Исследователи Сибирского федерального университета разработали инновационные составы алюминиевых сплавов и применили новую технологию совмещенной обработки для производства проводниковой проволоки, используемой в авиации и автомобилестроении. Эта проволока обладает повышенной термостойкостью и электропроводностью. В сравнении с аналогами, она более устойчива к колебаниям температуры и при этом является более доступной по цене.
Легирование алюминиевых сплавов редкоземельными металлами позволяет значительно контролировать структуру и физико-механические свойства электротехнической проволоки, используемой в авиации и автомобилестроении. Чтобы повысить электропроводность, прочность, пластичность и термическую стабильность проволоки в процессе эксплуатации, необходимо снизить содержание редкоземельных металлов в сплаве.
Также важно обеспечить равномерное распределение микроскопических и наноразмерных фаз в алюминиевой матрице и сбалансировать параметры производства проволоки, такие как совмещенное литье-прокатка-прессование, волочение и ступенчатый отжиг.
Ученые Института цветных металлов СФУ провели анализ влияния легирующих добавок - циркония, церия и железа — на свойства алюминиевого сплава и изучили параметры его деформационно-термической обработки.
С помощью металлографического анализа, испытаний физико-механических свойств и компьютерного моделирования в программе Deform 3D они определили составы сплавов с комбинированным содержанием Zr, Ce и Fe, а также оптимальные параметры бесслитковой прокатки-прессования, волочения и ступенчатого отжига, которые позволяют улучшить сочетание электропроводности и термостойкости проволоки.
В ходе исследований в лабораторных условиях были испытаны алюминиевые сплавы с различным сочетанием редкоземельных металлов, проведено компьютерное моделирование процесса бесслитковой прокатки-прессования в программе Deform 3D, а также определены оптимальные параметры деформации для изготовления проводниковой проволоки волочением с разными режимами промежуточного ступенчатого отжига.
Разработанные составы термостойких низколегированных алюминиевых сплавов и технологические схемы производства позволят производить проводниковую проволоку с меньшими экономическими затратами по сравнению с традиционными методами изготовления.