4.2.1.1.3. Метод пластической деформации (метод simAберд)
Аббревиатура в названии метода SIMA- это первые буквы его полного названия Strain Induced Melt Activated – Деформация стимулировала активизацию расплава. Эта технология основана на последовательной горячей, а затем холодной пластической обработке заготовок. После приложения должного срезывающего напряжения к металлу в процесс деформации и последующем нагреве до полутвердого состояния микроструктура переходит к равновесной недендритной глобулярной форме. Существо процессов, происходящих при реализации метода SIMA, относится к рекристаллизационным процессам. Как правило, детали, полученные методом SIMA, имеют микроструктуру с глобулярными частицами размером 20-30 мкм.
Метод SIMA хорошо подходит для высокопроизводительного выпуска заготовок малого диаметра. Этот метод применим также и для производства заготовок большего диаметра, но в этом случае он уступает по экономическим характеристикам методу МГД .
4.2.1.1.4. Перестаривание и частичное расплавление
С применением термомеханической обработки было создано еще два процесса. Они получили названия Recrystallization and Partitial Remelting (RAP)- рекристаллизация и частичное расплавление (РЧР) и Overaging Treatment (OAT)- обработка перестариванием (ОП). Сущность этих процессов заключается в холодной пластической обработке сплава с последующим повторным нагревом.
В РЧР- методе модельный сплав Al– 3.35%Cu подвергался пластической деформации при комнатной температуре, после чего проводился повторный нагрев (Рис.84а).
В ОП – методе тот же самый сплав изначально подвергался сначала гомогенизационному отжигу с контролируемым выпадением фазы- CuAl2, после чего проводилась холодная пластическая обработка, а затем повторный нагрев (Рис.84б).
Рисунок 81 Схема проведения процессов а) рекристаллизации и частичного расплавления (РЧР) и б) обработкой перестариванием (ОП)
Авторы выделяют два основных механизма эволюции структуры сплава в РЧР- методе, изгибание дендритных осей и следующая за ней фрагментация альфа фазы с последующим ее огрублением, в то время как основными процессами в ОП – методе являются рекристаллизация выпавших частиц и отделение вновь образованных зерен окруженной жидкостью.
4.2.1.1.5. Производство полупродукта одним слитком (метод ssp)
Глобулярная структура создается с помощью таких же механизмов, как и в МГД – литье. Магнитное поле является причиной перемешивания расплава. Рост дендритной структуры разрушается срезающими силами, вызываемыми потоками движущегося металла. В этом процессе заготовка может быть произведена с идеальным качеством поверхности близким к поверхности формы. В отличие от структуры МГД заготовки в структуре сплава после SSP практически отсутствует сегрегация, что свидетельствует о равномерном перемешивании расплава при затвердевании металла. Средний диаметр альфа раствора SSP- материала в повторно- нагретом состоянии составлял 81µm. В результате сравнения обоих материалов, выяснилось, что SSP -материал достаточно конкурентоспособен. Фактор формы альфа фазы в SSP- материале выше, чем у МГД – аналога на 3%.
Рисунок 82 SSP – установка полунепрерывного реолитья |
|
|
|
Экономическая целесообразность производства заготовок по этой технологии, может быть достигнута только при параллельном расположении SSP – устройств, поставляющих заготовки в печи для повторного нагрева.
Первая SSP – установка была разработана для 3 дюймовых слитков с регулируемой высотой (до 120мм), производимых из модельного сплава AlSi7Mg0.3 .
При всех преимуществах SSP – процесса, сложность установки полунепрерывного реолитья приведет к высокой ее стоимости, что пагубно сказывается на общих капиталлозатратах при промышленном внедрении процесса.