книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы

1.Разработка непрерывного процесса закалки лис­ тов, т. е. закалки бесконечной полосы, которую после правки растяжением режут на отдельные листы.

2.Разработка непрерывного способа закалки отдель­ ных листов.

3.Разработка процесса закалки, позволяющего существенно уменьшить коробление изделия. Это достига­ ется, например, путем закалки полуфабрикатов (профи­ лей, прутков и труб) в вертикальных печах сопротивле­ ния или в обогреваемых газообразным топливом; точ­ ность нагрева достигает при 550°С±2°С. Такие печи строит, например, фирма Priest Furnaces Ltd. Высота

печи 10,5 м, масса садки 2,4 г1.

4.Упрощение процессов термообработки сплавов, подвергаемых искусственному старению.

5.Разработка способа закалки бесконечной полосы.

Впрокатном цехе фирмы Lavarazione Leghe Leggere

вФузине (Италия) работают две непрерывные печи:

а) проходная печь для нагрева и закалки отдельных листов (такие печп применяются и в других промышлен­ но развитых странах, например в СССР, США, Фран­ ции); она пригодна п для термообработки крупногаба­ ритных листов, например 2000X7000 мм. Производитель­ ность печей составляет 1,5—3,5 т/и;

б) протяжная печь для закалки полосы шириной до 2000 мм, толщиной 2,5 мм\ общая длина установки 107 м. (Печь разделена на три секции, средняя секция разделе­ на в свою очередь на три зоны нагрева п две зоны ох­ лаждения. Полоса проходит через зону нагрева на воз­ душной подушке).

Аналогичная печь действует и в прокатном цехе фир­ мы Cegedur в Иссуаре (Франция). Общая длина уста­ новки 64 м, ширина 2,7 м, длина собственно печи 30 м, Печь разделена на четыре зоны нагрева. Суммарная под­ водимая мощность составляет 1950 кет. Печь изготовле­ на фирмой Heurtey-Stordy. Полоса проходит через линию со скоростью 0,5—15 и!мин. Скорости размотки и смот­ ки полосы синхронизированы [471, 472].

1 В СССР построены и п течение 20 лет эксплуатируются вертикальные закалочные печи, позволяющие производить термо­ обработку изделий длиной до 17 м при массе садки до 5 т. Прим,

ред.

Преимуществом этого способа является существенно меньшая деформация, чем при закалке в другую среду, на­ пример в воду. Охлаждающее действие азота является более медленным, как это видно на рпс. 137. Была опробована за­ калка таким путем сплавов ти­ тана. Азот отводит тепло при­ мерно в 5 раз медленнее, чем вода.

Охлаждающее действие жидкого азота можно повы­ сить путем применения ульт­

ратуре старения. Преимущест­ вом этого процесса является упрощение всего процесса

термообработки и получение материала с более стабиль­

Некоторые сплавы алюминия (например, А1—Zn—= Mg, Al—Mg—Si и др.) при прессовании можно подверг гать закалке сразу после выхода прессизделия из мат­ рицы и затем подвергают старению при нормальной тем­ пературе.

Эффективность закалки некоторых сплавов приведена на рис. 138 и 139.

Доля ПОПСиПОЛйНО доститимых значений

З а к а л к а м е т о д о м S u p e r Q u e n c h i n g

Этот метод заключается в охлаждении прессованных полуфабрикатов под водяным давлением при их выходе из матрицы. Этот способ гораздо интенсивней способов закалки погружением полуфабрикатов в водяную ванну и душированием. Вода подается под давлением около 15 кГ]см2. При резком падении капель на поверхность материала разрушается газовый барьер, который замед­ ляет отвод тепла от материала в закалочную среду. Устья сопел расположены на расстоянии 150—375 мм от поверхности материала [477].

U . МЕЖОПЕРАЦИОННАЯ И ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ ОТДЕЛКА ПОЛУФАБРИКАТОВ

В связи с высокими требованиями к качеству поверх­ ности полуфабрикатов необходимо постоянное усовер­ шенствование межоперационной и окончательной отдел­ ки поверхности.

Ниже описаны усовершенствования способов поверх­ ностной отделки и новые направления в этой области.

Механическая обработка

Струйная обработка применяется для очистки по­ верхности проволоки, полос и труб. Этим способом мож­ но добиться хорошего качества поверхности полуфабри­

пускает английская фирма Abrasive Development Ltd в Хэнли-ин-Арден. Проволока пропускается через цилинд­ рическую вакуумную головку, дробь подается в головку шестью соплами, расположенными по спирали. Благода­ ря вакууму дробь всасывается в головку. Дробь и ока­ лина отсасываются, смесь фильтруется и подается об­ ратно в установку [478, 479].

Фирма Whulabrator Согр. выпускает двухступенчатое оборудование для струйной очистки полосы. На первой ступени используют более крупную дробь, а на второй —

Канаде обрабатывает таким способом стальную полосу шириной до 1300 мм, толщиной 0,25—3 мм в рулонах весом до 18 т [480].

Механическая струйная обработка пригодна и для очистки труб. Фирма Vacu-Blast Ltd. выпускает установ­ ки для струйной обработки труб длиной до 15 м. Сопло во время обработки вращается, пропуская через себя трубу [481].

Особые способы травления

Д у ш и р у ю щ и е у с т а н о в к и д л я т р а в л е н и я п р о в о л о к и в б у н т а х

Схема душирующей установки для травления бунтов проволоки из меди на заводе фирмы Northern Electric Со Ltd. в Монреале приведена на рис. 140. Обработке подвергаются бунты массой 120 кг. Установка выполне­ на в виде одного туннеля, в котором бунты подвешивают­ ся на крюки крюкового конвейера [482]. Длина линии 24 м, длина участка травления 10 м, производительность установки 12 т/ч [482]. Установка оснащена вспомога-

Рис. N 0. Схема душнрующей установки для травления бунтов проволоки с ре­ генерацией меди и обезвреживанием сточных растворов

тельным оборудованием для электролитического извле­ чения меди из отработанных кислот.

С п и р а л ь н а я у с т а н о в к а

д л я т р а в л е н и я м е д н о й п р о в о л о к и и п о л о с ы

Схема установки типа Giros Kenmore приведена на рис. 141. Таким способом можно протравливать медную проволоку диаметром 5,5—12 мм при скорости до 5 м/сек. Производительность установки при травлении проволоки диаметром 5,5 мм с указанной скоростью со­ ставляет 3,4 т/ч, для проволоки диаметром 12 мм при скорости 4 м/сек 15,4 т/ч. Расход кислоты очень неболь­ шой (всего 10% расхода кислоты при обычном способе травления), промывочной воды образуется тоже мало.

Эти установки можно монтировать непосредственно за волочильными станами. Диаметр травильного бараба-

на составляет 1000 мм. Для повышения эффективности этого способа травления можно использовать ультразвук [483—485].

При использовании ультразвука на травильных уста­ новках производительность установок возрастает в сред­ нем в 2—2,5 раза [486].

Рис. 14І. Схема спиральной установки для травления проволоки:

Для травления полосы по спирали пригоден процесс Kontispine. Изготовителем оборудования для осущест­ вления этого способа является фирма MAS-Heraer (ФРГ).

Анодирование полуфабрикатов из алюминия и его сплавов

Для достижения успешных результатов при анодном оксидировании необходимо уделять большое внимание всему технологическому процессу производства полуфаб­ рикатов. На результаты анодного оксидирования влия­ ют в основном следующие факторы [487]: химический состав сплавов, структура слитков и степень их гомоге­ низации.

За рубежом практикуется непрерывное анодное ок­ сидирование полосы шириной до 1300 мм. Обработке подвергаются тяжелые рулоны полосы — до 10 т. При большой токовой нагрузке скорости линий оксидации очень высокие. Параметры анодного оксидирования в электролите из 20%-ной серной кислоты при 45° С приве-' дены в табл. 27 [488].

Таблица 27

Параметры установок для непрерывного анодного оксидирования алюминиевых полос (длина ванны 3,6 м)

На заводе фирмы British Aluminium Со в Уоррингто­ не в прессовом цехе, оснащенном автоматизированным прессом Loewy-Robertson усилием до 2000 Т с совер­ шенным вспомогательным оборудованием, гарантируется получение высококачественной поверхности прессизделий перед оксидированием. В этом цехе построена авто­

матизирОванная установка для анодного оксидирования прессованных полуфабрикатов. Длина обрабатываемых изделий достигает 8,5 м. Это — наиболее современное оборудование для анодного оксидирования в Европе. Установка занимает площадь 1000 м2.

На установке последовательно выполняются следую­ щие операции: щелочная очистка Pyroclean, промывка, горячее травление, промывка, анодное оксидирование в ваннах шириной 1200 мм (7,5%-ный раствор серной ки­ слоты) с воздушным перемешиванием и уплотнение пор в кипящей дистиллированной воде [489, 490].

Пластмассовые покрытия полуфабрикатов

Для нанесения покрытия на полосу шириной до 1500 мм в эксплуатации находятся высокопроизводитель­ ные линии, работающие с большими скоростями (до 90 м/мин). Обработке подвергаются рулоны алюминие­ вой полосы массой до 10 т. Такие линии выпускает, на­ пример, фирма Mc Kay Machine Со в Янгстауне (США).

Для затвердевания покрытия изделия или нагревают в печи, или используют различные катализаторы, спо­ собствующие затвердеванию. Был разработан метод Electrocure, по которому затвердевание достигается воз­ действием электронных лучей. Преимуществом этого ме­ тода являются исключительно высокие скорости, благо­ даря чему уменьшается необходимость в производствен­ ных площадях. Расходы при этом методе на 25% ниже, чем при других способах [491].

Фирма General Electric разработала новый процесс получения покрытий на металлах, называющихся. Меtalliding..

Это — высокотемпературный процесс, осуществляю­ щийся в расплаве соли. Материал из анода диффундиру­ ет в поверхность катода, в результате чего образуется плотное беспористое покрытие. Этим способом можно получать покрытия из таких элементов, как бор, крем­ ний, например покрытия из кремния на молибдене, ко­ торые повышают стойкость молибдена против окисления при повышенных температурах; покрытия из. алюминия на титане, стали, ниобии, меди и др. Путем нанесения хрома на сталь можно получить дешевый вид нержаве­ ющей стали [492].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Alluminio, 1969, № 5, р. 221—223.

2.Schweizer Aluminium Rundschau, 1968, № 2, S. 51—58.

3.Kohâszat Lâpok, 1967, № 8, p. 366—369.

4.Neue Hütte, 1965, № 10, S. 599—602.

5. Vereinigte Metallwerke Ranshofem, 1965, № 12, S. 16— 19 (фир­ менное издание).

6.Aliminium Rundschau, 1966, № 2, S. 63—70.

7.Aluminium, 1969, № 12, p. 753—755.

8.Alluminio, 1969, № 3, p. 140.

9.Journal of Metals, 1968, № 6, p. 44—51.

10.Revue de l’Aluminium, 1967, № 349, p. 86—99.

11.Alluminio, 1969, № 8, p. 409—413.

12.Freiberger Forschungshefte, 1969, B 142.

13.Les Mémoires Scientifiques de la Revue de Métallurgie, 1964, № 2, p. 117—122.

14.Metall, 1963, № 10, p. 997— 1006.

15.Aluminium, 1965, № 3, p. 194.

16.Stahl und Eisen ,1970, № 2, S. IW 1613.

17.Metallurgia, 1964, № 4, p. 153— 159.

18.Modem Metals, 1962, № 11, p. 38—43.

19.Blech, 1969. № 4, S. 207—210.

20.Metall, 1969, № 10, p. 1091— 1094.

21.Metal Progress, 1967, № 2, p. 117— 120.

22.Light Metal Age, 1969, № 1—2, p. 14.

23.Metals and Materials, 1968, № 3, p. 81—90.

24.Metals, 1967, № 5, p. 26—27.

25.Journal of Metals, 1963, № 2, p. 135— 140.

26.Journal of the Less Common Metals, 1964, № 4, p. 266—282.

27.Metal Progress, 1965, № 9, p. 63.

28.Materials in Design Engineering, 1963, 58, № 2, p. 94.

29. Materials in Design Engineering, 1964, 60, № 3, p. 103— 105.

30.Metal Progress, 1965, № 1, p. 72—73.

31.Blech, 1968, № 3, S. 142—143.

32.Blech, 1969, № 4, S. 207—210.

33.Цветные металлы, 1963, № 5, с. 30—40.

34.Transactions of the American Society for Metals, 1964, v. VI, LVII, p. 133—141.

35.Металловедение и термическая обработка, 1970, № 2, с. 19—24.

36.Neue Hütte, 1967, № 9, S. 550—555.

37. Proceedings ІЕЕ, 1968, v. 115, № 10, p. 1485—1492.

38.Metall, 1968, № 11, p. 1125—1129.

39.Цветные металлы, 1963, № 10, с. 64—69.

40.Metall Progress, 1965, № И, p. 64—66. 4L Alluminio, 1960, № 6, p. 316.

42.Nippon Kinzoku Gakkai Si, 1965, № 5, p. 454—466.

43.Metall, 1965, № 11, p. 1173—1178.

44.Metal Progress, 1966, № 4, p. 70—72.

45.Iron Age, 1964, v. 26, № 11, p. 69—72.

46.Nippon Kinzoku Gakkai Si, 1962, v. 26, № 12, p. 739—744.

47.Nippon Kinzoku Gakkai Si, 1962, № 9, p. 570—579.

48.Metal Industry, 1963, v. 17, № 1, p. 82, 84, 88.

49.Werkstoffe und Korrosion, 1962, № 12, S. 737—740.

50. Neue Hütte, 1968, № 6, S. 342—347.

51. Journal of the Institute of Metals, 1966, № 12, p. 428—429.

52.Metall, 1969, № 8, p. 804—807.

53.Wire Industry, 1966, № 4, p. 375.

54.Copper, 1964, № 20, p. 4—7.

55.Revue de Métallurgie, 1967, № 4, p. 393—399.

56.Transactions of the ASM, 1967, № 3, p. 395—408.

57.Metal Progress, 1966, № 8, p. 108—110.

58.Modem Castings, 1966, № 5, p. 178—183.

59.Цветные металлы, 1964, № 6, с. 66—71.

60.Цветные металлы, 1963, № 5, с. 59—63.

61. Nippon Kinzoku Gakkai Si, 1962; № 3, p. 165—169.

62.Transactions of the American Society for Metals, 1964, p. 701—713.

63.Stahl und Eisen, 1964, Bd 4, № 6, S. 732—733.

64.Journal of the Metals, 1963, № 10, p. 740—741.

65. Metal Progress, 1962, № 12, p. 88—91, 118— 122.

66.Metal Progress, 1965, № 1, p. 107—113.

67.Nickel Berichte, 1967, № 3, s. 37—45.

68.Metal Industry Handbook, 1963.

69.Werkstoff—Handbuch—Nichteisenmetalle, III—Ni.

70.Transactions of the Japan Institute of Metals, 1968, № 7, p. 166— 171.

71.Nippon Kinzoku Gakkai Si, 1963, № 1, p. 18—23.

7£. Transactions of the Japan Institute of Metals, 1969, № 4, p. 247— 255.

73.Металловедение и термическая обработка, 1970, № 2, с. 29—32.

74.Zeitschrift für Metallkunde, 1965, № 2, S. 63—74.

75.Metal Progress, 1969, № 7, p. 83—85.

76.Journal of Metals, 1969, № 12. p. 27—42.

77.Metall, 1965, № 8, p. 808—823.

78.Metall, 1969, № 8, p. 836—840.

79.Metall, 1966, № 2, p. 110— 114.

80.Metallurgia, 1964, № 11, p. 223—227.

84.Metall, 1969, № 8, p. 777—781.

85.Metall, № 5, p. 466—474.

86.Metall, № 8, p. 782—785.

87.Nippon Kinzoku Gakkai Si, 1963, № 2, p. 90—94.

88.Precision Metal, 1969, v. 27, № 1, p. 70—71.

89.Iron Age, 1969, v. 14, № 8, p. 26.

90.Zeitschrift für Metallkunde, 1967, № 12, S. 831—841.

№3—4, p. 33—37.

93.Metall, 1964, № 7, p. 727—731.

94.Metall, 1967, № 7, p. 728—731.

95.Platinum Metals Review, 1965, № 3, p. 83.

96.Platinum Metals Review, 1967, № 4, p. 53—55.

97.Revue Universelle des Mines, 1965, № 3, p. 77—92.

98.Blech, 1969, № 10, S. 563—571.

99.Werkstoffe und Korrosion, 1965, № 2, S. 518.