Способ изготовления биметалла для вкладышей подшипников скольжения

Изобретение может быть использовано при получении биметаллических листов и полос из стали, плакированных оловяннофосфористой бронзой. Собирают пакет из слоев стали и омедненной с двух сторон бронзы. Производят плакирование путем холодной прокатки с обжатием 50-75% и последующую термообработку. Толщину слоев меди в омедненной бронзе определяют из условия обеспечения в готовом биметалле медного подслоя толщиной не более 60-80 мкм. Биметалл изготавливают по технологической схеме и на оборудовании для холодной прокатки биметалла сталь-сплав АО 20-1. Термообработку осуществляют при температуре 610-630°С в среде защитного газа. Способ обеспечивает повышение качества биметалла и расширение технологических возможностей прокатного оборудования. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к получению биметаллических листов и полос из стали, плакированной оловяннофосфористой бронзой, предназначенных для изготовления вкладышей подшипников скольжения.

Известен способ непрерывного получения биметаллической ленты с основой из стали (А.с. SU №1191229, В 23 К 20/04), включающий операции размотки рулонов основы и стыковки ее передних и задних концов, формовку основы, ее нагрев в восстановительной атмосфере, заливку жидкой свинцовистой бронзы и ее кристаллизацию в среде защитных газов, обрезку кромок биметалла, смотку в рулоны, перед формовкой основы подвергают калибровке до установленного размера по толщине, а после кристаллизации расплава производят предварительную механическую обработку бронзового слоя и его дрессировку в окончательный размер с обжатием до 5%.

Однако данным способом получение биметалла сталь+свинцовистая бронза приводит к образованию пористого слоя и не обеспечивает достаточной прочности сцепления слоев, что значительно снижает эксплуатационные характеристики вкладышей подшипников скольжения.

За ближайший аналог принят способ изготовления биметалла для вкладышей подшипников скольжения (А.с. SU №965673, В 23 К 20/04), включающий подготовку поверхностей исходных материалов, сборку пакета, плакирование путем холодной прокатки, промежуточную и окончательную термообработку, пакет собирают из слоев стали и бронзы с одновременным введением между ними промежуточного слоя из меди или однофазной латуни, холодную прокатку ведут с обжатием 50-75%, промежуточный отжиг осуществляют при температуре максимальной растворимости компонентов один в другом, толщину промежуточного слоя выбирают равной 2-5% толщины стального слоя.

Недостатком данного способа является то, что при совместной пластической деформации составляющих биметалла образовавшееся соединение обладает низкой прочностью и легко разрушается при последующей обработке. Недостаточная прочность сцепления слоев объясняется наличием свинца в составе оловянноцинкосвинцовой бронзы, который при плакировании вытесняется на поверхность раздела слоев и препятствует их соединению.

Технический результат - улучшение качества биметалла, повышение производительности труда и расширение технологических возможностей прокатного оборудования.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления биметалла для вкладышей подшипников скольжения, включающем подготовку поверхностей исходных материалов, сборку пакета, плакирование путем холодной прокатки с обжатием 50-75%, термообработку, пакет собирают из слоев стали и омедненной с двух сторон бронзы, толщину слоев меди в омедненной бронзе определяют из условия обеспечения в готовом биметалле медного подслоя толщиной не более 60-80 мкм, биметалл для вкладышей подшипников скольжения изготавливают по технологической схеме и на оборудовании для холодной прокатки биметалла сталь-сплав АО 20-1, термообработку осуществляют при температуре 610-630°С в среде защитного газа.

Способ осуществляют следующим образом.

Для получения биметалла берут стальную основу и плакирующую омедненную бронзу. Предварительно основа и плакирующая бронза были обезжирены и зачищены вращающимися металлическими щетками с одной из сторон, а затем зачищенными поверхностями уложены в пакет для плакирования путем холодной прокатки с обжатием 50-75%. После прокатки полученные биметаллические полосы подвергают термической обработке в туннельной конвейерной печи в среде защитного газа. Затем проводят окончательную холодную прокатку биметаллических полос до необходимой толщины. Далее проводят испытание качества сцепления слоев путем выполнения параллельных поперечных надрезов в слоях с последующим растяжением образца, а по отношению максимальной нагрузки к величине площади сдвига определяют прочность сцепления слоев на срез.

Омедненную с двух сторон бронзу, используемую для плакирования, получают по описанному способу. Зачистку бронзы производят в этом случае с двух сторон, а меди с одной стороны.

Пример 1. Биметалл для вкладышей подшипников скольжения сталь+бронза Бр. ОФ 6,5-0,15 получали способом холодного плакирования.

Для получения биметалла использовали холоднокатаную калиброванную сталь марки 0,8 кп толщиной 6,2 мм, холоднокатаную отожженную омедненную с двух сторон бронзу Бр. ОФ 6,5-0,15 толщиной 2,4 мм.

Исходные материалы подвергали обезжириванию в специальной установке, где холодные полосы проходят через трихлорэтиленовый пар, нагретый до 70°С, который, конденсируясь, стекает вниз, растворяя жировые покрытия на поверхности полос. Обезжиривание в парах трихлорэтилена протекает в течение 4-5 минут. После обезжиривания по истечении не более 1,5-2 часов исходные материалы тщательно зачищали. Зачистка контактной поверхности бронзы осуществлялась двумя вращающимися стальными проволочными щетками, изготовленными из стальной проволоки диаметром 0,3 мм до металлического блеска. Скорость вращения щеток 1000 об/мин. Скорость движения бронзовой полосы 0,12 м/с. Давление щеток на обрабатываемую поверхность при очистке регулируется в пределах 0,5-0,8 МН/м2. Зачистка стальной основы осуществлялась шлифовальной бесконечной лентой 3050×215 ТУ-УЗ.02-0022225-015-95 с зерном 50. Скорость движения стальной полосы 0,16 м/с. Омедненную бронзу и сталь зачищали с одной стороны в один пропуск.

Холодное плакирование осуществляли на двухвалковом стане 05 с диаметром валков 450 мм и длиной бочки 400 мм с обжатием 60-65%. Холоднокатаные полосы биметалла толщиной 3,1-3,2 мм подвергали отжигу в туннельной конвейерной печи в среде защитного газа. Защитный газ - пропанбутановая смесь - подается в рабочее пространство печи из экзотермической газовой установки. Термообработка включала нагрев до температуры 610-630°С и выдержку в течение 4 часов и последующее охлаждение в той же печи в защитной атмосфере до температуры 60°С. Общее время термообработки составило 24 часа.

Окончательную холодную прокатку полос до толщины 3,0 мм выполняли за один проход на двухвалковом стане 05. Использование калиброванной стальной основы для изготовления биметалла позволяет производить окончательную холодную прокатку с обжатием 3-7% и получать биметалл с минимальной разнотолщинностью. Соединение слоев в биметалле прочное.

Механические свойства готового биметалла: предел прочности σв=360 МПа; относительное удлинение δ=28-30%; твердость HRB - 70 для стального слоя; HRB - 85 для антифрикционного слоя.

Пример 2. Омедненную бронзу медь+бронза+медь для плакировки получали способом холодного плакирования. В качестве исходных материалов использовали холоднокатаную отожженную медь марки М 1 ГОСТ 495 - 77 толщиной 1 мм и холоднокатаную отожженную бронзу марки Бр. ОФ 6,5 - 0,15 толщиной 6,0 мм.

Исходные материалы подвергали обезжириванию, тщательной зачистке металлическими щетками: основной слой бронзы с двух сторон, а слои меди с одной стороны. Обезжиривание и зачистку проводили по примеру 1.

Холодное омеднение бронзы осуществляли на двухвалковом стане 05 с обжатием 65-70%. Холоднокатаные полосы толщиной 2,6-2,8 мм подвергали по режиму соответствующему примеру 1. Окончательную холодную прокатку омедненных бронзовых полос до толщины 2,4 мм выполняли за один проход с обжатием 7-15% на двухвалковом стане 05.

Таким образом, разработанный способ получения биметалла для вкладышей подшипников скольжения можно осуществить по технологической схеме и на действующем оборудовании по производству антифрикционного биметалла сталь - сплав АО 20-1 с незначительным усовершенствованием оборудования.

Проведение плакирования стали с использованием двухсторонней омедненной бронзы исключает изгиб биметаллических полос и обеспечивает равномерное соединение слоев при удовлетворительной прочности сцепления. Применение же при плакировании односторонней омедненной бронзы приводит при прокатке к изгибу биметаллических полос. Кривизна биметаллических полос вызывает не только необходимость правки полос на роликовых правильных машинах, но и снижает прочность сцепления слоев.

Проведение термообработки биметалла при температуре 610-630°С и в среде защитного газа связано не только с предупреждением окисления и снятием механических напряжений, но и с увеличением прочности сцепления слоев биметалла в 1,5-2 раза. Кроме того, исключение окончательной термообработки повышает производительность и снижает себестоимость продукции.

Предлагаемый способ холодной прокатки позволяет значительно расширить сортамент антифрикционного биметалла для вкладышей подшипников скольжения высокого качества, повысить загрузку существующего прокатного оборудования при массовом производстве биметалла. Изготовленные из данного сталебронзового биметалла детали узлов трения тяжелонагруженных дизельных двигателей успешно прошли испытания и показали высокие эксплуатационные свойства.

1. Способ изготовления биметалла для вкладышей подшипников скольжения, включающий подготовку поверхностей исходных материалов, сборку пакета, плакирование путем холодной прокатки с обжатием 50-75%, термообработку, отличающийся тем, что пакет собирают из слоев стали и омедненной с двух сторон бронзы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщину слоев меди в омедненной бронзе определяют из условия обеспечения в готовом биметалле медного подслоя толщиной не более 60-80 мкм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что биметалл для вкладышей подшипников скольжения изготавливают по технологической схеме и на оборудовании для холодной прокатки биметалла сталь-сплав АО 20-1.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку осуществляют при температуре 610-630°С в среде защитного газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу изготовления биметаллических изделий различного назначения, преимущественно цилиндрических биметаллических изделий с коррозионно-стойкой поверхностью.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкции и способу изготовления стальных пакетов под горячую прокатку биметаллических листов, например стальных нержавеющих листов.
Изобретение относится к металлургии и машиностроению, может быть использовано для изготовления металлических материалов (листов, полос и лент) из алюминия с плакировкой другими металлами и сплавами: медью, титаном, корозионно-стойкой сталью, цинком, силумином и др.

Изобретение относится к обработке металла давлением, в частности к конструкциям клетей прокатных станов, используемых для сварки давлением при производстве биметаллической проволоки.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении плакированного стального сортового проката для армирования бетона, который состоит из основного слоя из стали, содержащей группу легирующих элементов, включающую кремний и алюминий, поверхностного слоя из нержавеющей стали, содержащей группу легирующих элементов, включающую хром и никель, и диффузионного слоя между ними.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения биметаллических композиций, например для изготовления жетонов или монет.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении оборудования нефтяного и химического машиностроения, а также в других отраслях, где необходимо применение коррозионно-стойких элементов конструкций и аппаратов.

Изобретение относится к метизной промышленности и может быть использовано при производстве слоистых труб, прутков проволоки и профильных изделий с преимущественно стальной основой.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству двухслойных листов, состоящих из основного слоя из углеродистой, низколегированной или легированной стали и наплавленного слоя из коррозионно-стойкой стали, предназначенных для изготовления оборудования нефтеперерабатывающей, химической промышленности, а также других отраслей, где необходимо сочетание коррозионной стойкости с высокими механическими свойствами
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления листов из алюминия и низкопрочных алюминиевых сплавов (АМЦ) с утолщенной плакировкой из высокопрочных алюминиевых сплавов (доэвтектического и эвтектического силумина, сплава АМг 6, В95 и др.) прокаткой пакетированных слитков
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления плоских биметаллических заготовок широкого размерного сортамента по толщине и соотношению толщин слоев

Изобретение относится к производству многослойных плакированных металлических листов горячей прокаткой несимметричных пакетов и может быть использовано в металлургии, энергомашиностроении, нефтехимическом машиностроении, судостроении

Изобретение относится к технологии изготовления слоистых материалов методом пластической деформации и может найти применение в прокатном производстве
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения заготовки из металлов и сплавов с тонкой слоистой плакировкой на основе алюминия с легкоплавким односторонним металлическим покрытием, применяемым в качестве связующего слоя при последующем соединении металлов и сплавов с алюминием и его сплавами при горячей обработке давлением

Изобретение относится к области производства высокопрочных многослойных металлических труб с прослойками из легкоплавких металлов

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению прокаткой плакированных листов и лент из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве биметаллических полос для электротехнической и электроламповой промышленности, а также в автомобилестроении

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к получению биметаллических листов и полос из стали, плакированной оловяннофосфористой бронзой, предназначенных для изготовления вкладышей подшипников скольжения

Наверх