Способ производства полуфабрикатов из стружковых отходов алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к порошковой металлургии и обработке давлением цветных металлов и сплавов. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Способ включает брикетирование стружки при комнатной температуре под давлением 70-80 МПа с последующей высокотемпературной экструзией с тормозной шайбой высотой 0,2- 0,25 от диаметра контейнера и твердостью при температуре экструзии 0,8-1,2 твердости материала стружки. Соблюдение указанных параметров позволяет расширить технологические возможности способа, в частности за счет отказа от брикетирования при повышенных температурах. 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 22 F 3/02, 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4806116/02 (22) 13.02,90 (46) 30,03.92. Бюл, ¹ 12 (71) Научно-производственный, проектный и ремонтно-строительный кооператив "Алко" (72) Б.А. Арефьев, В. В. Кулешов, В. M. Пановко, А. В. Ребров, А. С. Шиканов, М. И. Эрлих, В. А. Смирнов и Л. Л. Симонов (53) 621.762.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹,1247160, кл. В 22 F 3/02, 1985.

Бондарев Б. И„Шмаков Ю, В. Цветные металлы, 1985, M 5, с. 89-90.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу производства полуфабрикатов из порошков, и может быть использовано при утилизации стружковых отходов из алюминиевых сплавов.

Известны способы производства полуфабрикатов из стружковых отходов алюминиевых сплавов, одним из существенных признаков которых является экструзия, однако эти способы включают трудоемкие операции подготовки стружки (очистку и размол), что усложняет и удорожает технологию ее передела.

Наиболее близким по технической,сущности к предлагаемому является способ производства полуфабрикатов, в котором

Ф.. Ж» 1722о94 А1 (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ СТРУЖКОВЫХ ОТХОДОВ

АЛНЗМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии и обработке давлением цветных металлов и сплавов. Цель изобретения — расширение технологических возможностей. Способ включает брикетирование стружки при комнатной температуре под давлением 70 — 80 МПа с последующей высокотемпературной экструзией с тормозной шайбой высотой 0,20,25 от диаметра контейнера и твердостью при температуре экструзии 0,8 — 1,2 твердости материала стружки. Соблюдение указанных параметров позволяет расширить технологические воэможности способа, в частности за счет отказа от брикетирования при повышенных температурах. 1 табл. стружка алюминиевых сплавов без какой бы то ни было предварительной обработки брикетируется при 400 — 420 С под давлением

300-600 МПа, после чего экструдируется с различными вытяжками, Недостатком способа является необходимость высокотемпературного брикетирования, что с учетом высоких температур и давлений позволяет получать качественную заготовку под экструзию, однако существенно усложняет процесс, Цель изобретения — расширение технологических возможностей способа производства полуфабрикатов из.стружковых отходов из алюминиевых сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что стружку брикетируют при комнатной гемпе1722694 ратуре под давлением 70 — 80 МПа, а затем экструдируют в горячую с тормозной шайбой. высота которой Нт.m. при заданных значениях диаметра контейнера D» составляет

0,2-0,25 D». При этом тормозную шайбу 5 изготавливают из материала, твердость которого при температурах экструзии составляет 0,8-1,2 твердости материала того же состава, что и компактируемая стружка. 10

Давление брикетирования в пределах

70 — 80 МПа определяется необходимостью получения брикета достаточной для последующих операций прочности. Если давление брикетирования меньше 70 МПа, 15 брикет разрушается при транспортировке и нагреве, если больше 80 Mila — при выталкивании из пресс-формы. Тормозная шайба высотой 0,2 — 0,25 Р» обеспечивает стабильность процесса истечения материала, на- 20 чинающегося только после заполнения материалом шайбы рабочего объема матрицы, а также максимальное противодавление в канале истечения, что приводит к дополнительному спрессовыванию брикета в кон- 25 тейнере и предотвращает расслоение переднего конца полуфабриката, Если высота тормозной шайбы меньше

0,2 Р», за счет снижения противодавления возможны нарушения сплошности передне- 30 го конца полуфабриката; повышение Нт.ш. больше 0,25 Р» неоправдано по экономическим соображениям.

Твердость материала пресс-шайбы в пределах 0,8-1,2 твердости компактируемо- 35 го материала необходима для повышения ламинарности процесса истечения и качества получаемого материала. Если твердость пресс-шайбы меньше 0,8 твердости материала стружки, материал пресс-шайбы 40

"наволакивается" на передний конец пол.- уфабриката, изменяет его сечение (деформацию) и гриводит к частичному

"перекусыванию". Если твердость прессшайбы выше 1,2 твердости материала 45 стружки, максимальное давление истечения возрастает, что приводит к обрыву переднего конца заготовки в момент выхода компактируемого материала из калибрующего канала матрицы, 50

Совокупность предлагаемых операций позволяет расширить технологические возможности способа, так как изменение условий брикетирования позволяет осуществлять его практически на любом прессо- 55 вом оборудовании, а необходимость термического оборудования и технологических оболочек для нагрева стружки вообще отпадает. В то же время применение тормозных шайб, влияние которых определяется оговоренными параметрами высоты и твердости, позволяет получить полуфабрикаты, не уступающие по качеству полуфабрикатам, полученным по известному способу.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят прессование и экструзию отходов стружки сплавов алюминия Д16 и

АК4. Используют вертикальные гидравлические прессы усилием 0,5 МН и 6,0 М Н. В состав пресс-оснастки входят контейнеры диаметром 74 мм и обогреваемый диаметром 75 мм, пресс-шайбы и пуансон с диаметром. 74 мм, матрицы с диаметрами отверстий 15 и 10 мм, изготовленные из стали ЗХ2В8Ф. Около 500 r стружки засыпают в контейнер диаметром 74 мм, установленный на прессе усилием 0,5 МН, и прессуют при нагрузке 20 — 25 т (давлением

70 — 80 МПа) с выдержкой под нагрузкой примерно 5 с. Затем брикет нагревают в печи сопротивления до температуры 400-420 С, переносят в контейнер диаметром 75 мм пресса усилием 6 МН, нагретый до 400420 С, в который помещена матрица и тормозная шайба, и экструдируют, Компактный материал получают в виде прутка с диаметром, соответствующим диаметру отверстия в матрице.

При изготовлении прутков по известному способу пресс усилием 0,5 МН оказывается недостаточным. Для производства брикетов 75 мм необходимо иметь пресс усилием не менее 3,0 MH и дополнительную нагревательную печь к нему, Для обеспечения изотермичности процесса брикетирования контейнер пресса также обогревается.

По известному способу навеска заключается в технологическую оболочку, нагревается до 400-420 С, переносится в контейнер диаметром 74 мм пресса усилием 3,0 MH. где обжимается под нагрузкой 130 — 260 т, выпрессовывается, вторично нагревается, устанавливается B контейнер диаметром

75 мм и экструдируется через матрицу. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает получение полуфабрикатов из стружковых отходов алюминиевых сплавов, не уступающих по свойствам полуфабрикатам, полученным по прототипу.

Формула изобретения

Способ производства полуфабрикатов из стружковых отходов алюминиевых сплавов, включающий брикетирование в контейнере, нагрев и экструзию, о т л и ч а ю ° и и с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, брикетиро1722694 вание осуществляют при давлении 7080 МПа, а экструзию ведут с тормозной шайбой высотой 0,2-0,25 диаметра контейнера и твердостью при температуре экструзии 0,8 — 1,2 от твердости материала стружки.

80.2 °

>в1а бз, ИПа

Относитель" ная твердость шайбы

Тенпература экструзии, с

Давление брикетирования>

Ийа

Относительная высота

"ты. iбь

Температура брикетирзвания, >С

Вытяика,%

Иатериал .

Струака Д16

21-276,6»7,2

7-13

22-26

Струи" ка АК4

20.

420

12-14

11-13

l l-l 3

Струпка Дlб (прототип) 20-28

7-13

tl p и и е ч а н и е. Свойства после горячей экструзии. ь о ьзСвойства после теризобработки - закалка 490 С, 30 иин., вода> 190 С, 6 ч на. воздухе

Составитель С. Деркачева

Техред M,Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Э. Слиган

Заказ 1021 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

80.

300

I00 25

420 56

400 25

400 25

400 56

400 56

420 26

400 25

400 25

420 56

400 56

420 25

400 25

420 56

0,19

0,2

Брикет

0>2 .

0,2

0,22

0,25

Брикет

0,26

0,19

0,2

0,22

0,25

0,26.

О ° 9. Расслоение прутка

1.3 Обрывы прутка рассыпается при переноске

0>7 Оереяины прутка

0,8 162-181 61-70

0,9 440-500 287-304

1,2 ь 450-511 288-312 рассыпается при выпрессоеке

1,2 аl47-148 60-71 .0,8 Расслоение прутка

0>8 163-180 89-102

0>9 203-210 103-114

1,2 197-204 97-108

1 3 Обрывы прутка 165-184 59-71

460-510 - 290-310