Способ производства полуфабрикатов из стружковых отходов алюминиевых сплавов Советский патент 1992 года по МПК B22F3/02 B22F3/24 

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,,сущ- ности к предлагаемому является способ производства полуфабрикатов, в котором

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 гемпе,-а Х|

М

ГО

о

Ю

ратуре под давлением 70-80 МПа, а затем экструдируют в горячую с тормозной шайбой, высота которой Нт.ш. при заданных значениях диаметра контейнера DK составляет 0,2-0,25 DK. При этом тормозную шайбу изготавливают из материала, твердость которого при температурах экструзии составляет 0,8-1,2 твердости материала того же состава, что и компактируемая стружка.

Давление брикетирования в пределах 70-80 МПа определяется необходимостью получения брикета достаточной для последующих операций прочности. Если давление брикетирования меньше 70 МПа, брикет разрушается при транспортировке и нагреве, если больше 80 МПа - при выталкивании из пресс-формы. Тормозная шайба высотой 0,2-0,25 DK обеспечивает стабильность процесса истечения материала, начинающегося только после заполнения материалом шайбы рабочего объема матрицы, а также максимальное противодавление в канале истечения, что приводит к дополнительному спрессовыванию брикета в контейнере и предотвращает расслоение переднего конца полуфабриката.

Если высота тормозной шайбы меньше 0,2 DK, за счет снижения противодавления возможны нарушения сплошности переднего конца полуфабриката; повышение Нт.ш. больше 0,25 DK неоправдано по экономическим соображениям.

Твердость материала пресс-шайбы в пределах 0,8-1,2 твердости компактируемого материала необходима для повышения ламинарности процесса истечения и качества получаемого материала. Если твердость пресс-шайбы меньше 0,8 твердости материала стружки, материал пресс-шайбы наволакивается на передний конец полуфабриката, изменяет его сечение (деформацию) и приводит к частичному перекусыванию. Если твердость пресс- шайбы выше 1,2 твердости материала стружки, максимальное давление истечения возрастает, что приводит к обрыву переднего конца заготовки в момент выхода компак- тируемого материала из калибрующего канала матрицы.

Совокупность предлагаемых операций позволяет расширить технологические возможности способа, так как изменение условий брикетирования позволяет осуществлять его практически на любом прессовом 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

0 АК4. Используют вертикальные гидравлические прессы усилием 0,5 МН и 6,0 МН. В состав пресс-оснастки входят контейнеры диаметром 74 мм и обогреваемый диаметром 75 мм, пресс-шайбы и пуансон с

5 диаметром. 74 мм, матрицы с диаметрами отверстий 15 и 10 мм, изготовленные из стали 3X2В8Ф. Около 500 г стружки засыпают в контейнер диаметром 74 мм, установленный на прессе усилием 0,5 МН, и

0 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

5 пресса усилием 6 МН, нагретый до 400- 420°С, в который помещена матрица и тормозная шайба, и экструдируют, Компактный материал получают в виде прутка с диаметром, соответствующим диаметру отверстия

0 в матрице.

При изготовлении прутков по известному способу пресс усилием 0,5 МН оказывается недостаточным. Для производства брикетов 75 мм необходимо иметь пресс

5 усилием не менее 3,0 МН и дополнительную , нагревательную печь к нему. Для обеспече- ния изотермичное™ процесса брикетирования контейнер пресса также обогревается. По известному способу навеска заключает0 ся в технологическую оболочку, нагревается до 400-420°С, переносится в контейнер диаметром 74 мм пресса усилием 3,0 МН, где обжимается под нагрузкой 130-260 т, вы- прассовывается, вторично нагревается, ус5 танавливается в контейнер диаметром 75 мм и экструдируется через матрицу. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый

0 способ обеспечивает получение полуфабрикатов из стружковых отходов алюминиевых сплавов, не уступающих по свойствам полуфабрикатам, полученным по прототипу. Ф о р м у л а и з о б р ете н и я

5 Способ производства полуфабрикатов из стружковых отходов алюминиевых сплавов, включающий брикетирование в контейнере, нагрев и экструзию, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, брикетирование осуществляют при давлении 70- 80 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.

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

Примечание. Свойства после горячей экструзии.

Свойства после термообработки - закалка 90°С, 30 ним., вода, , 6 ч на.воздухе