Способ изготовления изделий

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при изготовлении трубных заготовок преимущественно из тугоплавких труднодеформируемых металлов, в частности тантала. Цель изобретения - снижение сопротивления пластической деформации. Заготовку нагревают до 1300°С, выдерживают 30 мин, охлаждают до 1200-1100°С со скоростью 0,04-1,2°С/с, далее до -196°С со скоростью 50-80°С/с. Заготовки помещают в гидравлическую прессовую установку и по достижении металлом температуры (-60)-(-20)°С подвергают прошивке осевого отверстия. Предлагаемый способ позволяет снизить усилия холодной деформации на 30% и изготовить заготовки из тугоплавких металлов по безотходной технологии.

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ц9) Щ) 26О А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕИИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ОРИ ГКНТ СССР (21) 4460735/31-02 (22) 12.07.88 (46) 07.03.90. Бюп . ),"- 9 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) А.Н . Лещенко, Ю.П. Гуль и А.П. Клименко (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 492563, 1975. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при изготовлении трубных заготовок преимущественно из тугоплавких

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при изготовлении и термической обработке трубных заготовок, преимущественно из тугоплавких труднодеформируемых металлов, в частности тантала.

Цель изобретения — снижение сопротивления пластической деформации. о

Заготовку нагревают до 1300 С, вьдерживают 30 мин, охлаждают до

1200-1100 С со скоростью 0,04-1,2 С/с, а далее охлаждают до -196 С со скоростью 50-80 C/с. Заготовки помещают в гидравлическую прессовую установку и по достижении металлом (-60)(-20) С подвергают прошивке осевого отверстия.

Снижение прочности и сопротивления холодной пластической деформации тугоплавких металлов возможно как за счет регулирования размера зерна, (p>)Z С 22 F 1/18 С 21 Э 1/78

2 труднодеформируемых металлов, в частности тантала. 1 ель изобретения снижение сопротивления пластической деформации. Заготовку нагревают до

1300 С, выдерживают 30 мин, охлаждают до 1200-i 100 С со скоростью 0,041.2 С/с, далее до -196 С со скоростью

50-80 C/ñ. Заготовки помещают в гидравлическую прессовую установку и по достижении металлом температуры (-60)-(-20) С подвергают прошивке осевого отверстия, Предлагаемый способ позволяет снизить усилия холодной деформации на ЗОХ и изготовить заготовки иэ тугоплавких металлов по безотходной технологии. 1 табл. так и путем создания определенных параметров тонкой структуры металла, обеспечивающих при холодной пластиЭ ческой деформации облегченное переползание и неконсервативное скольжение дислокаций.

Оптимальный размер зерна может быть получен при высокотемпературной рекристаллизации, температурный интервал протекания которой зависит от многих факторов. Для тантала он составляет 1050-1500 С. Необходимые же параметры тонкой структуры могут быть созданы за счет так называемой

"вакансионной закалки" - фиксирование при пониженных температурах определенной избыточной высокотемпературной концентрации вакансий, которые при последующей холодной пластической деформации значительно облегчают перезаполнение и неконсервативное скольжение дислокаций и, сле1548260

35 довательно, снижают прочностные характеристики изделия и сопротивление металла холодной пластической деформации.

Высокотемпературный нагрев и выдержка (например, 1300 С и 30 мин для,тантала) необходимы для формирования действительного зерна требуемого размера. Последующее охлаждение на первой стадии со скоростью 0 051 С/с до 1100-1200 С необходимы для снижения уровня остаточных напряжений в эакаливаемом изделии. 21аксимальное фиксируемое закалкой пересыщение металла высокотемпературными вакансиями происходит в температурном интервале 1100-1200 С и при дальнейшем повышении температуры концентрации вакансий не изменяется . Поэто- 20 му охлаждение на первой стадии до температур ниже 1100 С приводит к снижению избыточной концентрации ва1 кансий и к повышению сопротивления металла пластической деформации. 25

Окончание первой стадии охлаждения о при температуры выше 1200 С не приводит к качественному изменению субструктуры, однако при последующей закалке повышаются остаточные напряжения в изделии..

Охлаждение на первой стадии со скоростью более 1 С/с также приводит к нежелательному росту остаточных напряжений, а со скоростью менее

0,05 С/с не оказывает влияния на свойства и напряжения, но при этом удлиняется процесс изготовления трубной заготовки.

Если охлаждение на второй стадии 40 производят со скоростью менее 50 С/с, то в процессе самого охлаждения происходит черезмерная аннигиляция (отжиг) вакансий, теряется эффективность

"вакансионной закалки" — повышаются

45 прочностные свойства и сопротивление металла холодной пластической деформации. Охлаждение со скоростью более 80 С/с не оказывает заметного о влияния на свойства и, кроме того, 50 такие скорости охлаждения трудно реализуемы для массивных заготовок.

Отогрев заготовок от -196 С до (-50)-(-30) С необходим для перевода материала из хрупкого в вязкое

55 состояние и для уменьшения сопротивления пластической деформации.

Если деформацию производить при темо пературе ниже -50 С, то из-за эначительного сопротивления металла пластической деформации образуются трещи,ы или происходит поломка рабочего инструмента. Если металл деформируют выше -30 С, то за счет резо кого повышения температуры в очаге деформации (которое может достигать, например, при прошивке заготовки из тантала 200-300 C), происходит окисление поверхности заготовки из тугоплавкого металла, что приводит к потере металла.

Пример. Из танталовых кругов диаметром 52 мм методом холодной прошивки изготавливают партию трубных заготовок с толщиной стенки 20,5 мм.

Круги подвергают рекристаллизационному отжигу в безокислительной атмосфере при 1300 С в течение 30 мин, после чего производят подстуживание со скоростью 0,04-1,2 С/с до 10501250 С и далее охлаждают со скоростью

45-85 С/с (для чего используют различные охлаждающие среды от воды до жидкого натрия) до температуры охлаждающей среды с последукщим немедленным переносом круга в жидкий азот.

Круги с температурой -196 С устанавливают в гидравлическую прессовую установку и по достижении металлом температуры (-50)-(-20)ОС подвергают прошивке осевого отверстия.

В. части изготавливаемых заготовок исследуют уровень остаточных напряжений и нарушения сплошности металла, а также механические свойства при испытании на растяжение. В процессе прошивки измеряют усилия холодной деформации, а на готовых трубных заготовках исследуют качество поверхности.

Результаты. исследований и испытаний представлены в таблице °

Предлагаемый способ позволяет снизить на 25-307..предел текучести материала и на ЗОЖ усилия холодной деформации, что дает возможность изготовить заготовки из тугоплавких металлов по безотходной технологии.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий, преимущественно трубных заготовок из та нтала, включающий нагрев, выдержку, охлаждение до -196 С и деформацию, отличающийся тем, что, с

548260 6

1 C/с, далее со скоростью 50-80 С/с, а перед деформацией производят нагрев заготовки до (-50) -(-30) С. цел ью с ниже ни я с опр отивле ни я пла с тической деформации, охлаждение ведут до 1200-1100 С со скоростью 0,05-!

С кор ос т ь охлаждения, С/с, на стадии

ТемпеТемпе- ОстаСпособ точные ратура конца

1 станапряжения, ИПа дии охлаждения, С о

160

480 340*

1100 -50 150 365 235

1150 -40 155 340 220

1200 -30 !80 330 216

0,05 50

05 70 l,0 80

* Поломка инструмента °

Составитель О. Сидорова

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Редактор И. Дербак

Заказ 116 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинаТ "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Известный 50

Предлагаемый

2

3 ратура начала деформирова о ния, С

Предел силия текучес холодти, MIla ной деформации, т