Production of flat parts from foam aluminum in alternating magnetic field
- Saint-Petersburg Mining University
Abstract
The electromagnetic technology for production of ultralight panels of materials based on foam aluminum is investigated. The theory of the interaction of the electromagnetic field with matter in the solid-liquid state and the formation of its corresponding distribution in space and time for the implementation of new technologies and equipment are considered. The suggested technology for the production of ultralight panels of materials based on foam aluminum include the following main stages: loading of powdered raw materials; preparation of the blank and the formation of the container; compacting (consolidation) by hot rolling; foaming of the preform precursor; production of a marketable product. The most difficult task is the process of heating the precursor to the temperature of foaming. In the course of the research, two possible modes of blank heating – static and periodic with reciprocating motion – were considered. The requirements for ensuring the temperature field of heated blanks for the production of foam aluminum are presented. The determining factor in the selection of the heating mode is the criterion for the quality of the blank heating. The main parameters that provide the required temperature field are the selection of the blank heating mode; speed of workpiece movement, and frequency selection. The displacement amplitude for reciprocating motion was chosen based on the available theoretical and practical experience of heating in this mode. The choice of frequency was influenced by several parameters, such as efficiency, voltage and current of the inductor, and its reactive power. The optimization of the process of electromagnetic processing of flat products on the basis of foam aluminum according to the results of numerical simulation makes it possible to develop an electromagnetic system for influencing metals in the solid-liquid state.
References
- Авторадиография поверхностей раздела и структурная стабильность сплавов / С.3.Бокштейн, С.С.Гинзбург, С.Т.Кишкин, И.М.Разумовский, Г.Б.Строганов. М.: Металлургия. 1987. 272 с.
- Белов А.Ф. Новые металлургические процессы – путь к повышению качества и эффективности использования металлов // Известия АН СССР. Металлы. 1981. № 3. С. 4-9.
- Береснев А.Г. Проблемы и перспективы применения металлургии гранул для ракетно-космической техники / А.Г.Береснев, А.И.Логачева, А.В.Логунов // Двигатель. 2008. № 2 (56). С. 8-10.
- Гарибов Г.С. Потенциал металлургии гранул / Г.Гарибов, Ю.Елисеев, Э.Гольдинский // Национальная металлургия. 2001. № 1. С. 34-36.
- Гарибов Г.С. Металлургия гранул – основа создания перспективных авиационных двигателей // Технология легких сплавов. 2007. № 1. С. 66-78.
- Демидович В.Б. Компьютерное моделирование устройств индукционного нагрева / В.Б.Демидович, Ф.В.Чмиленко. СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013. 160 c.
- Немков В.С. Теория и расчет устройств индукционного нагрева / В.С.Немков, В.Б.Демидович. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 280 с.
- Обработка легких и специальных сплавов / Ю.И.Пономарев, Н.В.Кистэ, А.С.Кляцкин, Н.А.Мельников. М.: ВИЛС, 1996. 419 с.
- Перспективы производства авиационно-космических материалов и процессы их обработки в начале XXI века / Г.С.Гарибов, Р.Н.Сизова, Ю.А.Ножницкий, Л.С.Богуславский // Технология легких сплавов. 2002. № 4. С. 106-117.
- Портная З.Н. Теплое компактирование порошковых материалов // Технология металлов. 2003. № 3. С. 44-45.
- Растворова И.И. Использование индукционного нагрева в технологии производства металлических изделий методом тиксоформовки // Энергоэффективные электротехнологии: Сб. трудов. СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011. С. 55-57.
- Энергосберегающие технологии прецизионного нагрева легких сплавов в индукторах / В.Б.Демидович, Е.А.Григорьев, В.А.Оленин и др. // Актуальные проблемы индукционного нагрева (APIH-09). СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009. С. 31-39.
- Demidovich V. Computer simulation and optimal designing of energy-saving technologies of the induction heating of metals // Thermal Engineering. 2012. Vol. 59. N 14. P. 1023-1034.
- Demidovitch V. Induction installations for heating long cylindrical billets before metal forming / V.Demidovitch, B.Nikitin, V.Olenin // Russian Metallurgy. 2007. № 8. С. 98-102.
- Demidovitch V. Precise induction heating of non-ferrous cylindrical billet / V. Demidovich, I. Rastvorova // Asian Journal of Applied Sciences. 2013. Vol. 2. N 3. P. 310-317.
- Demidovitch V. Precise induction heating of Ti and Zr billets / V.Demidovich, I.Rastvorova, V.Olenin // Heat Processing. 2011. N 3. Р. 266-270.
- Jae Chan C. The influence of induction heating on the microstructure of A356 for semi-solid forging / Jae Chan C., Hyung Jin P., Byung Min K. // Journal of Materials Processing Technology. 1999. Vol. 87. Р. 46-52.
- Jung H. Induction heating process of an Al-Si aluminum alloy for semi-solid casting and its resulting microstructure / H.Jung, C.Kang // Journal of Materials Processing Technology. 2002, Vol. 120. Р. 355-364.
- Jung H. The induction heating process of semi-solid aluminium alloys for thixoforming and theirmicrostructure evaluation // Journal of Materials Processing Technology. 2000. Vol. 105. Р. 176-190.