ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 669.715.002.68
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-4-23-30
Аннотация
Разработка новых технологий изготовления длинномерных деформированных полуфабрикатов из вторичных отходов алюминиевых сплавов, исключающих при их реализации плавильный передел, является актуальной задачей металлургического производства. Целью работы являлась оценка возможности получения и определения свойств деформированных полуфабрикатов из стружковых отходов алюминиевого сплава 1580. Представлены результаты исследований способа получения прутков и проволоки из стружки опытного алюминиевого сплава 1580 с содержанием скандия 0,12 мас. %. В качестве основных применены методы порошковой металлургии (брикетирование), обработки металлов давлением (прессование и волочение) и термообработки (отжиг). С использованием разработанной общей технологической схемы термодеформационной обработки сыпучих стружковых отходов алюминиевых сплавов проведены экспериментальные исследования технологии получения брикетированных заготовок и горячего прессования прутков диаметром 4,9 и 6,8 мм из стружки сплава 1580. Установлено, что прочность прутков после горячей экструзии характеризуется значениями временного сопротивления 370–380 МПа, а пластичность значениями относительного удлинения 18–20%. Такой уровень механических свойств отпрессованных прутков обеспечил возможность безобрывного получения проволоки диаметром 3 мм без проведения промежуточных отжигов. Рассчитаны и экспериментально опробованы маршруты волочения проволоки диаметром до 1 мм из этих прутков. Определены механические свойства проволоки, а также изучено изменение структуры полуфабрикатов и изделий на всех технологических переделах термодеформационной обработки. Исследования показали, что проволока, полученная из стружки сплава 1580, соответствует требованиям, предъявляемым к сварочной проволоке из алюминиевых сплавов, и может быть использована в качестве материала для наплавки на поверхность изделий при реализации аддитивных технологий.
Ключевые слова
аддитивное производство, сыпучие стружковые отходы, алюминиевые сплавы со скандием, прессование, волочение, проволока, структура и свойства металла
Для цитирования
Исследование технологии получения проволоки из стружковых отходов алюминиевого сплава 1580 для использования в аддитивном производстве / Сидельников С.Б., Загиров Н.Н., Иванов Е.В., Чукин М.В., Безруких А.И., Лопатина Е.С. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №4. С. 23-30. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-4-23-30
1. Huang S., Liu P., Mokasdar A., Hou I. Additive manufacturing and its societal impact a literature review // Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2013, no. 5-6, pp. 1191-1203.
2. Fraizer E.W. Metal additive manufacturing: a review // Journal Mater. Eng. Perform. 2014, no. 23, pp. 1917-1929.
3. Wang F., Williams S., Colegrove H., Antonysamy A.A. Microstructure and mechanical properties of Wire and Arc Additive Manufactured Ni-6Al-4V // Metallurgical and Materials Transactions A. 2012, no. 44, pp. 968-977.
4. Clark D., Bache M.R., Whittaker M.T. Shaped metal deposition of a nickel alloy for aero engine applications // Journal of Materials Processing Technology. 2008, no. 203, pp. 439-448.
5. Panchenko O.V., Zhabrev L.A., Kurushkin D.V., Popovich A.A. Macrostructure and mechanical properties of Al-Si, Al-Mg-Si, and Al-Mg – Mnaluminum alloys produced by electric arc additive growth // Metal Science and Heat Treatment [Metallovedenie I Termicheskaya Obrabotka Metallov]. 2019, no. 60, pp. 749-754. (In Russ.)
6. Применение экструдированной наплавки для создания трехмерных объектов из стали / С.С. Жаткин, К.В. Никитин, В.Б. Деев и др. // Известия вузов. Черная металлургия. 2020. Т. 63. Вып. 6. С. 443-450.
7. Белов Н. А., Алабин А. Н. Перспективные алюминиевые сплавы с добавками циркония и скандия // Цветные металлы. 2007. № 2. С. 99-106.
8. Белов Н. А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов: монография. М.: Издательский дом МИСиС, 2010. 511 с.
9. Исследование деформационного поведения алюминиевого сплава Р-1580, экономно легированного скандием, при горячей деформации / Н. Н. Довженко, С. В. Рушиц, И. Н. Довженко и др. // Цветные металлы. 2019. Вып. 9. С. 80-86.
10. Исследование влияния термообработки на микроструктуру и механические свойства образцов из алюминиевого магнийсодержащего сплава 1580, полученных способом многослойной наплавки / М.Ф. Карташев, А.Н. Юрченко, Р.Д. Гребенкин и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т. 18. Вып. 2. С. 38-46.
11. Технологические основы получения материалов и изделий из сыпучих отходов сплавов алюминия: монография / Загиров Н.Н., Логинов Ю.Н., Сидельников С.Б. и др. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2019. 204 с.
12. ГОСТ 4784-2019. Межгосударственный стандарт. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. М.: Стандартинформ, 2019. 31 с.
13. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971. 448 с.
14. Ерманок М.З., Ватрушин Л.С. Волочение цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1988. 288 с.
15. Константинов И.Л., Сидельников С. Б., Иванов Е.В. Прокатно-прессово-волочильное производство: учебник. М.: ИНФРА-М; Красноярск: СФУ, 2022. 511 с.
16. Технологические основы производства проволоки из сплавов алюминия с переходными металлами с применением совмещенных методов термодеформационной обработки: монография / Сидельников С.Б., Ворошилов Д.С., Беспалов В.М. и др. Красноярск.: Сиб. федер. ун-т, 2025. 208 с.
17. Deformation behavior during hot processing of the alloy of the Al-Mg system economically doped with scandium / Dovzhenko N. N., Rushchits S. V., Dovzhenko I. N., Sidelnikov S. B. [etc.]. // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021, 115(7-8), pр. 2571–2579.
18. ГОСТ 7871-2019. Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. М.: Стандартинформ. 2019. 20 с.