Способ получения слоистых плит из алюминиевых сплавов



Способ получения слоистых плит из алюминиевых сплавов
Способ получения слоистых плит из алюминиевых сплавов
Способ получения слоистых плит из алюминиевых сплавов
Способ получения слоистых плит из алюминиевых сплавов
Способ получения слоистых плит из алюминиевых сплавов
B23K103/10 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2283211:

Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского ("МАТИ") (RU)

Изобретение может быть использовано в прокатном производстве при получении слоистых крупногабаритных плит значительных толщин методом пластической деформации. При сборке пакета на внешние поверхности заготовок и между ними размещают плакирующие планшеты из сплава алюминия. Прокатку проводят вначале с отношением длины дуги захвата (L) к текущей толщине раската (Н) в пределах 0,1÷0,3 путем задания единичных относительных обжатий (ε) за проход в пределах 1,0÷3,0%. На втором этапе прокатку проводят с увеличенным отношением L/H от 0,3 до 2,5 путем задания ε в пределах от 3,0 до 25%. Предлагаемое изобретение позволяет предотвратить раскрытие пакетов при прокатке, получить качественное соединение слоев и обеспечить высокую эксплуатационную надежность слоистых плит. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии изготовления слоистых материалов методом пластической деформации и может найти применение в прокатном производстве.

Известен способ получения многослойного проката, включающий операции предварительной зачистки контактирующих заготовок, обварки соединяемых элементов по всему периметру, предварительной пластической деформации и рекристаллизационного отжига заготовок и последующую прокатку до требуемой толщины [1].

Однако в известном способе применение предварительной пластической деформации хотя и улучшает условия схватывания слоев, но не предотвращает раскрытие пакета при последующей прокатке. Причем в данном способе предварительная осадка пакета применяется в основном для получения биметаллических листов небольших размеров. При большом размере заготовки требуются значительные пластические деформации, которые приводят при осадке к нарушению соотношения слоев в готовой плите.

Кроме этого, для осуществления осадки таких заготовок в промышленных условиях требуются мощные ковочные прессы.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ [2] (принятый за прототип) получения многослойных плит из алюминиевых сплавов, заключающийся в том, что предварительно очищают контактные поверхности, собирают пакет, нагревают и прокатывают, причем при сборке пакета между плитами вкладывают алюминиевый лист, а с переднего и заднего концов пакета устанавливают пластины из металла более прочного, чем металл плит, шириной, равной суммарной толщине пакета и толщиной 0,5 суммарной толщины пакета.

Недостатками способа-прототипа являются значительные усложнения процесса прокатки за счет введения торцевых пластин, что увеличивает отходы на обрезку переднего и заднего концов раската и повышает себестоимость полученных плит, а также не гарантирует требуемого уровня качества соединения.

Задачей предлагаемого изобретения является получение слоистых крупногабаритных плит значительных толщин из алюминиевых сплавов с повышенным качеством соединения и установление режимов, прокатки обеспечивающих стабильность процесса.

Для реализации поставленной задачи предложен способ прокатки слоистых плит из алюминиевых сплавов, включающий операции предварительной очистки контактирующих поверхностей заготовок, сборки пакета, его нагрева и последующей прокатки, отличающийся тем, что при сборке пакета на внешние поверхности заготовок и между ними размещают плакирующие планшеты из сплава алюминия, а прокатку проводят вначале с отношением длины дуги захвата (L) к текущей толщине раската (Н) в пределах 0,1÷0,3 при относительных обжатиях (ε) за проход 1,0÷3,0 %, после чего прокатку проводят с увеличенным отношением L/H от 0,3 до 2,5 путем задания ε от 3,0 до 25 %.

Введение плакирующих планшет из алюминия в сочетании с малыми относительными обжатиями на первом этапе позволяет создать в очаге деформации такое напряжено-деформированное состояние, которое значительно уменьшает неравномерность деформации по высоте слоистой заготовки и позволяет повысить стабильность процесса, достичь показателя пластической проработки зоны соединения (F) 0,5-0,6 и избежать раскрытия пакета в первых проходах.

При последующей прокатке смещение отношения длины дуги захвата к текущей толщине раската в сторону больших значений обеспечивает наилучшую проработку границы раздела слоев и повышение качества соединения, что позволяет достичь F=1,2-2,0. Качественное соединение слоев достигает требуемого уровня, когда коэффициент пластической проработки межслойной границы становится равным некоторому критическому значению. Например, для пары АД1/АД1≥0,2, для пары 1901/АД1≥1,2 [3].

Варьирование только одним из факторов (малые обжатия без наложения плакирующих планшет) не обеспечивает создание нужного напряженно-деформированного состояния и, следовательно, не дает положительного эффекта.

Предложенные значения относительных обжатий и показателей пластической проработки получены по результатам совместного теоретико-экспериментального исследования кинематики процесса прокатки, на основании которого установлены закономерности влияния геометрических параметров очага деформации на напряженно-деформированное состояние.

Из сравнения представленных на фиг.1 эпюр распределения продольных деформаций видно, что наибольшая неравномерность наблюдается при прокатке без наложения на внешние поверхности заготовок плакирующих планшет фиг.1 а, а наименьшая с наложением планшет фиг.1б.

С увеличением обжатия свыше 3,0% в начальной стадии прокатки наблюдается возрастание степени деформации в зоне контакта свариваемых слоев фиг.1в. В областях переходных слоев значения сдвиговой деформации возрастают и особенно сильно в прослойке, что оказывает влияние на процесс схватывания слоев на начальном этапе деформирования слоистых пакетов. Отклонения от заданных интервалов изменения относительного обжатия приводят к появлению значительных по величине растягивающих напряжений, что приводит к раскрытию концов пакета.

На фиг.2 показано сечение пакета в направлении прокатки.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Пример. Для изготовления слоистых плит использовали заготовки: слитки алюминиевого сплава 1901 размером 170×1415×1480 мм, предварительно плакированные плиты алюминиевого сплава 1903 размером 30×1200×1480 мм, плакировочные планшеты размером 6,0×1200×1480 мм, из алюминия марки А5 - А7 (АД1).

После подготовки поверхностей путем зачистки и обезжиривания составляли пакеты следующим образом: на внешние поверхности заготовок 1, 2 и между ними размещали плакирующие планшеты 3, 4. Полученные пакеты нагревали до температуры 420-440°С и прокатывали на стане «Кварто - 2800» на размер 40х1500х6000 мм по предлагаемому способу. При этом использовали варианты, представленные в таблице.

Предлагаемый способ позволяет

- предотвратить раскрытие пакетов при прокатке;

- получить качественное соединение между слоями и значительно расширить возможности изготовления крупногабаритных плит значительных толщин;

- обеспечить высокую эксплуатационную надежность слоистых плит;

- повысить экономическую эффективность и снизить трудоемкость процесса.

Внедрение предлагаемого способа в прокатных цехах заводов авиационной металлургии позволит решить важную задачу получения слоистых плит с улучшенными характеристиками по надежности и ресурсу.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР, № 207705 кл. В 23 К 20/00, 1976г.

2. Авторское свидетельство СССР, № 517461 кл2. В 23 Р 3/06, 1976 г. (прототип).

3. Галкин В.И., Шленский А.Г. /Цветные металлы/ 2003, №5., стр.81-84.

Параметры прокатки слоистых плит размером 40×1500×6000 мм.
№п.п.Варианты прокатки (Обозначение см. на фиг.2)Толщина слоев, ммСхема обжатий (ε %)Отношение L/НКоэффициент проработки зоны соединения (F)Раскрытие пакетаПримечание
1234
19011903АД1АД1
1170306,06,01,40,230,56Прокатка без раскрытияПредлагаемый способ
3,0-25,00,3-2,181,2
2170306,06,05,00,3-Раскрытие по зоне соединения с первого проходаПрокатка с повышенной степенью деформации ε>3%
317030-6,01,40,23-Раскрытие по зоне соединения с первого проходаПрокатка без наложения внешних планшет

Способ получения слоистых плит из алюминиевых сплавов, включающий предварительную очистку контактирующих поверхностей заготовок, сборку пакета с размещением плакирующих планшет из сплава алюминия между поверхностями заготовок, его нагрев и последующую прокатку, отличающийся тем, что при сборке пакета дополнительно размещают плакирующие планшеты из сплава алюминия на внешних поверхностях заготовок, а прокатку проводят вначале при отношении длины дуги захвата (L) к текущей толщине раската (Н) в пределах 0,1-0,3 при относительных обжатиях (ε) за проход от 1,0 до 3,0%, а затем при отношении L/H в пределах 0,3-2,5 и ε от 3,0 до 25,0%.



 

Похожие патенты:

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 обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления плоских биметаллических заготовок широкого размерного сортамента по толщине и соотношению толщин слоев.
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 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 прокатному производству, а именно к получению биметаллических листов и полос из стали, плакированной оловяннофосфористой бронзой, предназначенных для изготовления вкладышей подшипников скольжения.

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 области обработки металлов давлением, в частности, к процессам образования стыковых сварных швов на трубах при получении трубных шпилек U-образных пучков с использованием эффекта локализованного горячего пластического деформирования сварного шва и прилегающих к нему околошовных зон.

Изобретение относится к устройствам для обработки металлов комбинированными способами, а именно к сварке с последующим пластическим деформированием и может быть использовано для изготовления из пруткового материала или проволоки решеток различного назначения.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве устройств отображения визуальной информации на основе низковольтной катодолюминесценции.

Изобретение относится к дуговым способам сварки и используется преимущественно для ручной электродуговой сварки железнодорожных рельсов. .

Изобретение относится к устройствам для производства сеток преимущественно из низкоуглеродистой проволоки диаметром 2...4 мм. .

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение для герметизации контактно-стыковой сваркой стержневых тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам герметизации контактно-стыковой сваркой трубчатых изделий, в том числе тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) ядерных реакторов, выполненных в виде трубы с заглушкой.
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для восстановления чугунных рабочих валков листопрокатных станов с поврежденными в процессе эксплуатации шейками

Изобретение относится к технологии изготовления слоистых материалов методом пластической деформации и может найти применение в прокатном производстве

Наверх