2008. — 301 p.
12. Пат. 2351428 РФ. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В. И., Черномас В. В., Проскуряков Б. И. ; опубл. 10.04.09.
13. ГОСТ Р 8.585–2001. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования ; введ. 2001-21-11. — М. : ИПК Издательство стандартов, 2002. — 84 с.
14. Бровман М. Я. Совмещенные процессы непрерывного литья и прокатки. — Саарбрюккен, 2014. — 626 с.
15. Земсков И. В., Крутилин А. Н. Вертикальное непрерывное литье заготовок : монография. — Минск : БНТУ, 2015. — 207 с.
16. Калин Б. А, Алымов М. И., Елманов Г. Н., Калашников А. Н., Нечаев В. В., Полянский А. А., Чернов И. И., Штромбах Я. И., Шульга А. В. Физическое материаловедение. Т. 5. Материалы с заданными свойствами. — М. : МИФИ, 2008. — 672 с.
17. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение ; введ. 1986-01-01. — М. : ИПК Издательство стандартов, 2008. — 24 с.
18. Сергеева А. М., Ловизин Н. С., Соснин А. А., Одиноков В. И. Исследование структуры и механических свойств металлоизделий из сплава АД0, полученных с помощью новой технологии непрерывного литья // Перспективные материалы. 2016. № 4. С. 13–18.
19. Белецкий В. М., Кривов Г. А. Алюминиевые сплавы. Состав, свойства, технология, применение : справочник / под общ. ред. И. Н. Фридляндера. — Киев : КОМИНТЕХ, 2005. — 365 с.
20. ГОСТ 13726–97. Ленты из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия ; введ. 1999-01-01. — М. : Издательство стандартов, 2005. — 17 с.
21. Кушнер В. С., Верещака А. С., Схиртладзе А. Г., Горелов В. А., Негров Д. А., Бургонова О. Ю. Материаловедение и технология конструкционных материалов. — Омск : Издательство ОмГТУ, 2009. — 520 с.
22. Липчин Т. Н. Структура и свойства цветных сплавов, затвердевших под давлением. — М. : Металлургия. 1994. — 128 с.
23. Богатов А. А, Нухов Д. Ш. Научные основы повышения эффективности процесса ковки при знакопеременной деформации // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 3. С. 13–18.
24. Stancek L., Vano B., Sedlacek L., Batysev A. I. Tlakove liatie automobilovy priemysel // Strojarstvo Strojirenstvi. 2008. No. 10. P. 92.

25. Bullen F. P., Henderson F., Hutchison V. V., Wain H. L. The effect of hydrostatic pressure on yielding in iron // The Philosophical Magazine: A Journal of Theoretical Experimental and Applied Physics Phil. Mag. 1964. Vol. 9, No. 98. P. 285–297.
26. Широких Т. А., Герасименко В. Г. Применение технологии «мягкого» обжатия непрерывнолитой заготовки с целью подавления осевой пористости и ликвации // Черная металлургия. 2011. № 1. С. 40–42.
27. Krymskiy S., Sitdikov O., Avtokratova E., Murashkin M., Markushev M. Strength of cryorolled commercial heat hardenable aluminum alloy with multilevel nanostructure // Reviews on Advanced Materials Science. 2012. Vol. 31. P. 145–150.
28. Захаров В. В. Структурное упрочнение алюминиевых сплавов // Технология легких сплавов. 2011. № 4. С. 18–24.
29. Елагин В. И. О структурном упрочнении алюминиевых сплавов // Цветные металлы. 2005. № 5/6. С. 134–140.