Способ получения заготовки для горячей прокатки биметаллического листа
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве заготовок для горячей прокатки биметаллического листа. Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления и повышение качества биметаллического листа путем увеличения прочности соединения. Соединяемые слои подвергают очистке контактирующих поверхностей, сборке и обжиму пакета с последующей обваркой. Плакирующую поверхность металла с меньшим коэффициентом температурного расширения изготавливают вогнутой с радиусом R<SB POS="POST">1</SB>≥1/2[L<SP POS="POST">2</SP>(TH+δН)/4δН<SP POS="POST">2</SP>+H<SP POS="POST">2</SP>δ/TH+δН], где L - длина заготовки T - толщина пластины второго металла H - толщина листа после прокатки δ - допустимая разнотолщинность плакирующего слоя H - толщина края пакета. Пластину второго металла выполняют изогнутой с радиусом R<SB POS="POST">2</SB>=(0,7-0,95)R<SB POS="POST">1</SB>. Способ позволяет получить более высокое качество листа за счет увеличения прочности соединения слоев на 30%. За счет отказа от использования рамки и крышки, идущих в обрезы после прокатки, и за счет уменьшения непроваров, часть из которых также идет в обрезы, уменьшается количество отходов.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
®)5 В 23 К 20 04 У (h+g Ц) Н2
43 Н2 t h+3 H
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4365297/31-27 (22) 14. 01. 88 (46) 23.03.90.» Бюл. И- 11 (7 1) Ленинградский политехнический институт им. M.È.Êàëèíèíà (72) IO.В.Красковский, А.A.Александров, В.А.Лунев, О. Г.Соколов и А.В. Герасимов (53) 621. 771. 1 (088. 8) (56) Заявка Японии Р 58-61986, кл. В 23 К 20/00, 1983.. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ
ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО
ЛИСТА (5?) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве заготовок для горячей прокатки биметаллического листа. Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления и повышение качества биметаллического листа путем увеличеИзобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве заготовок для горячей прокатки биметаллического листа.
Целью является снижение трудоемкости изготовления и повышение качества биметаллического листа путем увеличения прочности соединения.
Способ осуществляют следующим образом.
Перед сборкой плиты основного и плакирующего металлов подвергают предварительной очистке контактирующих поверхностей, Плакируемой поверхности металла с меньшим коэффициентом темпеЯ0 .ЯшЯ7 А1
2 ния прочности соединения. Соединяемые слои подвергают очистке контактирующих поверхностей, сборке и обжиму пакета с последующей обваркой. Плакирующую поверхность металла с меньшим коэффициентом температурного расширения изготавливают вогнутой с радиусом
R< 1/2(?.2 (th+$H)/4SH +H 3 /(th+8H)), где L — длина заготовки; t - толщина пластины второго металла; h — толщина листа после прокатки; 0 — допустимая разнотолщинность плакирующего слоя; Н вЂ” толщина края пакета. Пластиру второго металла выполняют изогнутой с радиусом R<=(0,7-0,95)R<
Способ позволяет получить более высокое качество листа за счет увеличения 9 прочности соединения слоев на ЗОУ..
3а счет отказа от использования рамки и крышки, идущих в обрезы после про- С катки, и за счет уменьшения непроваров, часть из которых также идет в об- ф резы, уменьшается количество отходов. ратурного расширения одним из известньи способов придается вогнутость с радиусом К, а пластина второго металла изготавливается изогнутой с радиусом R где где L — длина заготовки; толщина пластины второго металла;
h — - толщина листа после прокатки;
3 — допускаемая разнотолщинность плакирующего слоя;
1551497
Н вЂ” толщина края пакета;
R<=(0,7-0,98)Rq, атем собирают пакет, обращая выпукую сторону плакирующей пластины к 11лакируемой поверхности, обжимают на прессе с усилием, обеспечивающим со прикосновение металлов по всей поверх Ности. При обжиме пакета осуществля}вт обварку по торцовому контуру, при- 10 аривая плакирующий металл к основе, При обжиме пакета пластина второго еталла упруго разгибается и вытеснят воздух из зоны контакта соединяе
ых металлов, что позволяет избежать 15 акуумирования пакета. Выполнение вонутой плакируемой поверхности и зогнутого плакирующего слоя приводит тому, что при нагреве пакета возниающие температурные сжимающие напря- 20 ения, действующие на плакирующий меалл, дополнительно прижимают ее к акируемому металлу, что улучшает оединение металлов.
Формула для R выведена аналити1 ески исходя из следующих соображений., Радиус вогнутости поверхности меалла с меньшим коэффициентом темпеатурного расширения не может быть
ыбран произвольно, так как вогнуость поверХности приводит к неодинаовой толщине металла (разнотолщин ости слоя). Эта исходная разнотолинность после прокатки сохраняется и риводит к разнотолщинности слоев в г"отовом биметаллическом листе. Величина разнотолщинности регламентирует я, например, для толстых стальных листов. Участки с разнотолщинностью, йревышающей требуемую, отрезаются идут в отходы, В результате прокатки заготовки, выполненной по предлагаемому. способу, йа лист толщиной h кран заготовки с } олщиной Н получат вытяжку 9,„ =Н/h.
Толщина одного слоя на краю готового листа составит Ä =t/ „, (1) а другого слоя на краю
1 Н-t
Н = — —. (2) к
В центре заготовки толщину метал.па Н можно найти из геометрических соотношений
55 (3) Н =Н-t-а ю (")г =(R< а) г
1 2 ю (4) Соответственно после прокатки в центре листов слои получат вытяжку
Нц+йН-а
Ъц — --=
h h (5) и толщина слоев составит н„ =н„/Ф „; (6)
t =t/9g. (7) Таким образом разнотолщинность слоев в готовом листе составит
1 1 I t
3 =tg-t„ =Н„-Нц. .(8)
Подставляя в (8) выражения (1), (5) и (7), получим р i i С 1 1 tha
--t - = — - — =th()0 ц к Яц Q„H-a Н }}(Н-а) Нг
a= — — —.
5H+th
Преобразуем (4)
} г р.г- — =Рг -2R а+а
4 т„г
R =-(=-+а), 2 4а (9) (10) Подставляя (9) в (10), получим
11}.г. (сЬ+ЯН) Н 8 q
2(45 Нг Ь+3 Н)
Р1
3Так как по требованию о 6 о, где — допустимая разнотолщинность, то
1 Ег (th+gH) Нг3 1
В. - — - — — — + — ——
1- 2(Мнг Е}+8Н)
Выполнение В меньшим, чем рассчитанный по формуле, приведет к увеличению разнотолщинности, снижению выхода годного. Радиус R выбирается равным (0,7-0,95)R1 так как именно.при таком соотношении зазор между краем пластины 2 и поверхностью металла имеет оптимальную величину 10 — 40 мм, обеспечивающую надежное вытеснение воздуха, не требующего усиления сварного шва по торцовому контуру для удержания в разогнутом состоянии пластины. Выполнение Г меньшим, чем
0,7К1, приведет к йеобходимости увеличения усилия обжима„ необходимого для распрямления пластины, а также усиления сварного шва. Выполнение R большим, чем 0,95 R нецелесообразно, так как в этом случае прилегание пластины к поверхности металла будет недостаточно плотным, что может при-., вести к попаданию воздуха в зону контакта. Только совокупность указанных отличительных признаков: выполнение плакируемой поверхности металла с
MeHbBIHM кбэффициентом температурного расширения вогнутой с радиусом R > определяемым по формуле, а плистины, S 15514 второго металла изогнутой с радиусом.
К =(0,7-0,95)R, позволит достичь укаэанной цели.
Пример 1. В заводских условиях были собраны по известному способу 4 пакета, в которых основу составляла плоская плита стали 22К размером
300х 1000х1800, а плоская плакирующая пластина размерами 20х970х1620 была изготовлена из стали 08Х18Н10Т. Коэффициент температурного расширения ст.
22К при температуре 1000 С М, =13, 1х о х10 м/град, а стали 08Х18Н10Т М =
= 20,6х10 м/град.
Кованую плиту основного металла очищали стружкой и шлифовкой плакируемой поверхности, .протиркой спиртом. Катанную плоскую пластину плакирующего металла зачищали и протира- Zp ли спиртом, затем собирали пакеты, обжимая массой 40 т и обваривая по торцовому контуру. Пакеты h» 1 и Р 2 были изготовлены с крышками и герметизирующими рамками с введением в ка- 25 честве активного вещества распыленного алюминия, который при нагреве взаимодействовал с кислородом в пакете, предотвращая окисление контактных поверхностей и одновременно предо- 3р храняя от соединения крышку и плакирующий слой. Нагрев производился в о камерной печи до температуры 1200 С.
При прокатке пакет Р 1 разрушился во втором пропуске в результате разруше- н ия сварного шва и раз герметизации
35 пакета. Ультразвуковой контроль листа, прокатанного до толщины 112 мм из пакета Р 2, дал отрицательный результат — поверхность расслоений,составля40 ла =90 . Пакеты Р 3 и Ф 4 были изготовлены с обжимом и обваркой по торцовоиу контуру, нагреты, прокатаны: пакет 9 3 — до толщины .105 мм, пакет
У 4 — до толщины 55 мм. Ультразвуко45 вая дефектоскопия этих листов показала, что годная поверхность листа толщиной 105 мм составляет 80, а листа толщиной 55 мм= 70%. Имеют место расслоения и разрывы плакирующего слоя по краям листов, а также непровары из-за газового пузыря в листе
55 мм в виде полосы, расположенной у края листа. Испытания на прочность сцепления слоев по ГОСТУ показали, что прочность сцепления составляет
210-330 ИПа.
Пример 2. В лабораторных ус, ловиях был испытан предлагаемый спое
97 6 соб получения заготовки. Было изготовлено 4 заготовки, у которых основной слой составляли карточки стали
22К размерами 25х135х170 мм, а плакирующий — карточки стали 08Х18Н10Т размерами 5х123х150 мм, Плакируемую поверхность основного слоя зачищали абразивным кругом, одновременно придавая ей вогнутость с.радиусом 8. =420, рассчитанным по формуле (1) при L=
=150 мм, t=5 мм, h=11 мм,f =0,2 мм, Н=ЗО мм. Затем поверхность очищали спиртом. Плакирующий слой изгибали местным нагревом и на прессе до радиуса изгиба, равного 300 мм, что составляет 0,715 от К, зачищали и протирали спиртом. Заготовки собира-. ли, обжимали в тисках и обваривали по торцовому контуру. Заготовки нагревали до температуры 1200 С и .про-. катывали на стане "дуо-210",с относительными обжатиями =14Х до толщины
11 мм. Исследования сплошности соединения показали, что непровары отсутствуют. Испытания на прочность сцепления слоев по ГОСТУ показали, что прочность составляет 260—
420 NIIa. Формула из обретения
Способ получения заготовки для горячей прокатки биметаллического листа, включающий предварительную очистку соединяемых поверхностей пластин, изготовленных из материала с различными коэффициентами термического расширения, сборку их в пакет, обжим и обварку пакета по торцовому контуру, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изго-.: товления, повышения качества биметаллического листа и уменьшения отходов, плакируемую поверхность пластины, выполненной из материала с меньшим коэффициентом температурного расширения, изготавливают вогнутой с радиу" где L-длина заготовки;
t- толщина пластины второго металла;
h - -толщина листа после прокатки;
3 — допускаемая разнотолщинность плакирующего слоя;
Н - толщина края пакета, 1551497 пластину плакирующего металла выполняют изогнутой с радиусом рующего металла обращают выпуклой стороной к плакируемой поверхности пластины, выполненной из материала с меньшим коэффициентом температурного расширения.
К =(0,7-0,95)К,. а при сборке пакета пластину плакиСоставитель И. Николаева
Редактор Л. Гратилло Техред Л.Олийнык Корректор N. Макснмншинец
Заказ 297 Тираж 636 Подписное
QHHHIIH 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 г
