Производство слитков из алюминиевых сплавов

Слитки из алюминиевых сплавов получают в основном мето­дом непрерывного литья на тросовых или цепных машинах со скоростью опускания стола (скоростью литья) 1,7...28,5 см/мин; круглые слитки диаметром до 300 мм успешно отливают на роли­ковых (валковых) машинах; значительно реже используют маши­ны с гидравлическим приводом, так как они требуют сложного устройства для поддержания постоянной скорости литья. Схемы перечисленных машин приведены на рис. 156.

Круглые сплошные слитки используют для получения профи­лей, прутков, поковок и штамповок, полые — для изготовления бесшовных труб; плоские слитки предназначены для изготовле­ния листов и плит.

В серийном производстве круглые сплошные слитки отливают диаметром 55... 1100 мм, а полые наружным диаметром 150...850 мм и внутренним диаметром 50...600 мм. Длина их обычно не превышает 4...6 м. Плоские слитки изготавливают толщиной

200. .500 Мм и шириной 900... 1700 мм; длина их колеблется от 1 до 6,5 м.

Плоские слитки из алюминия и низколегированных сплавов (ДЦ00, ДДО, АД1, АД, АМц, АМг2 и др.) из-за трудностей разрез­ки прокатывают, как правило, вдоль направления литья. Поэто­му их отливают длиной 1...2 м. Слитки из этих сплавов имеют обычно прямоугольное сечение. Заготовки из высоколегирован­ных сплавов (Д1, Д16, Д19, Д20, АМгЗ, АМг5, АМгб, АК8, АК4, АК6 и др.) склонны к разрушению в начальный период горячей прокатки. Поэтому их прокатывают поперек направления литья, а для предотвращения раскрытия заготовки боковым граням при­дают выпуклую треугольную форму с внутренним утлом 110*. Длина отливаемых слитков из высоколегированных сплавов должна быть кратна длине заготовки (6...6,5 мм).

Для получения слитков указанного сортамента применяют кор­пусные (рис. 157) и гильзовые (рис. 158) кристаллизаторы сколь­жения, а также электромагнитные кристаллизаторы. Корпусные кристаллизаторы для отливки круглых сплошных слитков состо­ят из двух основных частей — корпуса и гильзы. Корпус изготав­ливают из сплавов Д1 или АК6, а гильзу из дуралюмина. Внут­реннюю поверхность гильзы полируют. Для отливки слитков из сплавов, не склонных к образованию трещин и не требующих мер против образования неслитин, используют кристаллизаторы самой простой конструкции (рис. 157, а), более сложные крис­таллизаторы (рис. 157, б) с конусностью по внутреннему диаметру в верхней части используют для отливки слитков диаметром бо­лее 300 мм из сплавов, склонных к образованию трещин и несли­тин. Величину конуса принимают равной 2°, а высоту конусной части кристаллизатора 60...80 мм. Кристаллизаторы для отливки полых слитков (рис. 157, в) имеют водоохлаждаемый стержень, образующий внутреннюю поверхность слитка. Высоту стержня принимают равной высоте кристаллизатора или несколько мень­ше, конусность 1 : 15.

Кроме обычного способа непрерывного литья, для получения литых заготовок из алюминиевых сплавов небольшого сечения применяют ряд специальных способов. Один из них - получение литой проволочной заготовки диаметром 6...8 мм - предложил В. Г. Головкин в 1943 г.

Установка для получения литой проволоки состоит из печи, роликов с системой охлаждения и барабанов для намотки литой проволоки (рис. 162). Емкость печи 0,5...1 т, глубина ванны 100...150 мм. В ванне имеется перегородка, отделяющая загрузочную ка­меру от разливочной, в которую металл перетекает через отвер­стие в перегородке у подины. Назначение перегородки — удер­жать шлак и предотвратить колебания уровня расплава при заг­рузке шихты. Металл вытекает из разливочной камеры через от­верстия в асбошиферных матрицах; число отверстий достигает

8. . 12 штук. Отверстия в матрицах располагают на расстоянии около 5 мм от уровня расплава в печи. Это расстояние строго соблюда­ют, так как скорость движения затвердевающей заготовки долж­на быть точно равна скорости истечения расплава. Поэтому заг­рузку металла в печь производят мелкими порциями. Вытекаю­щая из матрицы струя металла попадает под сильное водяное охлаждение, образующаяся заготовка подхватывается приемным роликом и далее 3...4 парами тянущих роликов. Затем заготовка наматывается на барабан. Литье алюминиевых сплавов ведут обыч­но при 700...710 °С со скоростью 30...45 м/ч. Получаемая прово­лочная заготовка имеет грубую структуру с вытянутыми вдоль заготовки кристаллами.

Для отливки слитков крупного сечения с высокой плотностью центральных зон и низкими внутренними напряжениями с успе­хом используют способ погружения изложницы в воду. Этот спо­соб был предложен известным русским металлургом А. С. Лавро­вым в 70-х годах прошлого века для стали, однако из-за трудно­стей в подборе материала изложницы получил применение лишь для отливки слитков из алюминиевых и магниевых сплавов.

Сущность этого способа (рис. 163) состоит в следующем. Рас­плав заливают в тонкостенную стальную изложницу, которою помещают в печь. В печи поддерживают температуру 730...750 С. После выстаивания расплава в изложнице в течение 20...40 мин, необходимых для отделения оксидов и флюса, стол, на котором стоит изложница, начинают медленно (со скоростью

1. 8...1,2 м/ч) опускать в воду. Интенсивное охлаждение позволя­ет вести кристаллизацию направленно снизу вверх при неглубо­кой лунке, что помогает избежать в слитках создания темпера­турных напряжений и зональной ликвации.

Основные недостатки способа погружения: громоздкость ус­тановки, низкая производительность и меньший, чем при непре­рывном литье, выход годного, обусловленный необходимостью обработки слитков для удаления конусности по высоте.

Для получения литых заготовок малых сечений используют также способ, предложенный Проперци, рассмотренный выше.