Способ получения биметаллических заготовок

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, включающий подготовку контактных поверхностей слоев, сборку их в пакет с введением веществ , препятсТвукяцих окислению контактных поверхностей, нагрев пакета и его прокатку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества биметаллических заготовок за счет улучшения соединения слоев, ( в качестве веществ, лрепятствующих ,окислен1по контактньк поверхностей слоев, используют летучие вещества с температурой.парофазного превращения 20-400 С.

Сае3 СОЕЕТСНИХ

СФИМИ |

РЕСПУБЛИК

g(g1) В 23 К 20/04

Г©СУЗАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

50 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫВАЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И автаоснОм СЕИДЕтВЪСтвм (21) 3472099/25-27 (22) 28.04.82 (46) 23..02.85. Бюл. В 7 (72) .В.А. Горелов, А.П. Парамошин, С.И. Левитан и В.Г. Мангуш (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии .(53) 621.771.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 785011, кл. В 23 К 20/04, 1979 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК» включающий подго„,Я„. ШМЫГ товку контактных поверхностей слоев, сборку их в пакет с введением веществ, препятствующих окислению контактных поверхностей, .нагрев пакета и его прокатку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества биметаллических заготовок за . счет улучшения соединения слоев, в качестве веществ,,препятствующих ,окислению контактных поверхностей слоев, используют. летучие вещества с температурой.парофазного превращения 20-400 С.

1140915

55

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при получении двухслойных и многослойных металлов.

Известен способ получения биметаллических заготовок, включающий сборку, подготовку контактных поверхностей слоев, сборку их в пакет с введением веществ, препятствующих .окислению контактных поверхностей, нагрев пакета и его прокатку. В качестве веществ, препятствующих окислению, используют карбонат с температурой декарбонизации 402-756 С, преимущественно HgC0 (i). В процес- 15 се нагрева пакета при 402-756 С происходит разложение карбоната

И СΠ— MgO + СО,.

Разложение карбоната с выделением двуокиси углерода способствует увели-20 . чению объема газов в полости пакета, а следовательно, значительная часть воздуха (кислорода также) вытесняется иэ полости пакета в температурном интервале 402-756 через 25 отверстие в рамке.

Содержание СО в газовой смеси снижает окислительную способность ее на контактных поверхностях.

С увеличением температуры пакета ЗО происходит обезуглероживание стальной рамки и компонента основного-слоя в соответствии с реакцией

Fe С + СО - ЗГе + 2СО.

Это способствует образованию в полос-З

5 ти пакета восстановительных газов, которые препятствуют процессу окисления.

Недостаток известного способа заключается в том, что нагревание па- 40 кета по сечению его неодинаково: вна-! чале нагреваются наружные слои — сля бы, а следовательно, до нагрева карбоната и его разложения находящийся в зазоре пакета воздух успевает окис-45 лить контактные поверхности, так как известно, что окисление стали при нагреве происходит при 400 С и выше.

Цель изобретения — повышение качества биметаллических заготовок эа счет улучшения соединения слоев. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения биметаллических заготовок, включающему подготовку контактных поверхностей слоев, сборку их в пакет с введением веществ, препятствующих окислению контактных поверхностей, нагрев пакета и его прокатку, в качестве веществ, препятствуюших окислению контактных поверхностей слоев, используют летучие вещества с температурой парофазного превращения 20400 С, такие как, например, карбонилы металлов, галогениды, хлориды, йодиды и др;

Сущность способа заключается в том, что при сборке пакета после установки рамки в зазор между рамкой и пластинами плакирующих слоев помещают летучее вещество (возможен вариант, когда летучее вещество помещают вместе с разделительным слоем между пластинами плакирующих слоев).

На рамку укладывают верхний сляб основного слоя и пакет сваривают по периметру. Рамку изготавливают с отверстием в одной из планок, Собранный пакет подают в печь для нагрева под прокатку. При нагреве летучее вещество с низкотемпературным парофазным превращением (при 20-400 С) превращается. в пары. Последние, смешиваясь с воздухом, находящимся внутри пакета, увеличиваются в объеме. При этом происходит вытеснение оставшегося воздуха и соответственно кислорода. Процесс идет при температурах нагрева, когда металл еще не вступает в реакцию с кислородом, т.е. не окисляется. Это способствует сохранению безокислительной среды, что препятствует возможности окисления контактных поверхностей соединяемых металлов.

При дальнейшем нагреве пакеты пары диссоциируют (разлагаются) на металл и газ, например окись углерода, если применяют карбонил металла; на металл и хвор, если применяются хлориды; на металл и пары йода, если применяются йодиды.

Процесс парофазного превращения соединений металлов происходит при низких температурах (ниже 400 С) и вытеснение остатков воздуха происходит также при низких температурах, при этом окисление контактных поверхностей не происходит.

Дальнейшим нагревом пакета до температуры прокатки, при которой происходит разложение (диссоциация) летучего вещества на металл и газ, обеспечивается окончательное вытеснение оставшегося воздуха из зазора.

11409! 5

Составитель И. Николаева

Редактор О. Бугир Техред Л.Микеш Корректор IC. Шекмар

Заказ 382/12 Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дел."м изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проек гная, 4

Летучими веществами с низкотемпературным Аазоным превращением являются карбонилы металлов: Мо(СО)6, Nl(CO)y, Fe(CO)y, И(СО)6, V(CO)g хлориды металлов: СиСОСЕ, МЬС3г, . ТаС г, МоС », WCE<, FeCk <, йодиды металлов: TiJ4, Zr3q, фториды металлов WFq и другие.

Пример. Получают биметалл с основным слоем из стали 09Г2С и плакируюцпм слоем из стали

08х18Н1СТ прокаткой пакета размером

2200х1400х250 мм.

При сборке пакета в зазор между пластинами с рамкой помещают летучее вещество с низкой температурой парообразования, а также возможен вариант, когда летучее вещество помещают в разделительную обмазку. Одним из летучих веществ с низкой температурой парообразования является пентакарбонил железа, который превращается в пары при 20-30 С.

Перед сборкой пакета в рамке сверлят отверстия, а в разделительную смесь между слоями, например, в симметричном пакете, помещают пентакарбонил железа Fe(CO) . Пчкет сваривают по периметру, помещают в нагревательную печь и при 20 С исходное вещество - Fe(CO)g-превращается в пары, которые вытесняют воздух, оставшийся в зазоре пакета. Дальнейший нагрев пакета до 100 С способствует диссоциации пентакарбонила железа на железо и окись углерода.

Fe(СО) = Fe + 5СО

Выделившаяся смесь углерода вступает B реакцию с Ьставшимся в зазоре кислородом, не вытесненным парами пентакарбонила железа, играет роль восстановителя окислов металлвнутри пакета при температуре более низкой, т.е. при температуре диссоциации паров карбонила железа 100—

350 С. Низкая температура образования окиси углерода обеспечивает чистоту контактных поверхностей, а следовательно, улучшение соединения слоев и повышение биметаллов.

Примером ниэкотемпературного парофазного превращения является карбонил молибдена, парофазное преФ вращение которого происходит при

30-60 С.

Примером превращения в парофазное состояние являются хлористые металлы: Мп(СО) 1, НЬСЙ, FeCfg,температура превращения в пары которых составляет соответственно 70- 100 С, 100-400 С

300-400 С.

Примером превращения в парофазное состояние является йодид металла: T>J4, температура превращения в пары которого 200-400 С.

Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить окисление металлов и получить чистые контактные поверхности, а следовательно, повысить прочность соединения слоев и уменьшить брак по расслоению, что позволит получить экономический эффект в размере 200-300 тыс.руб. в год.