Способ изготовления биметаллического проката драгоценных металлов


 


Владельцы патента RU 2562193:

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЮВЕЛИРНЫЙ ДОМ "АЛМАЗ-ХОЛДИНГ" (RU)

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.

 

Данное техническое решение относится к металлургии - производству биметаллического проката, имеющего пластинчатую форму и предназначенного для использования в ювелирной промышленности. Способ предназначен для использования в области биметаллического соединения преимущественно одного слоя металла - золота, с другим слоем металла, выполненного из платины, или серебра, или из цветных металлов, стали и чугуна. Получаемый биметаллический прокат, состоящий из указанных двух слоев разных металлов, предназначен для использования в производстве часов, сувенирных изделий, посуды, столовых приборов, церковных украшений и ювелирной бижутерии. Указанный биметаллический прокат предназначен также для изготовления ювелирных изделий в комбинации с другими элементами отделки изделий, при этом золото используют в прокате для формирования лицевого слоя проката, а второй, внутренний, слой проката выполняют из других указанных металлов.

Более конкретно, техническое решение относится к электрометаллургии - производству биметаллического проката, имеющего пластинчатую форму, причем имеется в виду соединение одного слоя металла - золота, с другим слоем металла с использованием нагрева соединяемых слоев в электрических печах. Способ относится к соединению разнородных материалов с использованием сварки, осуществляемой за счет диффузии - взаимного проникновения атомов свариваемых слоев заготовок проката при повышенной температуре. Сварку слоев проводят в установке, нагревая места соединения от 600 до 900°C. Методом диффузной сварки в данном способе соединены слои из разнородных металлов, отличающихся по своим физико-химическим свойствам. В таких соединениях прочность соединенных заготовок в большей мере зависит от зазора между соединяемыми заготовками, чистоты поверхности свариваемых заготовок и равномерности нагрева элементов.

Известен способ изготовления биметаллической композиции путем обработки металлов давлением, а именно для получения биметаллических композиций применяют совместную пластическую деформацию. В качестве материала основного слоя биметаллической композиции используется лента из меди с содержанием примесей не более 0,1%. В качестве материала покрытия - медно-никелевый сплав, содержащий 18-20% никеля. Наилучшие эксплуатационные характеристики биметаллической композиции получаются, когда суммарная толщина покрытия составляет 4-20% от толщины основного слоя. Суммарную степень деформации пакета из медной и наложенных на нее двух медно-никелевых лент в процессе плакирования выбирают в интервале 2,4-2,7 (RU 2122930 С1, 10.12.1998).

Известен композиционный материал, состоящий из стальной основы, покрытой медно-никелевым сплавом с содержанием никеля 4-26%, суммарной толщиной покрытия 14-40% от толщины стальной основы, и способ производства биметалла, включающий подготовку поверхностей основы и покрытия, совместную пластическую деформацию, прокатку и отжиг при температуре металла 650-700°C с последующим охлаждением с печью ниже 140°C (RU 2071892 С1, 20.01.97).

Известен композиционный материал, имеющий поверхность золотистой окраски (US 4330559, 18.05.82), где в качестве основного слоя служит сплав на основе меди, содержащий 2-3% алюминия, 1-2,5% кремния.

Известен способ получения составной металлической детали посредством прокатки и рекристаллизации, заключающийся в деформации наложенных друг на друга, составляющих с обжатием, от 40 до 90% и последующим рекристаллизационным отжигом одного компонента (US 3634926, 30.03.1966).

Известен способ изготовления биметалла с основным слоем из меди, покрытым с двух сторон никелем или его сплавами, включающий подготовку поверхности, отжиг собранного пакета при температуре 620°С, нагрев при температуре 810°C и последующую прокатку со степенью деформации не менее 25%, удаление окалины и последующую холодную прокатку (US 340705022, 10.1968).

Известен способ получения биметаллической ленты никель-латунь-никель, включающий подготовку поверхности латунной и никелевых лент, совместную прокатку с обжатием 50-80%, термическую обработку, прокатку на окончательный размер с обжатием 10%, отжиг, дрессировку и отделку (SU 1142246 А, 28.02.85).

Известен 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. Способ содержит 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 (RU 2492034 С1, 10.09.2013).

Известен способ изготовления слоистого материала, заключающийся в том, что заготовку из стали или сплава металлов подвергают пластической деформации, которую проводят, по крайней мере, в двух направлениях, причем деформация в одном направлении превышает деформацию в другом направлении не менее чем в три раза, а алгебраическая сумма деформаций во всех направлениях равна не менее 250%. Заготовку из циркониевого сплава после деформации подвергают отжигу в вакуумной печи, причем температуру отжига выбирают не менее чем на 50°C выше, а время проведения отжига - не менее чем в 1,5 раза больше, чем предписано техническими условиями при отжиге циркония (RU 2002132068 А, 27.05.2004).

Известен способ получения биметаллов из низколегированной стали и алюминиевых сплавов, включающий нагрев алюминиевой заготовки, предварительно плакированной слоем технически чистого алюминия, 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 65-80% и термическую обработку, причем перед сборкой пакета проводят механическую обработку контактной поверхности стальной заготовки с удельным давлением 0,5-8,5 МПа, при этом образуют перекрещивающийся рельеф, острый угол которого составляет от 20 до 70°, а высота неровностей профиля Rmax находится в пределах 0,05-0,2 толщины плакирующего слоя алюминиевой заготовки (RU 2368475 С1, 27.09.2009).

Известен способ изготовления биметалла, включающий совместную холодную прокатку заготовок с обжатием за один проход и подачей импульсов электрического тока в зону деформации непосредственно через изолированные друг от друга валки с амплитудным значением плотности тока Jm=(5-10)·105 А/см2, частотой следования импульсов f=(0,07-2,5) кГц, и длительностью импульсов tимп=(0,2-5)·10-3 с, при этом при прокатке осуществляют контроль прочности соединения слоев получаемого биметалла (RU 2356711 С1, 25.05.2009).

Известен способ изготовления биметаллической композиции из многослойных материалов в рулонах совместной пластической деформацией, в котором в качестве материала покрытия в биметаллической композиции выбраны медно-никелевый сплав Cu75Ni25, обеспечивающий белый цвет, никелевая латунь ЛН75-5, дающая золотисто-желтый цвет, или медь, дающая красный цвет. В качестве материала основного слоя используют никель или медно-никелевый сплав, при этом толщина плакирующих слоев составляет 40,0-49% с каждой стороны, а толщина основного слоя - 2,0-20,0% от толщины композиции. Составляющие биметаллической композиции подвергают обезжириванию и травлению, совместной пластической деформации со степенью деформации 60-70%, термической обработке при температуре 500-670°C с последующим охлаждением до температуры не выше 150°C, окончательной холодной прокатке со степенью деформации 32-45% (RU 2152858 С1, 20.07.2000).

Известен способ получения плоских биметаллических материалов, заключающийся в подготовке контактных поверхностей соединяемых металлов и их совместном деформировании при перемещении одного из инструментов с большей скоростью движения, причем при совместном деформировании металл, имеющий меньшую толщину, располагают со стороны инструмента, имеющего большую скорость движения (RU 2082575 С1, 27.06.1997).

Известен способ изготовления биметаллической композиции, состоящей из медной основы с содержанием примесей не более 0,1%, покрытой медно-никелевым сплавом с содержанием никеля 18-20%, суммарной толщиной покрытия 4-20% от толщины основного слоя, и способ получения биметалла, включающий подготовку поверхностей составляющих слоев, их совместную пластическую деформацию со степенью деформации в плакирующем проходе 2,4-2,7, термическую обработку, холодную прокатку со степенью деформации не менее 1,2, отжиг при температуре металла 370-480°C (RU 2122930 С1, 10.12.1998).

Известен способ изготовления биметаллических лент, включающий подготовку лент из стали и томпака и совместимую прокатку, причем в качестве исходных материалов используют стальную горячекатаную ленту и ленту из томпака с соотношением пределов текучести материалов от 0,74 до 0,84 и толщины от 0,053 до 0,06, совместную холодную прокатку со степенью деформации не меньше, чем определяемой из выражения с=54,39+37,11 (Нтст), где с - степень деформации, Нтст - отношение исходных толщин томпака и стали; т/ст - отношение исходных пределов текучести томпака и стали (RU 2119853 С1, 10.10.1998).

Известен способ изготовления биметалла медно-никелевый сплав-сталь-медно-никелевый сплав, включающий подготовку поверхности стальной и двух медно-никелевых лент, их совместную пластическую деформацию, охлаждение, холодную прокатку, обезжиривание, отжиг, дрессировку и последующую отделку готового проката биметалла, причем степень деформации в плакирующем проходе выбирают в интервале от 58 до 64%, охлаждение подката производят до температуры окружающей среды, холодную прокатку ведут до окончательного размера, термическую обработку проводят в интервале температур от 680°C до 720°C с последующим охлаждением в печи до температуры не выше 140°C (RU 2000100468 А, 20.01.2001).

Наиболее близким аналогом является способ производства биметаллического проката драгоценных металлов, который включает изготовление полос из золота и серебра, полученные заготовки из золота и серебра прокатывают, при этом прокатку каждой полосы до заданной толщины осуществляют путем ее чередования с отжигом, после проведенных операций осуществляют диффузионное соединение полученных заготовок, далее соединенные заготовки прокатывают до заданной толщины (RU 2460616 С1, 10.09.2012).

Данный способ предназначен для производства ограниченного по номенклатуре биметаллического полуфабриката проката сплавов, в частности золота ЗЛСрМ 585-80 и серебра СрМ 925. Прокат предназначен для изготовления деталей ювелирных изделий и самих изделий в различных технологиях: выпиливание, штамповка, чеканка, выдавливание и лазерный раскрой. Недостатком известного способа по патенту RU 2460616 С1 является его сложность, связанная с необходимостью применения отжига. При этом получение проката из заготовок, выполненных из других металлов, кроме указанных в известном способе, исключается. Получение других видов проката, выполненных из других металлов, связано с переналадкой оборудования, что снижает универсальность способа и также повышает его трудоемкость. Другим недостатком известного способа является то, что в процессе производства изделий образуется значительное количество отходов в виде обрезков и стружки. По принятым стандартам производства такие отходы исключают возможность использования их в оборотную плавку, как это производится в других сферах, указанный вид отходов направляется в иной процесс переработки (аффинаж), создающий дополнительные затраты на переработку отходов и извлечение из них золота и драгоценных металлов.

Техническим результатом способа является его упрощение и обеспечение возможности использования для производства биметаллического проката широкой номенклатуры.

Технический результат получен способом изготовления биметаллического проката, заключающимся в диффузном соединении между собой лицевого слоя заготовки проката из золота и внутреннего слоя заготовки проката из цветного металла, причем толщину t1 лицевого слоя выбирают в зависимости от толщины t2 внутреннего слоя из соотношения t1=(0,05-19)t2, при соединении слоев заготовок смежно расположенные заготовки прижимают друг к другу и одновременно нагревают 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 проката изготавливают в виде полосы из золота, а внутренний слой заготовки проката изготавливают в виде полосы из платины, палладия, иридия, родия, или из серебра и серебряных сплавов, или из медных сплавов, в частности латуни, мельхиора, бронзы. Данный способ исключает использование припоя.

Способ осуществляют следующим образом. Изготавливают первую заготовку проката - его лицевой слой в виде полосы из золота проб 375 или 585, или 750, или 999,9. Толщину первого слоя выбирают в зависимости от толщины второго слоя в пределах t1=(0,05-19)t2. Изготавливают вторую заготовку проката в виде полосы - второй, внутренний, слой проката.

Второй слой проката изготавливают из других металлов платиновой группы, или из серебра, или из серебряных сплавов проб 500, 750, 770, 800, 875, 900, 916, 925, 940, 950, 960, 970, 999 и 999,9, или из медных сплавов, в частности латуни, мельхиора и бронзы, или из легкоплавких металлов и сплавов с температурой плавления от 250°C до 630°C.

При этом толщину и массу второго внутреннего слоя заготовки проката выбирают в указанной зависимости толщин, а также от соотношения массы первого лицевого слоя заготовки проката в пределах, мас. % - 95-5 от общей массы двух слоев заготовок проката.

При соединении слоев заготовки проката первый и второй слои заготовок, их полосы, располагают в печи сложенными так, что они плотно прилегают друг к другу соединяемыми поверхностями, например в печи типа «Solo», или в статической печи, или внепрерывных ленточных печах, исключающих окисления слов металла в местах соединения.

В печи полосы заготовок проката одновременно нагревают и сжимают в направлении друг к другу, нагревание полос осуществляют до температуры в пределах 600-950°C, температуру выбирают в зависимости от вида металла второго внутреннего слоя, из которого выполнена вторая, внутренняя полоса заготовки.

Выдерживают полосы заготовок проката в сжатом и нагретом состоянии в течение заданного периода времени, зависящего от вида металла внутреннего слоя заготовки проката. В процессе выдержки полос в сжатом и нагретом состоянии указанные разнородные металлы свариваются за счет диффузии - взаимного проникновения атомов свариваемых слоев заготовок проката.

После проведенных операций соединенные между собой слои заготовок охлаждают до заданной условиями прокатки температуры, а затем их прокатывают валами до получения толщины готового к использованию биметаллического проката различных толщин в пределах от 5,00 мм до 0,10 мм.

Изменяют один вид металла на другие виды металла внутреннего слоя заготовки, повторяют вышеописанные операции и получают множество видов проката широкой номенклатуры, которая в большей мере отвечает требованиям ювелирного производства.

Опытным путем при испытании образцов способа были испытаны образцы проката множества указанных видов металла, и их сплавов и были установлены опытным путем пределы толщин лицевого и внутреннего слоев проката, причем пределы определены по критериям прочности соединенных слоев и качества их поверхностей после прокатки. За пределами вышеуказанного соотношения толщин слоев проката прочность соединенных слоев и качество их поверхностей снижались.

Способ позволяет получать биметаллический прокат сравнительно более широкой номенклатуры, причем такой прокат имеет первый слой золота пробы 375, 585, 750 и 999,9 и второй слой из других металлов, в частности из металлов платиновой группы, цветных металлов и их сплавов. Данный способ имеет минимально возможное число операций, что существенно его упрощает, а полученный данным способом прокат наиболее полно удовлетворяет требованиям производства из него часов, сувенирных изделий, посуды, столовых приборов, бижутерии, различных ювелирных изделий в комбинации с другими элементами отделки. При этом указанные пробы золота используют в прокате для формирования лицевого слоя драгоценного металла, а второй, внутренний, слой проката выполнен из других драгоценных или иных металлов.

1. Способ изготовления биметаллического проката, включающий диффузное соединение между собой лицевого слоя заготовки проката из золота и внутреннего слоя заготовки проката из цветного металла, отличающийся тем, что толщину t1 лицевого слоя выбирают в зависимости от толщины t2 внутреннего слоя из соотношения t1=(0,05-19)t2, при соединении слоев заготовок смежно расположенные заготовки прижимают друг к другу и одновременно нагревают 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.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лицевой слой проката изготавливают в виде полосы из золота, а внутренний слой заготовки проката изготавливают в виде полосы из платины, или палладия, или иридия, или родия, или из серебра и серебряных сплавов, или из медных сплавов, в частности латуни, мельхиора, бронзы.



 

Похожие патенты:
Способ может быть использован при изготовлении биметаллического проката для изготовления ювелирных изделий, часов, сувенирных изделий, посуды, столовых приборов, церковных украшений.

Изобретение может быть использовано для получения сваркой взрывом композиционных материалов с особыми тепловыми свойствами, например, при изготовлении теплообменной аппаратуры, электроэнергетических установок и т.п.
Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов, содержащих металлы, практически не растворяющиеся в твердом алюминии: железо, никель, кобальт, редкоземельные металлы, иттрий, и предназначено для изготовления проводников электрического тока в виде проволоки диаметром 0,1-0,3 мм, работающих при повышенных температурах до 250°C.

Изобретение относится к способу изготовления многослойного материала для высокотемпературной пайки и может быть использовано, например, для изготовления тонких листов в теплообменниках.

Изобретение относится к листам из алюминиевых сплавов для высокотемпературной пайки, которые могут быть использованы для изготовления радиаторов. Лист состоит из сердцевины, выполненной из алюминиевого сплава, и материала плакировки, нанесенного на по меньшей мере одну сторону сердцевины и выполненного из алюминиевого сплава с более низким коррозионным потенциалом, чем у материала сердцевины, причем материал плакировки представляет собой самый внешний слой листа для высокотемпературной пайки и выполнен из алюминиевого сплава, содержащего, в мас.%: от 0,8 до 1,3 Mg, от 0,5 до 1,5 Si, от 1,0 до 2,0, предпочтительно 1,4-1,8 Mn, ≤0,7 Fe, ≤0,1 Cu, и ≤4 Zn, ≤0,3 каждого из Zr, Ti, Ni, Hf, V, Cr, In, Sn, и ≤0,5 суммы Zr, Ti, Ni, Hf, V, Cr, In, Sn, а остальное - Al и неизбежные примеси.
Изобретение относится к производству композиционных материалов, в частности к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий. Стальные листы предварительно покрывают слоем свинца, затем их покрывают водным раствором флюса, удаляют влагу, собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева на 50-100°C выше линии ликвидус алюминиевого сплава.
Изобретение относится к листовому припою из многослойного алюминиевого сплава и может быть использовано при изготовлении теплообменников. Листовой припой из многослойного алюминиевого сплава, состоящий из: материала основного слоя, который на одной или двух сторонах имеет промежуточный слой, состоящий из Al-Si твердого припоя, расположенного между основным слоем и тонким покрывающим слоем поверх промежуточного слоя.
Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий. Стальные листы предварительно покрывают водным раствором флюса, содержащего KF - 36-40%; AlF3 - 44-50%; K2TiF6 - 10-20%, удаляют влагу, а затем собирают в пакеты и пропитывают алюминиевым расплавом с температурой перегрева на 50-100°С выше линии ликвидус алюминиевого сплава.
Изобретение относится к экструдированному или катаному плакированному металлическому изделию и может быть использовано в транспортной промышленности, аэрокосмических изделиях, судах.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к двухслойному листовому прокату толщиной 10-50 мм, состоящему из слоя износостойкой стали и слоя свариваемой стали, для изготовления сварных конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре до -40°C.
Способ может быть использован при изготовлении биметаллического проката для изготовления ювелирных изделий, часов, сувенирных изделий, посуды, столовых приборов, церковных украшений.

Изобретение относится к металлургической промышленности и касается способа получения слоистого композиционного материала на основе алюминиевых сплавов и низколегированной стали.
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.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сваркой давлением плакированных фасонных слоистых композиционных металлических изделий, преимущественно на стальной основе.

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.
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению биметаллических листов с наплавленным (плакирующим) слоем из износостойкой стали и основным слоем из легированной стали.

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.

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 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.
Наверх