Способ изготовления латунированных стальных изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU„„1022998

З(511 С 21 D 9/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54)(57) 1. спосоБ изготовления лАтуниРОВАнных стАльных изделий, например проволоки, включающий наг рев до температуры аустенитизации, ох, лаждение, пластическую деформацию, : последовательное нанесение слоев (21 ) 2788736/22-02 (22) 02. 07. 79 (46) 15.06.83. Бюл. И 22 (72) С.А. Терских, И. И. Крымчанский и Л.А. Силантьев (71) Белорецкий ордена Трудового

Красного Знамени металлургический комбинат им. И.И. Калинина (53) 621.785.5 (088, 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ю 618428, кл. С 21 D 9/52, 1977.

2. Производство латунированного металлокорда и бортовой проволоки. Сб.ВНИИИЕТИЗа.Южно-Уральское издательство, Челябинск,1969,с. 10. меди и цинка с последующим получением латунного покрытия при температуре ниже температуры рекристаллизации стали, о т л и ч à ю щ и й: с я тем, что, с целью повышения прочности сцепления латунного покрытия со сталью и коррозионной стойкости изделий, слой меди наносят перед нагревом до температуры аустенитизации °

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что слой меди наносят электролитическим способом.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ешийся тем, что пластическую де- I ,формацию производят после получения латунного покрытия.

4. Способ по и.. 1, о т л и ч а ашийся тем, что пластическую деформацию производят перед получением о латунного покрытия. со сталью. Термодиффузионная обработка,,используемая при латунировании, осуществляется при низких температу; рах при 450-550 С и обеспечивает лишь диффузиЮ атомов в системе цинкмедь с образованием латуни, но не приводит к образованию. диффузионной связи меди со сталью. Ь результате в процессе эксплуатации латунированной проволоки в резинотехнических изделиях наблюдается отслаивание латуни вместе с резиново от стали и разрушение проволоки от коррозии, Цель изобретения - повышение прочности сцепления латунного покрытия со сталью и коррозионной стойкости изделия.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления латунированных стальных изделий, покры тие медью проводят перед нагревом до температуры аустенитизации.

Слой меди наносят электролятичес- ким способом.

Пластическую деформацию производят: после получения латунного покрытия.

Пластическую деформации проводят также перед получением латунного покрытия.

Высокотемрературный нагрев омедиенной заготовки до аустенитного состояния структуры при термообработке (для углеродистых сталей выше

750ОС и обычно 900 " 950 С} обеспечивает одновременно образование диффузионной связи меди со сталью. Он может проводиться, например, беэокислительно, в среде диссоциированного аммиака 753 Н + 253 М, чтобы устранить последующую очистку окислов меди и уменьшить потери меди.

Отличительным признаком предлагаемого способа изготовления является также нанесение меди любым известным способом. В известном способе изготовления нанесение меди ограничивается в основном способами высаживанйя из растворов электролитически или химически. Другие известные способы нанесения меди, связанные с тепловой отработкой, например электролитический из расплава солей хлорной меди при 550-600ОС или погружением в расплав меди при 1100 С, не могут использоваться в силу того, что они вносят недопустимые измене ния в структуру стали. Это обусловле" но нанесением меди либо непосредственно после термообработки, либо

1 102299

Изобретение относится к металлур- гии и может быть использовано в метизном производстве для изготовле"

HHR термообработанных и холоднодеформированных стальных изделий с латун.ным покрытием, например проволоки, плющеной ленты и др. Такие изделия применяются для армирования резинотехнических иэделий - шин, транспорт-. ных лент, рукавов высокого давления и т.n., где латунное покрытие обеспе" чивает сцепление (адгезию) резины со сталью.

Известен способ изготовления стальной латунированной ленты, вкпю И чающий термическую обработку заготов"

/ ки, холодную прокатку и отпуск при

450-600ОС, совмещенный с получением термодийфузионного латунного IloKpbl ти я jl) 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления латунированной про" волоки, который включает термообра= ботку заготовки в виде патентирова- 2з ния путем нагрева до температур аустенизации (до 900"920 С) и охлаждения (в расплаве свинца при 500 "

520 C), последующую холодную пластическую деформацию (волочением) за- щ готовки в проволоку готового размера. .Патунирование поверхности при этом проводится после термообработки либо непосредственно после термообработки на,заготовке, либо после деформации на проволоке готового размера следующим образом. floeepx" ность вначале покрывается медью (электролитически иэ раствора), затем наносится цинк (электролитичес" ки из раствора) и проводится термо" диффузионная обработка для образования латуни путем нагрева до 450"

550 С . Нанесение латунного покрытия либо непосредственно после термообработки, либо после деформации определяется изготовлением проволоки применительно к конкретным условиям производства в зависимости от типа гальванического или волочиль" ного оборудования, степени совершен- 0 ства и производительности процессов покрытия и волочения и т.п.

Недостатками известных способов является низкая прочность сцепления латунного покрытия со сталью и не" высокая коррозионная. стойкость изде-. лия в виду того, что способ не обеспечивает диффузионную с;вязь покрытия

5.10

20

45

10 после деформации, когда уже сформиро,вана структура стали. В предлагаемом способе изготовления, когда медь наносят перед термообработкой, способ меднения может быть использован любой, так как при последующей термо1 обработке обеспечивается независимо, от способа меднения образование диффузионной связи меди со сталью и формирование необходимой структуры. В

1 предлагаемом способе изготовления охлаждение при термообработке может осуществляться различными способами, например, на воздухе (как при нормализации), в расплаве солей. или свинца при - 50"550 С (как при патентировании). При этом важно получить структуру стали, обеспечивающую по:следующую холодную пластическую дефор мацию. Охлаждение может проводиться при 450-550 С, например, в расплаве неокисляющих хлористых солей, что обеспечивает беэокислительное охлаждение с. образованием структуры сорбита, обладающей высокой способностью к холодной пластической деформации, и устраняет последующую очистку от окислов меди.

Нанесение цинка и термодиффузионная обработка с образованием латуни могут проводиться также раэличнымв известными способами, например погружением в расплав цинка при 460. 470оС с одновременной термодиффуэионной .обработкой или электролитически иэ расплава солей, содержащих хлористой цин, при 450"500 С с одновременной термодиффуэионной обработкой или электролитически из растворов с последующей термодиффузионной обработкой в газовой среде при 500540 С. Это.обусловлено тем, что известные способы цинкования и термодиффузии не вызывают существенных изменений в структуре стали, что препятствовало бы осуществлению предлагаемого способа. Холодная пластическая деформация после термообработки может проводиться также известными способами, например прокаткой или волочением. Таким образом, предлагаемый способ эа счет новой последовательности известных операций обеспечивает более высокое качество латунированных изделий.

П р и и е р 1 . Изготавливается латунированная проволока диаметром

0,15 мм из углеродистой стали (с 0,70(С) при следующей последо22998 4 вательности операций: электрическое меднение заготовки диметром 0,78 мм из пирофосфатного электролита на непрерывном гальваническом агрегате, термообработка в виде патентирова" ния омедненной заготовки диаметром

0,78 мм путем нагрева до 930оС в среде диссоциированного аммиака (751 Н + 25Ю ) и охлаждение при

500ОС в расплаве хлористых солей, содержащем, мол. : ZnClg 40, KCl 30 и NaC1 30 (на непрерывном опытном термоагрегате); электролитическое цинкование загютовки диаметром

0,78 мм в сернокислом электролите и термодиффуэионная обработка при .

540 С 10 с в воздущной среде электропечи с образованием латунного покрытия на непрерывном гальванометрическом агрегате ; волочение латунированной заготовки диаметром 0,78мм на стане со скольжением в 19 протя» жек s проволоку диаметром 0,15 мм.

После операций меднения и термо обработки применяется промывка в воде и суака. В результате при новой последовательности известных операций получена латунированная проволока диаметром 0,15 мм.

Пример 2, Изготавливается латунированная проволока диаметром

1,0 мм иэ углеродистой стали с 0,70 3 С при следующей последовательности операций: электролитическое меднение заготовки диаметром

2,6 мм по примеру 1; термообработ" ка омедненной заготовки диаметром

2,6 мм по примеру 1; волочение омедненной термообработанной заготовки диаметром 2,6 мм в проволоку диаметром 1,0 мм в 10 протяжек на стане со скольжением электролитическое нанесение цинка на проволоку диаметром 1,0 мм из расплава хлористых солей, содержащих ХпС8, При 460 С с одновременной термодиффузией и образованием латунного покрытия { на опытной установке .

После операций меднения,.термооб" работки и электролитического цинкова "

50 ния с одновременной термодиффуэией применяется промывка в воде и суака.

В результате при новой последовательности известных операций получена латунированная проволока диаметром

55 1,0 мм.

Осуществлена оценка прочности сцепления латуни со сталью и коррози-. онной стойкости изделий, иэготовлен102299

Составитель P. Клыкова

Редактор A. Авраменко Техред С..Мигунова Корректор О. Тигор аакаэ 41 8 17 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.

Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ных по предлагаемому и известному способам.

Для оценки прочности сцепления латуни со сталью лента размерами 0,1х х 1,8 мм из углеродистой стали (с

0,7 3 С ) покрывается электролитически медью вначале из пирофосфатного, а затем сернокислого электролитов (толщина покрытия 0-60 мкм, затем подвергается термообработке, цинкова- >В нию и термодиффузионной обработке по примеру 1, после чего подвергается прокатке с вытяжкой 1,20. Для сравнения из той же стали изготавливается лента с теми же характеристи1ками в последовательности операций по известному способу - термообработ- ка, меднение, цинкование, термодиффузионная обработка(режимы отдельных операций-, включая прокатку как для 20 ленты по новому способу). Лента каждого варианта изготовления испытывается (по 30 образцов 1 на циклический перегиб по плоскости в губках радиу сом 3 мм, При испытании ленты из- 25 готовленной по известному способу, разрушение и отслаивание покрытия наблюдается на всех образцах после

15-25 перегибов, в то время как у ленты, изготовленной по предлагаемо- Зв му способу, нет случая разрушения и отслаивания покрытия до излома ленты, которое происходит при 6070 циклов, Для оценки коррозионной стойкости термообработанная и латунированная проволока -, заготовка диаметром 0,78 мм, изготовленная в последовательности и по режимам по

8 6 примеру 1, помещается в эксикатор над парами воды,. где выдерживается при 40 С 30 сут. Для сравнения испытанию подвергается аналогичная проволока диаметром 0,78 мм, изготовленная по известному способу. После выдержки в эксикаторе проволока обоих вариантов (по 30 образцов) испытывается на скручивание до разрушения на длине 100 мм. При этом у проволоки, изготовленной по известному способу, разрушение происходит в среднем при 9 .скручиваниях, а у проволоки по предлагаемому способупри 23 скручиваниях. При испытании проволоки обоих вариантов без коррозионной обработки разрушение происходит при,35-50 скручиваниях.

Проведенные испытания показывают, что предлагаемый способ обеспечивает повышение прочности сцепления латуни со сталью и коррозионной стойкости изделия.

Предлагаемый способ позволяет повысить ресурс резинотехнических изделий, в частности ходимость автомобильных шин за счет сокращения преждевременного выхода их из строя .изза коррозии и отслоения резины с покрытием от изделий. Он позволяет. интенсифицировать наиболее трудоемкую операцию меднения, например, путем электролитического высаживаHHR 3 cepHoKHclloIo электролита, так как образующаяся при этом пористость покрытия устраняется при последующей термообработке за счет процессов рекристаллизации меди.