Seweryn Wąsek

Seweryn Wąsek
Politechnika Częstochowska
[email protected]
Analiza procesu walcowania prętów bimetalowych Al-Cu w modyfikowanych wykrojach
wydłużających
Prowadzony zakres badań pracy polega na wytworzeniu wsadu bimetalowego Al-Cu
o średnicy ok. 22 mm i dwóch różnych udziałach procentowych miedzi w przekroju
poprzecznym pręta określonych w normach ASTM, z wykorzystaniem metody zgrzewania
wybuchowego. Warstwą zewnętrzną (platerującą) będzie miedź w gatunku M1E, a rdzeniem
aluminium w gatunku 1050. Otrzymany wsad będzie następnie przetwarzany tj. walcowany
w zmodyfikowanych wykrojach wydłużających na okrągły pręt bimetalowy o średnicy 16
mm. Założono, że stosując do otrzymywania prętów bimetalowych nowe modyfikowane
wykroje, uzyska się bardziej równomierny rozkład odkształceń w poszczególnych
komponentach walcowanych prętów dwuwarstwowych, co wpłynie na równomierne
plastyczne płynięcie bimetalowego pasma w kotlinie walcowniczej. Dzięki temu pręty
bimetalowe po walcowaniu będą charakteryzować się równomiernym rozkładem warstwy
platerującej na obwodzie i długości rdzenia. Dzięki zastosowaniu wykrojów modyfikowanych
nastąpi również zmniejszenie wartości parametrów energetyczno-siłowych, w porównaniu do
wartości otrzymywanych podczas walcowania w klasycznych wykrojach wydłużających, a to
z kolei powinno wpłynąć na mniejsze zużycie walców i energii.
Głównym celem pracy jest określenie wpływu kształtu wydłużających wykrojów
modyfikowanych na schemat plastycznego płynięcia poszczególnych komponentów pasma
bimetalowego oraz na nierównomierność warstwy platerującej na obwodzie gotowego pręta.
Określony zostanie wpływ stosunku grubości twardej warstwy platerującej do grubości
miękkiego rdzenia oraz stosunku wartości naprężenia uplastyczniającego warstw na całkowitą
siłę nacisku bimetalu na walce. Uzyskane wyniki badań w postaci wytycznych pomocnych do
opracowywania
nowoczesnych
technologii
produkcji
zaawansowanych
wyrobów
metalowych, powinny zwiększyć wykorzystanie potencjału badawczo-rozwojowego, a także
wesprzeć powstawanie nowych specjalizacji w dziedzinie badań i rozwoju nad technologiami
materiałowymi.
Przedstawiony efekt pracy doktorskiej powinien przyczynić się do rozwoju gospodarki
strategicznych obszarów Województwa Śląskiego. Uzyskane wyniki badań w postaci
wytycznych
pomocnych
do
opracowywania
nowoczesnych
technologii
produkcji
zaawansowanych wyrobów metalowych, powinny zwiększyć wykorzystanie potencjału
badawczo-rozwojowego, a także wesprzeć powstawanie nowych specjalizacji w dziedzinie
badań i rozwoju nad technologiami materiałowymi. Na światowym rynku istnieje duże
zapotrzebowanie na wyroby typu pręty i druty bimetalowe składające się z aluminiowego
rdzenia i miedzianej otuliny. Niewiele firm na świecie oferuje tego typu wyroby. W Polsce
poza Instytutem Metali Nieżelaznych w Gliwicach, właściwie nie istnienie przemysł
oferujący produkty bimetalowe. Natomiast zapotrzebowanie na druty bimetalowe wykonane
z lekkiego i wytrzymałego rdzenia oraz platerującej warstwy wykonanej z materiału o bardzo
dobrym przewodnictwie elektrycznym i cieplnym występuje w wielu gałęziach przemysłu,
takich jak: telekomunikacja, sieci energetyczne, technika wojskowa czy elektronika. Badania
przeprowadzone w ramach pracy mogą przyczynić się do rozwoju przeróbki plastycznej na
światowym poziomie i pozwolą poszerzyć wiedzę na temat plastycznego płynięcia
materiałów bimetalowych. Proponowany zakres badań ukierunkowany jest na praktyczne
zastosowanie wyników w przemyśle np. w Województwie Śląskim. Przykładowymi
przedsiębiorstwami, które mogą wykorzystać efekt przedstawionej pracy są: Instytut Metali
Nieżelaznych w Gliwicach.