Производство слитков для обработки давлением

24.01.2017

Почти все деформированные полуфабрикаты изготавливают в настоящее время из слитков, полученных непрерывным или полунепрерывным литьем. Эти слитки имеют более качественную структуру и лучшее распределение вторичных фаз в микроструктуре, чем слитки, отлитые в изложницу. Деформируемость в горячем состоянии при этом также лучше. Однако для сплавов AZ31 и АМ503 измельчение зерна слитков, полученных методом непрерывного и полунепрерывного литья, вызывает затруднения, поэтому на ряде заводов и в настоящее время в качестве заготовок под прокат используют слитки, отлитые в разъемные изложницы.
Приготовление расплава. Необходимо отметить следующие особенности приготовления расплава для получения слитков из деформируемых сплавов по сравнению с приготовлением литейных сплавов:
1. В Англии приготовление расплава для литья осуществляется в тиглях емкостью 230—450 кг. Раньше расплавы приготовляли в тиглях емкостью 2 г и транспортировали в ковшах емкостью 140 кг для заливки в изложницу. Направленная кристаллизация слитков обеспечивалась наличием прибылей; однако не всегда удавалось получать слитки без пористости.
2. Для деформируемых магниевых сплавов менее существенно достижение полного усвоения циркония, чем для литейных. Поэтому добавка циркониевой лигатуры уменьшается: например, 3,5% лигатуры при плавке без использования скрапа и 2,5% для приготовления расплава с соотношением магния и скрапа, равным 1:1; при плавке литейных сплавов эти величины соответственно равны 6—7 и 4—5%.
Содержание циркония можно контролировать с помощью квантометра. Для получения удовлетворительных прочностных свойств полуфабриката обычно достаточно 0,55%Zr. По результатам испытания на растяжение образцов, отлитых в кокиль, так же, как и при литье в землю, можно определить оптимальное содержание циркония.
3. Желательно избегать нагрева свыше 690—720° С сплавов, содержащих алюминий, и свыше 700—750° С — сплавов с цирконием. Этим экономится время плавки и уменьшается опасность увеличения количества интерметаллических включений, например, за счет поглощения железа при более высоких температурах. Модифицирование углеродом лучше применять при перегреве сплавов, содержащих алюминий, прежде всего потому, что модифицированный углеродом расплав менее чувствителен к огрублению зерна при литье. Сплавы, содержащие цирконий, лучше перемешиваются при температуре не выше 750° С.
4. В сплавах системы Mg—Zn—Zr выпадение интерметаллидов, обогащенных цирконием, можно резко сократить введением циркония при более низких температурах, например при 680° С. Это приводит к уменьшению образования нерастворимых частиц, обогащенных цирконием и содержащих примеси, а в сплавах с более высоким содержанием цинка в значительной степени предотвращает появление частиц Zn—Zr.
5. Бериллий вводят в расплав (например, в Magnox) в виде лигатуры Al—5%) Be.
Сплав AZ31, применяемый в авиационной промышленности, относится к сплавам «высокой чистоты» за счет низкого содержания железа (0,005%, согласно спецификации Великобритании и США), в связи с чем необходимо предпринимать следующие меры для контроля количества железа на том или ином этапе производства слитков:
а) выдержку расплава проводить при избыточном содержании марганца;
б) модифицирование сплава цирконием должно сопровождаться введением соответствующего количества марганца. Однако влияние добавки циркония можно свести к минимуму за счет последующей обработки расплава углеродом;
в) применение магния, полученного термическим методом, в сочетании с кратковременной плавкой снижает температуру плавки и литья, а также повышает долговечность тиглей.