ООО "НПЦ Магнитной гидродинамики"

Россия, Красноярский Край, Красноярск,  

ул. Академика Киренского, 9А, пом.225

+7 (391) 2-181-408

kalpush@mail.ru

«RPC Magnetic hydrodynamics», LLC

Russia, Krasnoyarsk Territory, Krasnoyarsk,

Akademika Kirenskogo str., 9А, b.225

+7 (391) 2-181-408

kalpush@mail.ru

© 2016-2019 НПЦ Магнитной гидродинамики

НПЦ

МАГНИТНОЙ

ГИДРОДИНАМИКИ

 

Направления:

Инжиниринговая деятельность по проектированию и вводу в эксплуатацию плавильно-литейного оборудования для производства алюминиевых сплавов.

Производство и поставка систем электронагрева для металлургического оборудования.

МГД устройства и технологии металлургического назначения.

Производство огнеупорных изделий для алюминиевой промышленности.

Технология производства проволоки с мелкодисперсной структурой из специальных алюминиевых сплавов для нужд авиакосмической отрасли и машиностроения

В ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» запущен в опытную эксплуатацию плавильно-литейный комплекс с электромагнитным кристаллизатором (ЭМК), обеспечивающий производство непрерывнолитых заготовок диаметром 8-12мм и массой бухт до 80 кг. На комплексе освоено производство заготовок из сплавов систем: Аl-РЗМ, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Si, Аl-Mg-Sc-Zr, Al-Cu-Mn-Mg. Заготовки предназначены для дальнейшей переработки в проволоку путем волочения.

Плавильно-литейный комплекс

Бухта непрерывнолитой заготовки диаметром 10мм

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Суть технологии заключается в кристаллизации алюминиевого расплава в высокочастотном электромагнитном поле с непосредственной подачей охлаждающей воды на слиток. За счет этого происходит бесконтактное формирование слитка диаметром 8-12мм  со скоростью охлаждения свыше 1000K/c и интенсивным магнитогидродинамическим воздействием на границе раздела фаз, что обеспечивает получение проволоки с уникальной структурой.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

В плавильной печи (1) осуществляется приготовление алюминиевого сплава, однородность по химическому составу и температуре обеспечивается путем использования электромагнитного перемешивателя (2). Расплав из плавильной печи (1) поступает в дозирующий лоток (3), где поддерживается заданная температура и уровень расплава. Через подающий носик лотка расплав поступает в индуктор электромагнитного кристаллизатора (4), в котором геометрия слитка бесконтактно формируется высокочастотным электромагнитным полем. Охлаждающая жидкость из охладителя (5) непосредственно подается на заготовку, что обеспечивает высокую скорость охлаждения и позволяет получить непрерывнолитую заготовку (6). Заготовка далее с помощью отводного механизма выводится из кристаллизатора и наматывается в бухту.

Принципиальная схема комплекса

ПРЕИМУЩЕСТВА НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ПОЛУЧЕННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ В ЭЛЕКТРОМАГНТЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР

- слиток, полученный по технологии литья в электромагнитный кристаллизатор, имеет дендритный параметр в 100 раз меньше, чем в кристаллизаторе скольжения и сопоставим со структурой гранул;

- в слитках практически отсутствует дендритная ликвация;

- благодаря высокой скорости кристаллизации происходит расширение концентрационных областей твердых растворов, сдвиг эвтектических и перитектических точек, что позволяет обеспечить разработку новых сплавов и получение более высоких прочностных свойств в существующих сплавах;

- электромагнитное литье, в отличии от гранульной технологии, дает возможность получать изделия, уже готовые к дальнейшей переработке (нет необходимости производить обработку гранул, их спекание и т.д.);

- дальнейшая пластическая деформация заготовок приводит к образованию нанодисперсной эвтектики, что позволяет изготовить проволоку из специальных алюминиевых сплавов диаметром до 0,10 мм;

- уникальным свойством электромагнитного литья является отсутствие в изделиях неметаллических  включений, что обеспечивает получение продукции высокого качества.

Состояние сложнолегированного сплава перед литьем в ЭМК

междендридная

пористость

грубые первичные

интерметаллиды

окисные плены

Состояние сложнолегированного сплава после литья в ЭМК

Квалиэвтектическая структура без первичных интерметаллидов и оксидов

Уникальным свойством электромагнитного литья является отсутствие в изделиях неметаллических  включений, что обеспечивает получение продукции высокого качества.

ПРИМЕРЫ СВОЙСТВ И СТРУКТУР ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК

Сплав предназначен для замена медных проводов на алюминиевые в летательных аппаратах. Это позволит снизить массу бортовой кабельной сети (БКС) до 30%. Технология литья в электромагнитный кристаллизатор обеспечивает получение жаропрочной электротехнической алюминиевой проволоки.

 

Микроструктура литых заготовок из сплава 01417м однородна, дисперсна по всему сечению, в ней отсутствуют первичные интерметаллиды. Микроструктура представляет собой α-твердый раствор, по границам дендритных ячеек которого располагается дисперсная эвтектика (α+AlnMe). Наименьший размер дендритной ячейки составил 4,1 мкм. Такая микроструктура свойственна сплавам Al-РЗМ, полученным с высокими скоростями охлаждения расплава (до 103 °С/с). Уровень прочностных свойств заготовок аналогичная горячепрессованным пруткам из гранул сплава 01417м, причем отпрессованные с высоким коэффициентом вытяжки (µ=55).

СПЛАВ 01417м

Макроструктура литой заготовки диаметром 8мм

Изделие из сплава 01417м

Предел прочности, МПа

Относительно удлинение, %

Допустимая рабочая температура, град. Цельсия

-

до 250

15-24

15

185-210

190

Непрерывнолитая заготовка диаметром 8мм

Проволока диаметром 0.5мм

СПЛАВ СвАМг6

Технология литья в электромагнитный кристаллизатор позволяет получить проволоку из сплавов системы Al-Mg без оксидных и других неметаллических включений, что дает возможность изготовить  высококачественную сварочную проволоку для TIG и MIG–сварки.

 

Микроструктура слитков сплава СвАМг6, отлитых в ЭМК, характеризуется равномерным распределением по всему сечению дисперсных выделений эвтектических фаз, размер которых уменьшается при увеличении скорости литья. Полученная структура в литых прутках сплава СвАМг6 с минимальной дендритной ликвацией свойственна структуре, получаемой методом гранулирования расплава и соответственно скоростям охлаждения 103-104 °С/с. Мелкозернистая, однородная структура с тонким внутренним строением позволяет проводить волочение с максимально-возможными степенями деформации. Уровень механических свойств характерен для прессованных прутков из сплава СвАМг6, изготовленных из слитков, отлитых в обычный кристаллизатор.

Микроструктура литой заготовки диаметром 8мм из сплава СвАМг6

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Приглашаем заинтересованные организации к сотрудничеству по разработке и внедрению в промышленность изделий с уникальными физико-механическими свойствами полученных по технологии литья в электромагнитный кристаллизатор.

 

Предлагаем:

-   услуги по изготовлению опытных партий непрерывнолитых заготовок из интересующих сплавов;

- проведение совместных НИОКР по разработке новых сплавов для литья в электромагнитный кристаллизатор;

- организацию промышленного производства непрерывнолитых заготовок для изготовления проволоки из специальных алюминиевых сплавов.

 

В ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» разработан проект плавильно-литейного комплекса для изготовления непрерывно литых заготовок диаметром до 12мм из  специальных алюминиевых сплавов с ежегодным объемом выпуска свыше 500тн/год.

Микроструктура прессованного

прутка диаметром 8мм из сплава СвАМг6

 

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Коллективом ООО "НПЦ Магнитной гидродинамики" были опубликованы следующие статьи:

Перечень научно-технических статей: 
1. Отличительные особенности структуры и свойств длинномерных слитков малого сечения из алюминиевых сплавов, отлитых в электромагнитный кристаллизатор/ А. А. Авдулов, Г.П. Усынина, Н.В. Сергеев, И.С. Гудков// Цветные металлы. – 2017. – №7– С.73-77. 


2. Алюминиевая проволока ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» для аддитивных технологий/ Г.П. Усынина, В.Н. Тимофеев, В.Ю. Конкевич, М.М. Мотков, Н.В. Сергеев, И.С. Гудков// Литейное производство. – 2019.- №2.- С.29-34. 


3. Изготовление заклепочной проволоки из заготовки, полученной из сплава В65 методом электромагнитной кристаллизации/ В.Н. Тимофеев, Г.П. Усынина, М.М. Мотков, И.С.Гудков// Цветные металлы. – 2019. - №3. – С.77-82. 


4. Mathematical modeling of MHD processes in the casting of aluminum alloys in electromagnetic mold/ M V Pervukhin, V N Timofeev, G P Usynina, N V Sergeev, M M Motkov, I S Gudkov// IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2019– №643. – С.1-7 


5. Технология изготовления проволоки из сплава 01417 с заданным уровнем механических свойств/Ю.В. Горохов, В.Н. Тимофеев, М.В. Первухин, В.И. Белокопытов, М.М. Мотков, Н.Б. Эрдынеев, И.С. Косяченко, О.Я. Якунина, А.С. Стригин// Журнал Сибирского Федерального университета. Техника и технологии. - 2019.- №12 – С. 842-851. 


6. Development of technology for obtaining wires of electrotechnical purpose from alloys of the Al-REM system received by using methods of combined processing/Voroshilov D.S., Sidelnikov S.B., Timofeev V.N., Motkov M.M., Bespalov V.M., Bermeshev T.V., Durnopyanov A.V., Nazarenko D.V.// Magnitogorsk Rolling Practice 2019: материалы IV молодежной научно-практической конференции г. Магнитогорск.- С.29-31. 


7. Исследование технологии получения деформированных полуфабрикатов электротехнического назначения из высоколегированных сплавов системы Al-РЗМ с применением методов совмещенной обработки/ С.Б. Сидельников, В.Н. Тимофеев, Ю.В. Горохов, М.В. Первухин, Д.С Ворошилов, М.М Мотков, А.В. Дурнопьянов, Д.В. Назаренко// Сборник докладов XXV конференции «Алюминий Сибири». - 2019 – С.489-495. 


8. Разработка и исследование технологии получения проволоки из сплава Al – РЗМ с применением совмещенной обработки/ С. Б. Сидельников, М. В. Первухин, Д. С. Ворошилов, М. М. Мотков // Цветные металлы. – 2019- №9 –С.63-68. 


9. Использование технологии электромагнитной кристаллизации для изготовления высоколегированной алюминиевой проволоки для аддитивных технологий/В.Ю.Конкевич, Г.П. Усынина, В.Н. Тимофеев, М.В. Первухин, М.М. Мотков, П.Ю. Предко, И.С. Гудков // Сборник докладов XXV конференции «Алюминий Сибири- 2019- С.592-598. 


10. Влияние режима термической обработки на структуру и свойства проводникового алюминиевого сплава Al-7%РЗМ, полученного литьем в электромагнитном кристаллизаторе/ Н.О. Короткова, Н.А. Белов, В.Н. Тимофеев, М.М. Мотков, С.О. Черкасов// Физика металлов и металловедения. – 2020. -№2 – С.200-206 


11. Structure and Properties of Al–0.6%Zr–0.4%Fe–0.4%Si /Nikolay A. Belov, Natalia O. Korotkova, Torgom K. Akopyan, Viktor N.Timofeev // JOM. -2019.- №JOMJ-D-19-00943R1 


12. Comparative Analysis Of Properties Of Wires From Alloys Of Al-Rem System, Obtained Using The Methods Of Continuous Extrusion./ S.B. Sidelnikov, V.N. Timofeev, Yu.V. Gorokhov, D.S. Voroshilov, R.I. Galiev, M.M. Motkov, V.A. Kuzemchenko, P.N. Nikiforov //International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT). -2019.-№8- С.300 -304. 

Модернизация действующих миксеров

Производство лабораторных комплексов для учреждений профессионального образования всех уровней

Математическое и физическое моделирование электромагнитных, тепловых и гидродинамических процессов в металлургическом оборудовании