Способ плакирования алюминия и его сплавов коррозионно- стойкой сталью аустенитного класса

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производств;© лент, листов и плит из алюминия и его сплавов, плакированных коррозионно-стойкой сталью аустенитного класса. Существо способа состоит в очистке контактирующих поверхностей, термообработке стального слоя, раздельном нагреве слоев и совместной горячей прокатке, причем , стальной слой предварительно термообрабатывают при температуре закалки в защитной среде водорода, нагрев стального слоя перед прокаткой осуществляют до 300-370°С со скоростью 30-120°С/с, совместную прокатку ведут при температуре стального слоя 250-320°С и. температуре алюминиевого слоя 300-400°С с последующим термодиффузионным отжигом биметалла при 200-350°С с выдержкой 0,5-1,5 часа. Способ позволяет повысить прочность соединения слоев за счет улучшения структуры стали, морфологии ее поверхности и создания наиболее благоприятных условий соединения ее с алюминием и ёгО сплавами, 1 табл. СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПЯТЕНТ CCCP)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4885098/27 (22) 10.09.90 (46) 30,01.93. Бюл. М 4 (71) Московский вечерний металлургический институт, Совместное предприятие

"ИНТЕРВИЛС" (72) Н.Д. Лукашкин, А.П. Борисов, А.И. Эрлих, Г.Н. Родькин, В.М. Ловцов и С.В, Студеникин (56) 1. Патент США. М 3295197, кл. В 23 К 20/04, 1967. (54) СПОСОБ ПЛАКЙРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ СТАЛЬЮ АУСТЕНИТНОГО

КЛАССА (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве лент, лйстов и плит из алюминия и его сплавов, плакированных коррозионно-стойкой сталью аустенитного

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть исйользова. но при производстве лент, листов и плит из алюминия и его сплавов, плакированных .Коррозиойно-стойкой сталью аустенитного класса.

Наиболее близким по техничеСкой сущности к заявленному способу является способ получения биметаллических листов . алюминий-сталь, включающий длительную стациойарную термообработку стальной . ленты при температуре 375...560 и последующее совместное деформирование при температуре горячей обработки алюминия (1).Недостатком способа является низкая . прочность соединения слоев.

Целью изобретения является повышение качества за счет увеличения прочности соединения слоев.

„„ Ц„„1791087 А1 (я)5 В 23 К 20/04

2 класса. Существо способа состоит в очистке контактирующих поверхностей; термообработке стального слоя, раздельном нагреве слоев и совместной горячей прокатке, причем, стальной слой предварительно термообрабатывают при температуре закалки в защитной среде водорода, нагрев стального слоя перед прокаткой осуществляют до

300-370 С со скоростью 30 — 120 С/с, совместную прокатку ведут при температуре стального слоя 250 — 320 С и температуре алюминиевого слоя 300-400 С с последующим термодиффузионным отжигом биметалла при 200 — 350 С с выдержкой 0,5 —.1,5 часа. Способ позволяет повысить прочность соединения слоев за счет улучшения структуры стали, морфологии ее поверхности и создания наиболее благоприятных условий соединения ее с алюминием и его сплавами, 1 табл.

Способ включает очистку контактирующих поверхностей, термообработки стального Слоя, раздельный нагрев слоев и совместную горячуй йро1<атку, причем стальной слой предварительно термообрабатывают при температуре закалки в защитной среде водорода, нагрев стального слоя перед прокаткой осуществляют до 300370 С со скоростью 30 — 120ОC/c, совместную прокатку ведут при теМпературе стального слоя 250-320 С и температуре алюминиевого слоя 300-400 С с последующим термодиффузионным отжигом биметалла при 200-350 С с выдержкой 0,5-1,5 ч, Способ позволяет повысить прочность соединения слоев за счет улучшения структуры стали, морфологии ее поверхности и создания наиболее благоприятных условий соединения ее с алюминием и его сплавами."" "

1791087

Способ осуществляется следующим образом: .

- осуществляют очистку контактных поверхностей;

- осуществляют термообработку сталь- 5 ного слоя в среде водорода при температуре закалки;

- осуществляют нагрев стального слоя перед прокаткой индукционным способом до 300...370. С со скоростью 30-120 С/с; 10

- осуществляют .совместную прокйтку при температуре стального слоя 250-320 С и слоя из алюминия 300...400 С;

- осуществляют термообработку биметалла при 200...350 С с выдержкой в тече- 15 ние 0,5...1;5 ч.

В таблице представлены результаты испытаний экспериментов по способу-прототипу и заявленному, 20

Термообработка стали в среде водорода обеспечивает необходимую структуру и свойства поверхностного слоя стали.

При нагреве стали перед прокаткой до температуры ниже 300 С происходит месгное отслоение стального слоя вследствие 25 наличия хрупких интерметаллидных включений из-за водорода.

При нагреве стали выше 370 С происхо- дит интенсивное окисление с образованием на поверхности окислов, не обеспечива ощее прочного соединения с алюминием.

При скорости нагрева стали ниже

30 С/с происходит образование устойчивой окисной пленки; резко снижающей прочность соединения слоев

При скорости нагрева стали выше

120 С/с происходит короблейие поверхности вследствие действия термических напряжений.

При совместной прокатке слоев при температуре стали ниже 250 С происходит замедление термодиффузионных процессов, снижающее прочность: соединения слоев.

При совместной прокатке слоев при температуре стали выше 320 С происходит образование устойчивой окйсной пленки, резко сйижающей прочность соединения слоев.При совместной прокатке при температуре алюминия ниже 300 С происходит замедленйе термодиффузионных процессов, снижающее прочность соединения слоев.:

При совместной прокатке при температуре алюминия выше 400ОС происходит интенсивное налипанив алюминия. на валки, что также снижает прочность соединения слоев.

При термодиффузионном отжиге биметалла при температуре ниже 200 С не про30

55 исходит релаксации напряжений и прочность соединения слоев снижается.

При термодиффузионном отжиге биметалла при температуре выше 350ОС происходит охрупчивание эоны контакта и развитие термических напряжений, что приводит к снижению прочности соединения слоев.

При термодиффузионном отжиге биметалла с выдержкой менее 0,5 ч релаксация напряжений Частйчна и увеличения прочности соедйнения слоев не происходит.

При термодиффузионном отжиге биметалла с выдержкой более l,5 ч увеличения прочности соединения слоев не происходит, однако приводит к росту зерна в алюминиевой основе и, как результат этого, к появлению на поверхности алюминия шероховатости.

Таким образом, из таблицы результатов экспериментов видно, что заявленный способ позволяет повысить прочность соединенйя слоев за счет улучшения структуры стали, морфологии ее поверхности и создания наиболее благоприятных условий образования соедйнения с алюминием.

Пример использования способа-прототипа.

Для получения композиции алюминийнержавеющая сталь (А6-12Х18Н10Т) размерами 3,5 х 1 49 х с толщиной стальной плакировки 0,25-0,27 мм использовали:

- ленту иэ алюминия марки А6 размерами 6,5 х 349 х l.

Перед прокаткой контактирующие поверхности алюминиевой и стальной ленты обеэжиривали фреоном, стальную ленту нагревали до 467 С, совместную прокатку алюминия и стали проводили при температуре 467 С в один проход с обжатием 40, последующая прокатка производилась в холодном состоянии с обжатием l0%. Отжиг прокатанной биметаллической ленты производили при 260ОC с выдержкой 1 ч.

Результаты испытания полученных образцов приведены в таблице.

Пример реализации предлагаемого способа..

Предложенным способом была получена биметаллическая лента алюминий-нержавеющая сталь(А6-12Х18Н10Т) размером

4 х349 х 1 с толщиной стального слоя 0,250,3 мм.

Для проведения экспериментов испольэовали:

- ленту"из алюминия марки А6 размером

6,5 х-349 х l; ленту из нержавеющей стали

12Х18Н10Т в состоянии после светлого отжига в среде водорода размером 0.3х333 х), 1791087 тенитного класса, включающий очистку контактных поверхностей слоев, термообработку стального слоя, нагрев слоев и совместную горячую прокатку, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, с целью повышения качества за счет увеличения прочности соединения слоев, термообработку стального слоя осуществляют с защитной среде водорода при температуре закалки, нагрев

10 стального слоя осуществляют до 300 370ОС со скоростью 30 — 120 С/с, а совместную прокатку проводят при температуре стального слоя 250-320 Ñ и при температуре алюминиевого слоя 300 — 400 С с последую15 щим термодиффузионным отжигом при

200 — 350 С с выдержкой 0,5 — 1,5 ч.

Перед прокаткой проводили очистку контактирующих поверхностей слоев.

Осуществляли нагрев стального слоя до

250 — 420 С со скоростью 20 — 130 С/с, а совместную прокатку алюминия и стали проводили при температуре стали 230-340 С и температуре алюминия 260 440 С с последующим термодиффузионным отжигом биметалла при 170 — 380 С с выдержкой

0,3 — 2 ч. Прокатку осуществляли в один проход с обжатием 41 . Результаты экспериментов приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ плакирования алюминия и его сплавов коррозионно-стойкой сталью аусРезультаты зкспериментов

Прочность соединения слоев биметалла„ кгс/см

Температура стального слоя при деформации ОС

Скорость нагрева стального слоя, С/с

Температура отжига биметалла, ОС

Температура алюминиевого слоя при деформаии, ОС

Время отжига биметалла, ч

Температура нагрева стального слоя, С

270

467,20

280

467,20

350

467, 250 :

350

1,0

Н

I °

Н

° 1

280

270

1,0

350

° I

П

И

° 1

280

1,0

350

270

° t

П

П

270

1,0

350

350

Н

П

Н

280

270

1,0

1,0

350

И

Н

И

350

280

350

0,3

0,5

1,5

2,0

Н

° 1

И

° I

° I

Заказ 116 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Н. Лукашкин

Редактор Т, Орловская Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

24

32

27

24

26

24

4

28

26

4,0

4

18

27