Способ изготовления проволоки малого диаметра из дисперсионно-твердеющих жаропрочных никель-хромовых сплавов

 

Изобретение может найти применение в производстве проволоки из высоколегированных жаропрочных дисперсионно-трердеющих сплавов на никель-хромовой основе, используемой для изготовления деталей типа пружин, упругих подвесов сложной конструкции и т.д. Сущность способа состоит в следующем: проводится волочение сплава в несколько переходоб - на первом со степенями обжатия 25-30%, на втором 35-40% и на последующих 50-70% Между переходами проводятся промежуточные обжиги при 450-1200°С с получением на проволоке слоя окиси хрома не более 10 мкм. Обжиги проводят путем электромонтажного нагрева с наложением растягивающих продольных напряжений. 2 з.п, ф-лы, 2 табл. СО

1 747534 A1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 22 F 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4841891/02 (22) 25,06,90 (46) 15.07,92, Бюл. ¹ 26 (71) Институт металлофизики АН УССР (72) В .И. Латышева, С.П. Ошкадеров. В.А. Рафаловский, Л.Ф, Фурсенко, Н.Ф. Черненко. и А,В. Бильченко (53) 621,785,79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 247987, кл. С 21 0 9/52, 1968. Авторское свидетельство СССР

N 370251, кл. С 21 D 9/52, 1973. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ МАЛОГО ДИАМЕТРА ИЗ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ

ДИ СП Е Р СИОН Н О-ТВЕРДЕЮЩИХ СПЛАВОВ hA ОСНОВЕ НИКЕЛЯ

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проволоки из высоколегированных жаропрочных дисперсионно-твердеющих сплавов на.никель-хромовой основе, используемой для изготовления деталей типа пружин, упругих подвесов сложной конфигурации и т,д.

Известен способ изготовления пружинной проволоки из дисперсионно-твердеющих сплавов, включающий подготовку поверхности к волочению, волочение и термообработку, где с целью предотвращения трещинообразования проволоку перед термической обработкой подвергают обкатке.

Известен способ закалки проволоки из дисперсионно-твердеющих сталей и сплавов, где с целью предотвращения трещинообразования за счет процесса дисперсионного твердения нагрев под закалку (57) Изобретение может найти применение в производстве проволоки из высоколегированных жаропрочных дисперсионно-твердеющих сплавов на никель-хромовой основе, используемой для изготовления деталей типа пружин, упругих подвесов сложной конструкции и т.д, Сущность способа состоит в следу1ощем: проводится волочение сплава в несколько переходов — на первом со степенями обжатия 25 — 30%, на втором 35 — 40% и на последующих 50-70%.

Между переходами проводятся промежуточные обжиги при 450 — 1200 С с получением на проволоке слоя окиси хрома не более

10 мкм. Обжиги проводят путем электромонтажного нагрева с наложением растягивающих продольных напряжений. 2 з.п, ф-лы, 2 табл. производится со скоростью, предотвращающей протекание процесса дисперсионного твердения, причем проволоку из сплавов

ЭП533 и ЭП356 нагревают со скоростью не менее 500 С/мин до 1050-1150 С, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ производства проволоки из дисперсионно-твердеющих сплавов, включан)щий подготовку поверхности, волочение, шлифование и термическую обработку, Этим способом можно получить проволоку малых диаметров, Однако он имеет ряд существенных недостатков.

Проволока, полученная этим способом, обладает низким качеством из-за того, что сама сперация шли )>овки приводит к поверхностному наклепу изделия, при этом в ма1747534

3 териале возникают достаточно большие остаточные напряжения, Например, для жаропрочного сплава ЭИ437Б они составляют 50—

80 кгс/мм, что существенно ухудшает пластические характеристики материала, а в некоторых случаях может привести и к появлению на поверхности мелких трещин.

Кроме того, шлифовка не воздействует на остаточные напряжения, возникающие в материале за счет дисперсионного твердения при термообработке проволоки, кото. рые самостоятельно приводят к появлению трещин на поверхности.

10 локи при отжиге тончайший подслой из окиси хрома.

В предлагаемом способе в отличие от прототипа, где предлагались меры по устранению одного вида остаточных напряжений, предлагается комплекс мер не только по одновременному снижению уровня внутренних напряжений обоих видов, что предотвращает трещинообразование, но и предложен оптимальный вариант процесса передела сплавов, разработанный на основании проведенных экспериментальных-исследо ваний, Пример, Предлагаемым способом была изготовлена проволока ф1,6 мм из

Недостатком этого способа является также и то, что в результате производства проволоки теряется в виде отходов большое количество дорогостоящего и дефицитного высоконикелевого сплава, Для того, чтобы получить проволоку диаметром, например, 1 мм из катанки заводской поставки (ф14,0 мм) необходимо многократно на всех промежуточных размерах повторить операцию шлифовки наряду с операциями термообработки, подготовки поверхности к волочению и волочения. При этом; даже при полном отсутствии брака по трещинам потери в весс заготовки составят не менее 807О.

К недостаткам этого способа относится также и большая продолжительность процесса за счет введения дополнительной операции шлифовки на всех промежуточных размерах, не говоря уже о трудностях шлифовки наклепанного материала и высокой стоимо:ти этой операции (электроэнергия, станочный парк, вспомогательные материалы, человеческие ресурсы и т.д,).

Цель изобретения -улучшение качества проволоки за счет предотвращения трещинообразования, увеличения прочностных свойств и повышение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем волочение в несколько переходов с подготовкой поверхности перед каждым переходом и промежуточными термообработками, термообработку проводят путем отжлга при

1150-1200 C = получением н", поверхности слоя окиси хрома:«e более 10 мкм, в процессе отжига осуществляют наложение продольных растягивжющих напряжений, не превышающлх предел про-.орциональности, причем первый переход аолочения ведут с суммарными обжатиями 25-3ОЯ,, в-Topoi 35 — 40% а последующие 50-70%

П р и 3 TO. 4 OT® l4 l проводят rl gT P M K O H TB Kт гого электронагрева, а смазку наносят на сформировавшийся на поверх, "-.сти прово20 жаропрочного сплава марки ЭИ 828-ВД, имеющего следующий состав, %: С 0,07; Si

0,4; Мп 0,4; Сг 9,0 — 10,0; Al 4,1 — 4,6; VV 4,5 — 5,5;

Мо 8,0 — 10; В 0,01; Се 0,01; никель осталь- . ное, I

Для сравнения проволока из этого сплава ф1,6 мм была изготовлена по известному способу, Использовалась катанка поставки завода "Электросталь" ф14,0 мм; длиной

25 1,65 м; массой 2,16 кг.

Схема изготовления проволоки ф1,6 мм по известному способу: 14,0 Ш 13,8(T, П, В) -

20 о 12 7Ш 125ю / .11 2Ш11 0 &98Ш9,62 0

-" 8,5Ш83 -74Ш7,2 о 6,6Ш6,4 о

30 5,7 Ш 5 5 - 4 9 Ш 4 7 2 0о 4 2 Ш 4 0 2 0 — 356 Ш 336 3,18 Ш 29820/ 2,66 LU 2,4620 /

20% 20%

2,2 LU2,,0 1,8 LU1,,6 (где LLI — шлифовка, Т вЂ” термообработка, П вЂ” подготовка поверхности к волочению, суммарное обжатие

35 в пределах одного цикла указана цифрой над стрелкой, операции Т, П, В повторяются после каждого цикла), Схема изготовления проволокиф1,6 мм по предлагаемому способу; 14,0 (П В) — Ь

40 0 11 7(Т/H ll, B)40% 9 0 0% 6 4 1 4 560% . . 2,85 - .1,6 (где Т/Н вЂ” термообработка с наложением продольных растягивающих напряжений с образованием подслоя из окиси хрома, операции Т/Н, П, В повторя45 ются после каждого цикла), Величина груза Р в зависимости от диаметра проволоки при продольном растягивающем напряжении 50 МПа приведена в табл. 1.

50 Для проволоки из сплава ЭИ 828-ВД экспериментально определен предел пропорциональности стандартным методом испытания на разрыв при 1150 С с записью термограммы растяжения. Он составляет

55 100 МПа, На практике величина продольных растягивающих растяжений составляла 4070 МПа.

Примеры на граничные значения для предлагаемого способа представлены в. табл. 2, Там же приведены данные по выхо1747534

Таблица 1

1 1,7 9,0

2,85

1,6

6,4

D,мм

510 320

155

P,êã

Та блиц а2

При нер

Способ

Свойства

Паранетры процесса передела

Оценка зффективности

Стендик волоиения

Слой окиси хрома

Ллина готовой проволо" ки, и

Температура отмига, С

Число скручиваний, Предел

npou"

VI ности, бв, ППа

Число г ибо в, и

Потери в массе в процессе передела, Зат ра та времени на1 кг готовой продух ции, и йасса готовой проволоки> кг

1 II III IV

30 22

1 Предлагаеный

5 30 40 50 50 60 70 1450

1,98

8,0

1150

115 1

5,0

8,0

8,0

115,1

115,1

50 60 70 1350 30 22

50 50 60+ 1250 26 18

VII

nро" ход

8 30 40 50

10 25 35 50

1,98

1,98

1200

5,0

6,0

20 20 25 25 30 30 1100

+ еще несколько проходов

8озмомно появление тренин и потери в массе из-за брака

Не поддаетс» волоченйю, так как

14 переходов с сумнэр- 1190 ныни обматияни 202

12,0

50 0

1,0

18 12 60

4 Опытный

1220

5

6 Известный

1200 не разупрочняется

18 15 . 37,3

0,56

75,0

29,0

Составитель Е.Носырева

Редактор Н,Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор T.Палий

Заказ 2475 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ду готовой продукции и затратам рабочего времени из расчета использования в процессе передела одинаковых исходных заготовок.

Формула изобретения

1. Способ изготовления проволоки малого диаметра из дисперсионно-твердеющих жаропрочных никель-хромовых сплавов, включающий волочение в несколько проходов с подготовкой, поверхности перед каждым проходом и промежуточными термообработками, -отличающийся тем, что, с целью улучшения качества проволоки за счет предотвращения трещинообразования, увеличения прочностных свойств и повышения производительности процесса, термообработку проводят путем обжига при

1150 — 1200 С с получением на поверхности проволоки слоя окиси хрома не более

10 мкм, в процессе отжига осуществля5 ют наложение продольных растягивающих напряжений, не превышающих предел пропорциональности, причем первый переход волочения ведут с суммарными обжатиями

25-30%, второй; 25-40%, а последующие—

10 50 — 70%.

2, Способ по и. 1, отл ича ю щи и с я тем, что отжиг проводят путем контактного электронагрева, 3;Способ по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю щи й15 с я тем, что подготовку поверхности проводят путем нанесения смазки.