Технология литья с последующей прокаткой широко применяется в производстве по глубокой переработке алюминиевых сплавов. Производство алюминия методом литья с последующей прокаткой отличается краткой технологической схемой, низким энергопотреблением, небольшим расстоянием между дендритами и мелкими интерметаллическими соединениями.
Однако в ходе реального производственного процесса в сломанной лито-прокатной пластине возникают различные дефекты, среди которых трещина по краю является одним из наиболее распространенных дефектов в процессе производства.
Наличие этого дефекта приводит к тому, что литые прокатные полосы в ходе последующего производственного процесса постоянно подвергаются растягивающим и сжимающим напряжениям, а трещины по краям продолжают расширяться. В частности, первоначальные крупные трещины по краям быстро распространяются во время холодной прокатки и, достигнув определённой длины, приводят к разрыву полосы и остановке производства.
Кроме того, слишком большие трещины невозможно полностью удалить, что не только сказывается на последующей обработке и эксплуатации изделия, но и приводит к увеличению затрат. Поэтому для производственных специалистов актуальной проблемой является решение вопросов, связанных с чрезмерным образованием трещин и предотвращением их появления в процессе литейное и прокатные производства процесс.
Согласно принципу литья-прокатки, в зоне литья-прокатки жидкий металл охлаждается двумя вращающимися валками, и оба процесса — литье и прокатка — завершаются за короткое время. Между поверхностью металла и поверхностью валка не происходит относительного скольжения, прокатная заготовка становится тоньше, а в центре наблюдается лишь значительное обратное скольжение.
Таким образом, металлическая поверхность и внутренний слой деформируются под действием сдвиговой силы и давления, и эта деформация передается на затвердевшую твердую оболочку жидкой полости, вызывая аналогичную деформацию и сдвиговую силу внутри затвердевшей твердой оболочки.
Когда сдвиговая сила, возникающая в результате деформации, превышает прочность на сдвиг затвердевшего металла с твёрдой оболочкой, сначала в наиболее уязвимой части материала возникает трещина, которая затем расширяется. После полного снятия напряжения в этой области трещина перестаёт расширяться, образуя таким образом трещину.
В зоне деформации металл одновременно подвергается воздействию силы трения, создаваемой выступками на кончиках литейных головок, и растягивающему напряжению, действующему с обеих сторон. Эти два напряжения, направленные в противоположные стороны, приводят к тому, что трещины возникают преимущественно по краям.
В соответствии с принципом литья и прокатки алюминиевый литейный цех может свести к минимуму образование трещин за счет уменьшения степени деформации или снижения трения у ушей литейной головки.