Способ изготовления биметаллических лент

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТ, преимущественно латунь - низкоуглеродистая сталь - латунь, для глубокой вытяжки, включающий подготовку контактных поверхностей заготовок, сборку их в пакет, прокатку пакета , окончательную холодную прокатку и отжиг, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности процесса и улучшения качества биметаллических лент, стальную заготовку перед сборкой в пакет нагревают до 100-180°С, прокатку пакета осуществляют с обжатием 40-80°/о, а окончательную холодную прокатку выполняют непосредственно после прокатки пакета. (Л о 1C со 1C Paccino fft/e Ofn Фие. i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„1191232 (дую В 23 К 2004

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Т C

400

200

100

16 14. 7Г

Рассглояние own середины

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3761832 25-27 (22) 28.06.84 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного

Знамени институт стали и сплавов (72) И. Н. Потапов, В. Н. Афанасьев, А. Г. Кобелев, Е. В. Кузнецов, В. Н. Лебедев, P. М. Ключников и Л. Н. Дмитров (53) 621.771.8 (088.8) (56) Засуха П. Ф. и др. «Биметаллический прокат», «Металлургия», М., 1970, с. 104 — 109 — прототип, (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТ, преимущественно латунь — низкоуглеродистая сталь латунь, для глубокой вытяжки, включающий подготовку контактных поверхностей заготовок, сборку их в пакет, прокатку пакета, окончательную холодную прокатку и отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и улучшения качества биметаллических лент, стальную заготовку перед сборкой в пакет нагревают до 100 — 180 С, прокатку пакета осуществляют с обжатием

40 — 80%, а окончательную холодную прокатку выполняют непосредственно после прокатки пакета.

119!232

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к обработке металлов давлением, преимущественно к изготовлению биметаллических лент латунь — низкоуглеродистая сталь — латунь, предназначенных для глубокой вытяжки.

Цель изобретения — повышение производительности процесса получения биметаллических лент;". предназначенных для глубокой вытяжки и улучшение их качества.

Способ осуществляется следующим образом. Стальную и латунные заготовки подвергают травлению, промывке, сушке и механической зачистке контактных поверхностей вращающимися металлическими щетками (для стальной заготовки с двух, а для латунных с одной стороны).

Стальную заготовку перед подачей в валки плакировочного стана нагревают любым известным методом, например индукционным, до 100 — 180 С, совмещают с заготовками плакирующего слоя и проводят совместную прокатку с обжатием

40 — 80 /р. Биметаллический подкат транспортируют к стану холодной прокатки и проводят окончательную холодную прокатку биметаллической ленты до необходимой толщины. Затем биметаллическую ленту подвергают рекристаллизационному отжигу при 650 — 720 С с выдержкой в течение 2 — 4 ч.

Нагрев стальной заготовки перед плакированием на 100 — 180 С улучшает условия схватывания и повышает прочность сцепления слоев, что выражается в снижении уровня межслойных напряжений, вызываемых конструктивной и механической неоднородностью слоистой металлической композиции и разогревом в очаге деформации ее составляющих, обладающих различными коэффициентами линейного расширения.

На фиг. 1 и 2 показано распределение температур в составляющих биметалла латунь — низкоуглеродистая сталь — латунь по сечению подката после выхода его из валков плакировочного стана при реализации известного способа (прототипа); и распределение остаточных напряжений, соответственно; на фиг. 3 и 4 — то же, при реализации предлагаемого способа на фиг. 5 — кривая зависимости прочности сцепления слоев в биметаллическом от температуры нагрева стальной заготовки перед плакированием.

Кривая 1 показывает распределение температуры по сечению биметаллического подката на выходе из очага деформации при реализации известного способа и минимальных значениях параметров плакирования— обжатие 40 /р, скорость прокатки 0,8 м/с, а кривая 2 — при максимальных значениях параметров плакирования — обжатие 80 /ц, 5

55 скорость прокатки 3,0 м/с. Эпюра 1 показывает распределение остаточных напряжений в слоях биметаллического подката, соответствующее кривой 1, а эпюра П кривой 2.

В биметаллическом подкате латунь низкоуглеродистая сталь — латунь остаточные механические и термические напряжения совпадают по знаку в слоях латуни и стали. Остаточные термические напряжения возникают вследствие разогрева составляющих в очаге деформации и ограничения возможности сдвига слоев друг относительно друга при схватывании их друг с другом. В результате совместным действием остаточных механических и термических напряжений определенная часть установившихся в процессе плакирования металлических связей между слоями разрушается и прочность сцепления слоев не превышает

40 — 60 МПа. Указанный уровень прочности сцепления слоев не позволяет проводить окончательную холодную прокатку биметаллических лент. Повышение уровня прочности сцепления слоев в известном способе достигается при проведении диффузионного промежуточного отжига.

Подогрев стальной заготовки перед плакированием на 100 — 180 С (нижнее значение интервала рекомендовано для минимальных параметров плакирования, аналогичных описанным, а верхнее — для максимальных) позволяет получить на выходе из очага деформации распределение температуры по сечению биметаллического подката, показанное на фиг. 3. Кривая 3 соответствует плакированию с обжатием 40 /<, скорости прокатки 0,8 м/с и нагреву стальной заготовки до 100 С; кривая 4 — соответственно 80 /o., 3,0 м/с и 180 С. Эпюры

III u IV на фиг. 4 соответствуют распределениям температуры по сечению биметаллического подката 3 и 4 на фиг. 3.

Подогревом стальной заготовки перед плакированием с учетом нагрева составляющих в процессе пластической деформации улучшаются условия схватывания слоев, т. е. улучшаются условия сохранения и развития металлических связей образовавшихся между поверхностями металлических слоев, вследствие снижения уровня остаточных напряжений, интенсификации диффузионных процессов в условиях повышенных температур и релаксации напряжений в слоях металлической композиции. В результате прочность сцепления слоев в биметаллическом подкате возрастает в 2 — 2,5 раза (кривая 5, фиг. 5).

Кроме того, использование накопленной теплоты деформации при нагреве стальной заготовки обеспечивает полную релаксацию остаточных напряжений в стальном слое (возврат). При этом сохраняется структура холоднодеформированного металла, 1191232 — 100 — 200

1б /4- /2

bu emaanuveceou легаты, at фиг.Z что позволяет проводить окончательную холодную прокатку биметалла с любой возможной степенью деформации, в том числе и критической (5 — 12 /р для низкоуглеродистых сталей) . Это особенно важно при получении толстых (3,0 мм и более) биметаллических лент, предназначенных для глубокой вытяжки. В латунном слое также полностью снимаются остаточные напряжения, а в ряде случаев достигается нижний порог рекристаллизации (375—

350 С) .

Использование нагрева стальной заготовки до температур ниже 100 С нецелесообразно, так как с контактных поверхностей не удаляются остатки влаги (конденсата), что приводит к неприварам плакирующего слоя. Нагрев стальной заготовки выше 180 С приводит к быстрому росту окисной пленки на ее поверхности, что также снижает прочность сцепления слоев.

Применение при плакировании обжатий ниже 40О/О не обеспечивает схватывания составляющих, а при обжатиях выше 80О/p происходит растрескивание стальной заготовки по кромкам или разрушение биметалла. Проведение плакирования в диапазоне обжатий 40 — 80О/о обеспечивает получение равномерного соединения слоев при его удовлетворительной прочности.

Пример. Получали биметаллические ленты латунь Л90+сталь 11 кп+латунь Л90 способом холодного плакирования. 30

Для получения биметалла использовали горячекатанные полосы из стали 11 кп (ГОСТ 803 — 66), сечением 7х70 мм и латунные ленты марки Л90 (ГОСТ 15527-70), сечением 0,35Х80 мм.

Подготовку контактных поверхностей З5 осуществляли путем травления стальной и латунной заготовок в 8 — 12О/р-ном растворе серной кислоты при 60 С (время травления для стали 30 — 40 мин, для латуни

0,5 — 1,5 мин) . После травления заготовки промывали, высушивали и зачищали. 3ачистка контактных поверхностей осуществлялась стальными металлическими щетками до металлического блеска.

Предварительный нагрев стальной заготовки проводили в индукционной установке током высокой чистоты (10 кГц) до температур 60; 100; 140; 180 и 220 С. На выходе из индуктора стальная заготовка совмещалась с латунными лентами и поступала в валки прокатного стана.

Плакирование осуществляли на двухвалковом стане-300 с обжатиями 35, 40, 60, 80 и 85О/о

Окончательную холодную прокатку проводили на двухвалковом стане-300 с обжатиями 5, 30 и 55О/р. Окончательная холодная прокатка выполнялась в одинтри прохода (в зависимости от заданной суммарной степени деформации) . Разрыв по времени между плакированием и окончательной холодной прокаткой составлял

10 — 25 мин. Температура биметаллического подката перед окончательной холодной прокаткой не превышала 80 С.

Отжиг биметаллических лент проводили по единому режиму: нагрев до 680 — 720 С, выдержка 4 ч, охлаждение на спокойном воздухе.

После операции плакирования оценивали прочность сцепления слрев. Готовый биметалл подвергали механическим испытаниям, исследованию микроструктуры и исследованию на способность биметалла к вытяжке по методу Эриксена.

Использование предлагаемого способа изготовления биметаллических лент, предназначенных для глубокой вытяжки, позволяет по сравнению с известным способом существенно повысить (более чем на 20 /p) производительность процесса в результате исключения операции промежуточной термообработки биметаллического подката и проведения окончательной холодной прокатки непосредственно после плакирования; улучшить качество биметаллических лент вследствие повышения прочности сцепления слоев, а также повысить выход годного путем уменьшения количества брака по местным отслоениям плакирующего слоя, закатам и т. п.

1191232 бост

200

100

-PO0 — 200

Фиг, 3 г50 г00

50 ф,ГО б0 100 140 180 20

Температура наереба стольной загогпоони, С

Составитель И. Николаева

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж 1085 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Пчелииская

Заказ 7163/12

1@ 72 1б 14. 1,2

Расстояние um середины Биметаллической ленты, мм