Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 6 ТЕХНОЛОГИЯ и физико-механические свойства обрабатываемого материала заготовки. Эти температуры выражены через температуры характерных точек диаграмм со- стояния заливаемого в кристаллизатор УГЛДМ спла- ва (материала заготовки). Интервалы данных темпе- ратур удобно представить в виде неравенств. Для области I: − + < ≤ + Δ 2 L S S I L T T T T T T , (1) где S T – температура солидуса, ° С; L T – температу- ра ликвидуса, ° С; Δ T – величина перегрева заливае- мого сплава над температурой ликвидуса, ° С. При выполнении этого условия обеспечивается заполняе- мость кристаллизатора расплавом (условие жидкоте- кучести расплава и непрерывности процесса). Для области II: − < ≤ + max 2 L S II S Т T T T T T , (2) где max Т T – максимальная технологическая темпе- ратура, при которой исследуемый сплав деформиру- ют в горячем состоянии при обработке металлов дав- лением. При выполнении этого условия обеспе- чивается деформирование заливаемого металла при наименьших нагрузках на приводные валы стенок кристаллизатора. Для области III: ≤ ≤ min max III Т T T T T , (3) где min Т T – минимальная технологическая темпера- тура, при которой исследуемый сплав деформируют в горячем состоянии при обработке металлов давле- нием. При выполнении этого условия обеспечивает- ся деформирование заливаемого металла в калибро- вочных частях кристаллизатора с гарантированным получением соответствующего профиля поперечно- го сечения металлоизделия при наименьших нагруз- ках на приводные валы стенок кристаллизатора. Стадия предварительного прогрева необходима для создания такого распределения температур в центре соответствующих областей кристаллизатора, которое наиболее близко отвечает условиям (1)–(3) с учетом параметров и конструкции системы нагрева кристаллизатора. Экспериментальный стенд, на котором осущест- вляется физическое моделирование работы УГЛДМ, оснащен системой нагрева кристаллизатора, где в качестве источника тепла использовано пламя уни- версальной ацетилено-кислородной горелки марки Г3 (ГОСТ1077-79), установленной в районе I об- ласти кристаллизатора под нижней стенкой на рас- стоянии 100 мм от ее внешней поверхности. Тем- пература пламени горелки регулируется в пределах 2200 ° С (восстановительное пламя) … 2800 ° С (окислительное пламя). Выбор данной системы на- грева кристаллизатора обусловлен конструкцией рабочей клети экспериментального стенда, которая не позволяет осуществлять одновременный нагрев верхней и нижней стенок кристаллизатора. Для снижения неравномерности температур рабочих поверхностей верхней и нижней стенок кристал- лизатора перед его рабочим прогревом они допол- нительно разогреваются пламенем однофакельной воздушно-пропановой нагревательной горелкой марки ГВПН (ТУ СД.0569) через заливочное отвер- стие, расположенное в верхней стенке кристаллиза- тора. Длительность рабочего прогрева кристаллизато- ра УГЛДМ определяется продолжительностью вы- равнивания температур (между точками 2 и 3, 4 и 5, 7 и 8, 9 и 10, 12 и 13, 14 и 15, 17 и 18, рис. 2, а ) вбли- зи рабочих поверхностей кристаллизатора по высо- те боковой стенки h 1 . Значения температур на линии пересечения продольной плоскости симметрии с ра- бочей поверхностью нижней стенки кристаллизатора (точки 1, 6, 11 и 16, рис. 2, а ) характеризуют измене- ние температуры по длине кристаллизатора и явля- ются контролируемым параметром процесса пред- варительного разогрева кристаллизатора. Очевидно, что общая продолжительность рабочего прогрева кристаллизатора УГЛДМ определяется максималь- ной продолжительностью выравнивания температур по высоте боковой стенки в сечениях, параллельных поперечной плоскости симметрии кристаллизатора, вблизи рабочей поверхности боковой стенки (точки 4 и 5, 7 и 8, 9 и 10, 12 и 13, 14 и 15, 17 и 18, рис. 2, а ). Определение продолжительности рабочего про- грева кристаллизатора проводили на эксперимен- тальном стенде УГЛДМ при следующих начальных условиях и параметрах: – сортамент металлоизделия: полоса поперечно- го сечения 40×12 мм; – материал заготовки: технический алюминий АД0 ГОСТ 4784-97; – температура заливки расплава: 750 ° С; – степень обжатия заготовки: 0,25; – производительность: 1,5 м/мин; – геометрические параметры кристаллизатора: h 1 = 40 мм; h 2 = 25 мм; l 4 = 30 мм; l 5 = 170 мм; l 6 = 50 мм; l 7 = 239 мм; b 2 = 6 мм; b 1 = 22,5 мм; – геометрические параметры системы охлажде- ния кристаллизатора: d 1 = 16 мм; d 2 = 12 мм; l 1 = 60 мм; l 2 = 30 мм; l 3 = 12 мм; – номинальное давление в системе охлаждения: регулируемое (0,005…0,02 МПа);