Способ производства полуфабрикатов из отходов алюминиевых сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1433 А 9) (11) 302,32 1)5 В ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПОЛУФАБ ИНИЕВЫХ орошковои нием цветие относится к обработке дав С1 ю ции стружки технологичеся экструзия, и для утилиплавов.чают операроблему утинительно к ниевых сплаизобре х возм остиже алюми ер пре - 450 - 1,1 ь котор тения - расширение техноожностей способа, ния поставленнойцелилом ниевых сплавов, загружают сса, стенки которого нагре- С, и выдавливают с вытяжчерез тормозную шайбу, ой в 1,3 - 1,7 раза выше Цель логическиДля д и отходы в контейн ты на 400 кой 1,05 прочност ической сущяется способ , согласно косплавов сна - 420 С под тем выдавлиа с заданной ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 1247160, кл. В 22 Р 3/02, 1985.Цветные металлы, 1985, М 5, с.89 - 90.(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТ РИКАТОВ ИЗ ОТХОДОВ АЛ СПЛАВОВ(57) Изобретенметаллургии и Изобретение относится к порошково металлургии. Известны способы утилиза металлов и сплавов, основным ским приемом которых являет Широко применяется экструзия зации стружки алюминиевых с Однако эти способы вклю цию размола, что усложняет и лизации, особенно приме стружке из пластичных алюми вов,Наиболее близким по техн ности к предлагаемому явл производства полуфабрикатов торому стружка алюминиевых чала брикетируется при 400 давлением 300 - 600 МПа, а за вается из этого же контейнер вытяжкой, ных металлов и сплавов. Цель изобретения - расширение технологических возможностей, Способ включает загрузку в подогретый контейнер, брикетирование экструзией с вытяжкой 1,05 - 1,1 через предварительно подогретую тормозную шайбу прочностью при 1 экструзии 1,3 - 1,7 прочности материала отходов, причем Н тормозной шайбы Нт.ш. определяют по выражению Нт.ш, = =0,1150 к+ 0,5 пм, где Ьм - высота калибрующей матрицы; О - диаметр контейнера, последующую деформацию экструзией. Соблюдение указанных параметров позволяет расширить технологические возможности способа, в частности за счет отказа от брикетирования при повышенных давлениях и температурах. 1 табл. Способ позволяет получать высококаче ственные полуфабрикаты из лома и отходов алюминиевых сплавов, однако имеет ряд технологических недостатков, связанных с ф необходимостью загрузки стружки в специальные стаканы или ее нагрева в контейнереЬ пресса, и может быть осуществлен только на Сд) горизонтальных прессах, а в противном слу- (Д чае требует извлечения, обточки и вторичного нагрева брикетов,прочности материала отходов, а высота определяется соотношениемНт.ш. = 0,1150 к+ 0,5 Ьм,где пм - высота матрицы;Ок - диаметр контейнера,после чего полученный брикет подвергаютгорячей экструзии, которую можно вести изтого же контейнера без механической обработки брикета. Использование выдавливания для изготовления брикетов позволяетрезко повысить технологичность этой трудоемкой операции, так как этапы уплотнения, приобретения механическойпрочности и выпрессовки совмещаются и,вследствие малых обжатий, протекают прималых давлениях, Конкретные параметрыбрикетирования выдавливанием определяются реологическими особенностями неизмел ьчен ной алюминиевой стружки.Заявляемый диапазон вытяжек определяется возможностью получения целостного брикета с одной стороны и техническойцелесообразностью с другой, Если вытяжкаменьше 1,05, брикет не сохраняет сплошности из-за низких давлений в контейнере иярко выраженной неравномерности деформации при выдавливании, Повышение вытяжки свыше 1,10 нецелесообразно потехнико-зкономическим соображениям, так. как возрастает давление на пресс-штемпель и износ матрицы, а уменьшение диаметра брикета больше, чем в 1,05 раза(Я1,10) приводит к нежелательному ростузазоров при последующей деформации изтого же контейнера,Высота и качество материала тормозной шайбы определяются условиями создания противодавления при выдавливании -брикетировании с тем, чтобы получить прималых вытяжках максимально высокое качество брикета, высота тормозной шайбыНт ш,) определяется выражениемНт.ш, = 0,1150 к+ 0,5 Ьм,где йм - высота калибрующей матрицы;О, - диаметр контейнера.Это выражение получено из условияполного заполнения рабочего объема матрицы к моменту начала истечения перерабатываемого материала с учетом наличия"упругих" зон и обеспечивает максимальноедавление в объеме контейнера, а вместе стем максимальное уплотнение брикета. Если Нт.ш. ( 0 1150 к + 0,5 Ьм матрица к началу течения заполнена материалом шайбы лишь частично, и прочность полученного брикета понижается из-за недостаточного противодавления, а следовательно, и плотности. Условие Нт,ш.0 1150 к+ 0,5 пм нецелесообразно, ибо не дает технического 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 эффекта, но снижает стационарность процесса,Снижение твердости материала тормозной шайбы ниже 1,3 твердости обрабатываемого материала приводит к тем же дефектам, что и снижение ее высоты, так как максимальное давление в контейнере на начальной стадии (давление распрессовки) снижается. Если твердость тормозной шайбы больше 1,6 твердости обрабатываемого материала, ламинарность процесса течения и начальной стадии нарушается из-за чрезмерного роста давления, что приводит к обрыву головной части прутка даже при малых вытяжках,Предварительный нагрев тормозной шайбы необходим, поскольку лом и отходы обрабатываемых материалов, свободно засыпанные в контейнер пресса, например, при вертикальном его расположении, нагреваются не только температуропроводностью, но и конвекцией, т.е. существенно быстрее, чем тормозная шайба. Кроме того, нагретая тормозная шайба обеспечивает дополнительный прогрев переднего торца обрабатываемого материала, т,е, повышает изотермичность процесса.Предложенный способ принципиально позволяет осуществить последующую экструзию из любого контейнера, В частности, он может быть легко осуществлен, если имеется один пресс с вертикальным расположением контейнера, В этом случае после брикетировочного выдавливания и выпрессовки пресс-остатка калибрующая матрица заменяется, а нагретый брикет помещается в тот же контейнер, причем колпачок из тормозной шайбы продолжает играть роль, повышая противодавление. При первоначальной наработке некоторого количества брикетов последующий процесс может осуществляться и без перерывов,.Использование выдавливания с малыми вытяжками для формирования брикета под последующую деформацию позволяет существенно расширить технологические возможности, ибо заявляемый способ может быть осуществлен на любом прессовом оборудовании, диаметры брикета и контейнера могут быть согласованы так, что механическая обработка не производится никогда, Брикетирование, в отличие от известного способа идет под меньшими давлениями, выдержка заготовки в контейнере не требуется, т,е, совокупность технологических операций проще, чем в известном способе. П р и м е р, Проводят переработку лома и отходов из алюминиевого сплава АК 5 М 2. Используют вертикальный гидравлический1731433 Торьюзная шайба Параметры брикетирования Параметры экструзии 1 еханические свойства прутковПруток Ыыт.ы й,нн нн Температура печи Тп, ьС Температура контейнераТк 1 атериал остр. 6 З, 1 Па оп, а бв, НПа 98 97,5 96,0 95,3 94,0 96,0 96,0,04 ,05 ,08 ,1 О ,13 ,08 ,08 1,66 Брикет разрушается при выдавливании400 400 44,4 16,6 10,0400 400 44,4 1 У,2 9,8400 400 . 44,4 16,4 9,4Разрушение при распрессовке. Толчки давленияОсыпание брикета из-"а низкой прочности400 400 44,4 17,5 0,6 400 400 400 400 400 400 400 21 21 21 21 21 21 21 латунь ЛС 59-1 3,8 4,2 3,9 н н н н 1,01,33 Дк 5 П 2ЛатуньЛ 62-1ЛатуньЛОЛатуньЛС,5 2,ч11,661 1,08 96,0 400 Отрыв головно части брикета 21 400 9 о,О 1,08 Осыпание брикета из-за низкой прочности 400 400 44,4 Скачки давления на первойполовине экструзии 400 06,0 1,08 10 30 16,8 9,9 3,5 Переработка отходов по известному способу Составитель С.ДеркачеваТехред М.Моргентал Корректор С.Шевкун Редактор В.Данко Заказ 1538 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 пресс усилием 6,0 МН с обогреваемым контейнером диаметром 100 мм, матрицы с отверстиями 98,0; 97,5; 96,0; 95,3 и 94,0 мм, изготовленные из стали ХВГ, и диаметром 15 мм из стали ЗХ 2 В 8 высотой Ьм = 20 мм, пуансоны и пресс-шайбы диаметром 100 мм и тормозные шайбы. Навеску 650 г стружки засыпают в контейнер с предварительно установленной тормозной шайбой, нагретой до 400 С, и производят выдавливание - брикетирование с вытяжками 1,04 (диаметр матрицы 98,0 мм) - 1,13 (диаметр матрицы 94,0 мм), Полученные брикеты нагревают до 400 С и экструдируют из того же контейнера через матрицу диаметром 15 мм (вытяжка 44). Предел прочности сплава АК 5 М 2 при 400 С равен 60 МПа. Поэтому тормозные шайбы на этапе брикетирования изготавливают из латуни марок ЛО 62-1 (прочность при 400 С равна 80 МПа, соотношение прочностей 1,33), ЛС 59-1 (прочность 100 МПа, соотношение прочностей 1,66) и ЛО 90-1 (прочность 170 МПа, соотношение прочностей 2,8), Прочность тормозной шайбы, равная прочности обрабатываемого материала, достигается при изготовлении шайбы из материала того же состава, что и стружка. Используют тормозные шайбы высотой 15, 21 и 30 мм. На этапе экструзии на диаметр 15 мм дополнительные тормозные шайбы не применяют,По известному способу навеску 650 г стружки засыпают в контейнер с нагретыми до 400 С стенками и предварительно установленной в нем глухой матрицей, выдерживают 1 мин, после чего спрессовываю.под давлением 760 МПа, выпрессовывают, отделяют от матрицы, обтачивают под диаметр 98 мм, нагревают и вторично экструди руют через матрицу диаметром 15 мм.Результаты экспериментов по переработке лома и отходов из алюминиевого сплава АК 5 М 2 путем экструзии из контейнера 100 мм пресса 6,0 Мп представлены в 10 таблице.Как видно из таблицы, предлагаемыйспособ при соблюдении ограничительных параметров позволяет осуществить переработку стружки в прутки, не уступающие по 15 качеству пруткам, полученным по известному способу.Формула изобретения Способ производства полуфабрикатовиз отходов алюминиевых сплавов, включаю щий загрузку в подогретый контейнер, брикетирование и последующую горячую экструзию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, брикетирование осуществляют 25 экструзией с вытяжкой 1,05 - 1,1 через предварительно подогретую тормозную шайбу прочностью при температуре экструзии, равной 1,3 - 1,7 прочности отходов, причем высоту тормозной шайбы Нт,ш, определяют 30 по отношению Нт.ш. = 0,1150 к+ 0,5 Ьм,где Ок - диаметр контейнера, мм.Ьм - высота калибрующей матрицы, мм;35