Способ изготовления биметаллических листов и плит


 


Владельцы патента RU 2492034:

Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") (RU)

Изобретение предназначено для повышения качества поверхности слоистых листов и плит и технико-экономических показателей их производства. Способ включает сборку симметричных пакетов с внутренним расположением стальных заготовок, нагрев и последующую горячую прокатку до требуемой толщины. Повышение равномерности распределения пластичности слоев по толщине слоистых листов и плит и исключение образования гофров на их поверхности обеспечиваются за счет того, что при определенной разнице пластических характеристик стали и алюминиевого сплава при нагреве до температуры прокатки вводится операция захолаживания алюминиевых составляющих пакета, позволяющая выровнять пластичность слоев при температуре прокатки, при этом температура нагрева и температура прокатки пакетов, а также соотношение пластических характеристик составляющих пакета при температуре прокатки строго регламентированы. 1 табл.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению слоистых листовых материалов методом совместной пластической деформации, и может быть использовано при производстве биметаллических листов и плит, предназначенных для изготовления переходников.

Известен способ изготовления биметаллических листов методом совместной многопроходной прокатки заготовок с предварительно подготовленными поверхностями, при котором пакет собирают непосредственно перед прокаткой путем накладывания нагретых менее прочных заготовок на холодные более прочные заготовки (авт.св. СССР №198114).

Однако для изготовления биметаллических листов на основе алюминия и его сплавов в сочетании с нержавеющей сталью данный способ не подходит, т.к. в этом случае увеличивается разница в пластичности холодных внутренних слоев из стали и горячих внешних слоев из алюминиевых сплавов и за счет этого, вследствие возникающих в слое стали растягивающих напряжений, происходит ее растрескивание.

Также известен способ изготовления биметаллических листов и плит из алюминиевых сплавов в сочетании с нержавеющей сталью методом горячей прокатки пакетов, собранных по схеме алюминиевый сплав - нержавеющая сталь - нержавеющая сталь - алюминиевый сплав, включающий подготовку контактных поверхностей, нагрев и многопроходную прокатку, вскрытие пакета и разделение на два биметаллических листа или плиты (В.К. Король и М.С. Гильденгорн «Основы технологии производства слоистых металлов», Москва, Металлургия, 1970 г. - прототип).

Этим способом можно получать качественные биметаллические листы с использованием заготовок (слоев) с близкими характеристиками пластичности при температуре прокатки (см. табл., п.1). Однако при возрастании разницы в пластичности заготовок наблюдается потеря устойчивости процесса прокатки, в результате чего в металле образуются зажимы и гофры (см. табл., п.2).

Задачей предлагаемого изобретения является совершенствование технологии изготовления биметалла с целью повышения его качества в случае, когда пластичность внешних слоев более чем в 1,3 раза превосходит пластичность внутренних слоев при температуре прокатки.

Поставленная цель достигается тем, что пакет, собранный по схеме алюминиевый сплав - нержавеющая сталь - нержавеющая сталь - алюминиевый сплав, с предварительно подготовленными контактными поверхностями путем обезжиривания, травления и зачистки и нагретый до температуры 380°С, непосредственно перед прокаткой захолаживают до достижения температуры внешних слоев значений, равных (0,70÷0,77) температуры нагрева пакета, что обеспечивает выравнивание пластичности слоев (см. табл., п.4; 5).

В таблице представлены данные по результатам прокатки биметаллических листов композиций алюминиевый сплав АМг6 - сталь 12Х18Н10Т и алюминиевый сплав АМг4 - сталь 12Х18Н10Т с различными температурными режимами.

Как видно из таблицы при прокатке пакета композиции АМгб-12Х18Н10Т-12Х18Н10Т-АМг6, выполняемой без захолаживания заготовок, имеет место высокое качество поверхности и, соответственно, высокий выход годного при производстве биметаллических листов, т.к. при температуре прокатки характеристики пластичности стали и алюминиевого сплава близки (см. табл., п.1). При прокатке по тем же режимам пакета композиции АМг4-12Х18Н10Т-12Х18Н10Т-АМг4 наблюдается резкое снижение качества поверхности и выхода годного, вызванное образованием большого количества гофр и зажимов, что явилось результатом значительной разницы пластичности слоев при температуре прокатки (см. табл., п.2).

Снижение температуры внешних слоев заготовок АМг4 путем их захолаживания до температуры менее 0,70 от температуры нагрева пакета непосредственно перед прокаткой приводит с одной стороны к выравниванию пластичности между внешними и внутренними слоями, что является положительным фактором, но с другой стороны ведет к охлаждению металла в зоне контакта слоев, вызывающем снижение энергии активации, что отрицательно влияет на качество соединения слоев (см. табл., п.6).

Захолаживание внешних слоев (заготовок АМг4) непосредственно перед прокаткой до температуры более 0,77 от температуры нагрева пакета не обеспечивает достижения поставленной цели - получение качественного биметалла с высоким выходом годного - имеют место единичные гофры (см. табл., п.3).

Захолаживание внешних слоев (заготовок АМг4) непосредственно перед прокаткой до температуры (0,70-0,77) от температуры нагрева пакета является оптимальным и обеспечивает наиболее высокое качество биметалла и, соответственно, выход годного (см. табл., п.4; 5).

Описанным выше способом можно изготавливать качественные биметаллические листы с высоким выходом годного с использованием заготовок со значительной разницей в пластических характеристиках.

Способ горячей пакетной прокатки слоистых листов и плит с внутренними слоями из нержавеющей стали и внешними слоями из алюминиевых сплавов, пластичность которых при температуре нагрева под прокатку более чем в 1,3 раза превышает пластичность внутренних слоев из нержавеющей стали, отличающийся тем, что осуществляют подготовку контактных поверхностей, сборку симметричных пакетов, нагрев и многопроходную прокатку, а непосредственно перед горячей прокаткой проводят захолаживание алюминиевых составляющих пакета до температуры, равной (0,70÷0,77) температуры нагрева пакета.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургической отрасли, а именно изготовлению прокаткой в вакууме заготовок и полос слоистой коррозионно-стойкой стали, состоящих из основного слоя углеродистой стали, легированной кремнием, и, по меньшей мере, одного плакирующего слоя коррозионно-стойкой стали.

Изобретение относится к металлургии, а именно к области прокатного производства, и может быть использовано для получения биметаллических заготовок круглого сечения с сердечником из углеродистой стали.
Изобретение относится к области ювелирной промышленности и предназначено для производства биметаллического полуфабриката сплавов золота ЗлСрМ 585-80 и серебра СрМ 925.

Изобретение относится к области производства электролизного мембранного оборудования, а именно к способу производства контактных полос, в частности, для электролизеров (мембранных ячеек).

Изобретение относится к производству двух- и многослойных плакированных листов и плит горячей прокаткой с различными вариантами основного и плакирующего слоя, и может быть использовано в металлургии, машиностроении, энергомашиностроении, нефтегазостроении при изготовлении крупногабаритных биметаллических листов или плит из разнородных материалов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкции и способу изготовления пакетов под горячую плоскую прокатку композиционных слоистых материалов, преимущественно биметаллов, основа которых состоит из твердого металла (Т), а наружные слои из мягкого металла (М), при этом металлы имеют значительные различия в температурных коэффициентах линейного расширения (ТКЛР) и при нагреве подвержены интенсивному окислению, например, Al, Cu, Ti и др.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления многослойных металлических листов, в том числе с субмикро- и наноразмерной структурой.
Изобретение относится к прокатному производству, а именно к получению биметаллических листов и полос из стали, плакированной антифрикционным сплавом на алюминиевой основе, предназначенных для изготовления подшипников скольжения.
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению биметаллических листов с наплавленным (плакирующим) слоем из износостойкой стали и основным слоем из легированной стали. Способ включает получение биметаллического слитка наплавкой заготовки основного слоя плакирующим износостойким слоем и последующую его горячую прокатку. После горячей прокатки проводят отжиг при температуре 680-820°C. Основной слой изготавливают из стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, фосфор, серу, железо и неизбежные примеси. Износостойкий плакирующий слой выполнен из высокоуглеродистой легированной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, ванадий, молибден, фосфор, серу, железо и неизбежные примеси. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности изготовления изделий с высокими показателями прочности, твердости и износостойкости. 4 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для изготовления изделий, эксплуатирующихся в широком температурном интервале (до -60°C) в условиях повышенного коррозионного износа под воздействием морской воды и других агрессивных сред. Биметаллическую заготовку получают путем электрошлаковой наплавки на заготовку основного слоя расходуемых электродов из коррозионностойкой стали. Проводят последующую прокатку биметаллической заготовки на листы. Перед наплавкой по всей длине заготовки основного слоя в подэлектродных пространствах приваривают накладки, а в межэлектродных пространствах протачивают углубления. Накладки выполняют из стали, близкой по химическому составу к стали основного слоя или стали расходуемых электродов. Сечение накладки представляет собой плоскость, описанную ломаной линией или дугой или их сочетанием. Способ обеспечивает равномерность толщины плакирующего слоя горячекатаных биметаллических листов при сохранении высокой прочности и сплошности сцепления слоев, а также коррозионной стойкости плакирующего слоя. 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сваркой давлением плакированных фасонных слоистых композиционных металлических изделий, преимущественно на стальной основе. Поверхность основы предварительно очищают ультразвуковым способом, а затем подвергают электролитно-плазменной обработке. Осуществляют одновременную подачу основы и плакирующего слоя и сборку заготовки с герметизацией зоны соединения. Проводят нагрев и совместную деформацию слоистой заготовки в режиме прокатки в вертикальной паре валков с последующей протяжкой в горизонтальной паре валков в общем деформирующем блоке при предварительном ступенчатом нагреве до предпрокатной температуры в пределах 0,7-0,8 температуры плавления плакирующего материала. На входе в горизонтальную пару валков заготовку обдувают паровоздушной смесью. Предпрокатный нагрев проводят в безокислительной среде. Катающая пара валков имеет диаметр как минимум на 10% больше диаметра валков протягивающей пары. За счет использования комплексной модификации поверхности основы, а также условий и режимов нагрева слоистой заготовки при эффективной схеме деформации способ обеспечивает получение прочного соединения основы с плакирующей оболочкой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
Изобретение может быть использовано для изготовления супермногослойных листовых полуфабрикатов на основе разнородных материалов. В качестве исходных заготовок используют листы из сплавов разнородных металлов, взаимно растворимых друг в друге в интервале температуры нагрева при горячей обработке давлением. После мерной резки исходных заготовок из металлических листов проводят обработку их поверхностей и сборку нарезанных заготовок в пакет. Сборку осуществляют с расположением между листами из металлов с более низкой температурой плавления листа металла с более высокой температурой плавления, который при нагреве служит барьером для прохождения рекристаллизации в пределах толщины одного слоя для формирования наноразмерной структуры. Осуществляют горячую обработку давлением пакета путем его нагрева и прокатки в диапазоне температур прохождения рекристаллизации, соответствующем материалу с наименьшей температурой плавления. Повторяют упомянутые технологические операции до получения многослойного листа с заданным числом слоев и требуемой толщины. Способ обеспечивает получение многослойных листовых материалов с наноразмерной структурой без использования операции вакуумирования.

Изобретение относится к металлургической промышленности и касается способа получения слоистого композиционного материала на основе алюминиевых сплавов и низколегированной стали. Способ включает: зачистку контактных поверхностей заготовок из стали и алюминия механическим способом, предварительную плакировку алюминиевого сплава слоем из технически чистого алюминия, нагрев алюминиевой заготовки до температуры, равной 0,65-0,75 температуры плавления алюминия, сборку пакета, состоящего из холодной стальной и нагретой алюминиевой заготовок, совместную прокатку пакета за один проход с обжатием 65-70% и последующую термическую обработку, отличающийся тем, что заготовки из алюминиевого сплава и низколегированной стали используют с соотношением пределов текучести от 0,3 до 0,7 и отношением толщин от 0,5 до 4,0, соответственно, прослойку из технически чистого алюминия, размещаемую между слоями, берут толщиной 2,0-8,0% от толщины алюминиевой заготовки, перед сборкой пакета контактную поверхность стальной заготовки подвергают пластической обработке с формированием поверхностного слоя металла, имеющего зерно размером в 5-10 раз мельче исходного на глубину, равную 0,05-0,1% толщины промежуточного слоя. Изобретение обеспечивает создание композита, обладающего более высоким уровнем прочности сцепления слоев биметалла, а также более высоким уровнем усталостной прочности. 1 табл.
Способ может быть использован при изготовлении биметаллического проката для изготовления ювелирных изделий, часов, сувенирных изделий, посуды, столовых приборов, церковных украшений. Соединяют припоем лицевой слой заготовки проката из золота и внутренний слой заготовки проката из другого металла. Толщину t1 лицевого слоя выбирают в зависимости от толщины t2 внутреннего слоя из соотношения t1=(0,05-19)t2. Слои заготовок и припой одновременно прижимают друг к другу и нагревают до температуры 600-950°C. Выдерживают слои заготовок и припой в сжатом и нагретом состоянии, после чего в нагретом состоянии сжатые слои заготовок прокатывают валами до толщины 5,00-0,10 мм. Лицевой слой заготовки изготавливают в виде полосы из золота, а внутренний слой заготовки проката изготавливают в виде пластины из металла платиновой группы или из серебра и его сплавов, или из цветных металлов и их сплавов, или из нержавеющей стали. Способ обеспечивает возможность производства проката широкой номенклатуры и высокой прочности. 1 з.п. ф-лы.
Способ может быть использован при изготовлении биметаллического проката для изготовления ювелирных изделий, часов, сувенирных изделий, посуды, столовых приборов, церковных украшений. Соединяют между собой диффузным путем лицевой слой заготовки проката из золота и внутренний слой заготовки проката из цветного металла. Толщину t1 лицевого слоя выбирают в зависимости от толщины t2 внутреннего слоя из соотношения t1=(0,05-19)t2. При соединении слоев одновременно прижимают друг к другу смежно расположенные заготовки и нагревают их до температуры в пределах 600-950°C. Выдерживают слои в сжатом и нагретом состоянии и после этого в нагретом состоянии сжатые слои прокатывают валами до толщины в пределах 5,00-0,10 мм. Лицевой слой заготовки изготавливают в виде полосы из золота, а внутренний слой заготовки проката изготавливают в виде пластины из металла платиновой группы, или из серебра и его сплавов, или из цветных металлов и их сплавов. Способ обеспечивает возможность производства проката широкой номенклатуры и высокой прочности. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения многослойного композиционного материала с микроразмерной структурой слоев. Способ включает мерную резку исходных листовых заготовок из разнородных металлических материалов, обработку их поверхностей, сборку нарезанных заготовок в пакеты, горячую обработку давлением пакетов путем их нагрева и прокатки с получением многослойных пакетных заготовок с последующим повторением указанных технологических операций над пакетными заготовками для получения многослойного листового композиционного материала с заданным количеством слоев и требуемой толщины. В качестве исходных заготовок используют листы одинаковой или разной толщины из разнородных металлических материалов, взаимно растворимых друг в друге в интервале температуры нагрева при горячей обработке давлением. Сборку нарезанных заготовок в пакет, состоящий из не менее трех слоев, осуществляют с чередованием слоев из более легкоплавкого материала со слоями из менее легкоплавкого материала, обеспечивая при нагреве формирование дислокационного барьера прохождению рекристаллизации из одного слоя в другой и формирование микроразмерной структуры. Получение многослойного листового композиционного материала из пакетных заготовок осуществляют пластическим деформированием по многостадийной схеме до конечной толщины, при которой входящие в него слои обладают микроразмерной структурой. Затем проводят термодиффузионное легирование, включающее диффузионный отжиг продолжительностью, обеспечивающей проникновение диффузионных зон разнородных соприкасающихся слоев материалов, которые образуют пакет, на глубину в каждом, соизмеримую с толщиной одного слоя. Выполняют последующую упрочняющую термическую обработку, состоящую из закалки и старения, проводимых при температурах, соответствующих температурам закалки и старения более легкоплавкого материала. Обеспечивается получение многослойных композиционных материалов с микроструктурной структурой слоев с различной последовательностью их расположения, а также повышение производительности. 1 пр.

Изобретение относится к производству двух-, трех- и многослойных материалов горячей прокаткой и может быть использовано при производстве биметаллического проката на основе низкоуглеродистой стали и алюминиевых сплавов. Способ включает предварительную механическую обработку поверхности стальной заготовки, нагрев, сборку пакета и его прокатку. Повышение прочностных характеристик и ресурса пластичности изделий обеспечивается за счет того, что на поверхности стальной заготовки в поперечном направлении к оси прокатки формируют зубчатый рельеф с углом при вершине 30°-90°, после чего заготовку из алюминиевого сплава нагревают до температуры, равной 0,65-0,75 температуры плавления алюминия, а прокатку пакета производят со степенью деформации 65-80% за один проход. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению биметаллических заготовок из алюминиево-оловянных антифрикционных сплавов путем изменения их физической структуры сочетанием термической обработки и пластической деформации, и может быть использовано, например, в производстве подшипников скольжения. Способ изготовления биметаллической заготовки из антифрикционного сплава включает выплавку сплава, содержащего, мас. %: свинец - 2,0-4,0, олово - 8,0-12,0, медь - 2,0-5,0, цинк - 1,5-4,0, кремний - 0,1-1,0, титан - 0,02-0,2, алюминий - остальное, его термообработку осуществляют не позднее чем через 3 ч после его выплавки при температуре Т=230°-270°С в течение 2,5-3,5 ч, и последующую прокатку в три стадии, со степенью деформации на первой стадии прокатки, обеспечивающей плакирование заготовки алюминием, подготовку полученной плакированной алюминием полосы антифрикционного сплава и стальной полосы для совместного деформирования, их совместное деформирование для получения биметаллической заготовки и окончательный отжиг заготовки, при этом термообработку антифрикционного сплава после каждой стадии прокатки осуществляют при Т=230°-270°С в течение 1-3 ч, а окончательный отжиг биметаллической заготовки осуществляют при Т=300°-320°С в течение не менее 2 ч. Изобретение направлено на получение биметаллической заготовки с высокими триботехническими свойствами при сохранении требуемых характеристик прочности и пластичности по всей глубине заготовки. 4 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.
Наверх