Прошивная оправка и способ ее изготовления



Прошивная оправка и способ ее изготовления
Прошивная оправка и способ ее изготовления

 


Владельцы патента RU 2605044:

НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к оправке, используемой в прошивном стане, который прошивает и прокатывает заготовку. Прошивная оправка состоит из корпуса и напыленного на поверхность корпуса покрытия на основе железа и оксида железа, при этом напыленное покрытие имеет следующий состав, мас.%: C 0,015-0,6, Si 0,05-0,5, Mn 0,1-1,0, Cu 0-0,3, железо, оксид железа и примеси - остальное, причем содержании оксида железа в покрытии составляет от 55 до 80 об.%. Изобретение направлено на повышение эффективности производства полых трубных заготовок за счет получения оправок с качественным покрытием. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил., 1 пр.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к оправке, более конкретно к оправке (называемой далее "прошивной оправкой"), используемой в прошивном стане, который прошивает и прокатывает заготовку.

Испрашивается приоритет заявки на патент Японии № 2012-187913 от 28 августа 2012г., содержание которой введено в настоящий документ ссылкой.

Прошивной стан применяется в производстве бесшовных стальных труб способом Маннесмана. Прошивной стан включает пару наклонных валков и оправку. Прошивная оправка располагается на линии прокатки между парой наклонных валков. Прошивной стан вдавливает оправку в заготовку, вращая заготовку в окружном направлении, используя наклонные валки для прошивки и прокатки заготовки и получая в результате полую трубную заготовку.

Прошивной стан прошивает и прокатывает заготовку, нагретую до высокой температуры. Таким образом, прошивная оправка, вдавливаемая в заготовку, подвергается действию высокой температуры и высокого давления. Поэтому очевидно, что прошивная оправка будет подвергаться коррозии и заклиниванию.

Обычно на поверхности основного материала прошивной оправки образуется оксидная окалина. Блоки окисленной окалины нагреваются от заготовки и подавляют эрозионное изнашивание. Кроме того, оксидная окалина препятствует заклиниванию.

Однако оксидная окалина истирается, когда заготовку прошивают и прокатывают. Когда оксидная окалина удаляется, температура основного материала прошивной оправки повышается, и в результате оправка эродирует.

Чтобы улучшить частоту использования прошивной оправки, предлагается сформировать на поверхности основного материала (корпус оправки) оправки покрытие путем напыления (смотри, например, патентные документы 1 и 2).

Документы уровня техники

Патентные документы

Патентный документ 1: рассмотренная заявка на патент Японии, вторая публикация № S59-13924

Патентный документ 2: патент Японии, публикация 4279350

Патентный документ 3: рассмотренная заявка на патент Японии, вторая публикация № H04-8498

Патентный документ 4: нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № H10-180315

Описание изобретения

Проблема, стоящая перед изобретением

В прошивных оправках, описанных в патентных документах 1 и 2, прошивку и прокатку заготовки повторяют, и, таким образом, на напыленном покрытии возникают повреждения, такие как складки или трещины. Однако в прошивных оправках, описанных в патентных документах 1 и 2, если снова сформировать напыленное покрытие на поверхности корпуса оправки, оправку можно повторно использовать как прошивную оправку для изготовления полой заготовки трубы, имеющей такой же размер. То есть частота использования прошивной оправки увеличивается.

Однако, если напыленное покрытие на прошивной оправке легко повреждается, необходимо повторно напылять покрытие много раз. В результате оправку необходимо часто удалять из прошивного стана и проводить операцию напыления, таким образом, возникает проблема снижения эффективности производства полых трубных заготовок.

Настоящее изобретение создано ввиду вышеописанных проблем, и его целью является разработать прошивную оправку, которая не снижает эффективность производства полых трубных заготовок, а также разработать способ ее получения.

Средства для решения проблемы

Для решения описанных выше задач и достижения цели настоящего изобретения в настоящем изобретении приняты следующие меры:

(1) Согласно одному аспекту настоящего изобретения, разработана прошивная оправка, содержащая корпус оправки и напыленное покрытие, образованное на поверхности корпуса оправки и содержащее железо и оксид железа. Химический состав напыленного покрытия в добавление к железу и оксиду железа включает (масс.%): C: 0,015%-0,6%, Si: 0,05%-0,5%, Mn: 0,1%-1,0% и Cu: 0-0,3%.

(2) В прошивной оправке, описанной в пункте (1), содержание C в химическом составе напыленного покрытия может составлять от 0,2% до 0,6%.

(3) В прошивной оправке, описанной в пунктах (1) или (2), содержание Cu в химическом составе напыленного покрытия может составлять от 0,05% до 0,3%.

(4) Согласно другому аспекту настоящего изобретения, разработан способ получения прошивной оправки, содержащей корпус оправки и напыленное покрытие, образованное на поверхности корпуса оправки, причем способ получения включает процесс формирования напыленного покрытия на поверхности корпуса оправки путем дугового распыления тонкого стального прутка на поверхность корпуса оправки. Химический состав тонкого стального прутка включает (масс.%): C: 0,05%-1,1%, Si: 0,4%-1,3%, Mn: 0,2%-2,0%, Cu: 0-0,5% и Fe.

(5) В способе получения прошивной оправки, описанном в пункте (4), содержание C в химическом составе тонкого стального прутка может составлять от 0,6% до 1,1%.

(6) В способе получения прошивной оправки, описанном в пунктах (4), содержание Cu в химическом составе тонкого стального прутка может составлять от 0,05% до 0,5%.

Эффект от изобретения

Согласно указанным выше аспектам, поскольку прочность напыленного покрытия прошивной оправки улучшается (то есть повышается срок эксплуатации напыленного покрытия), не нужно часто удалять оправку из прошивного стана. В результате можно предотвратить снижение эффективности производства полых трубных заготовок.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является схематическим изображением одной конфигурации обычного прошивного стана.

Фиг. 2 является видом в продольном разрезе прошивной оправки согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 является видом в разрезе, показывающим пример тонкого стального прутка, который применяется для получения напыленного покрытия.

Вариант осуществления изобретения

Ниже с обращением к чертежам будут описаны прошивная оправка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения и способ ее получения. Одинаковые численные позиции на чертежах относятся к одинаковым деталям или соответствующим участкам, и описание не повторяется.

Фиг. 1 схематически показывает одну конфигурацию обычного прошивного стана 30. В прошивном стане 30 прошивная оправка PP установлена на конце металлического сердечника 34 и располагается на линии прокатки PL между парой наклонных валков 32 и 32. При осуществлении прошивки-прокатки прошивная оправка PP вдавливается в заготовку 36. Таким образом, оправка PP подвергается действию высоких температур и испытывает высокое давление.

Как описано выше, согласно уровню техники предлагается сформировать напыленное покрытие на поверхности корпуса оправки, являющееся основным материалом прошивной оправки PP. Если напыленное покрытие прошивной оправки PP легко повреждается, то для повторного формирования напыленного покрытия оправку PP требуется часто удалять из прошивного стана 30 и проводить операцию напыления (восстановление напыленного покрытия). В прошивной оправке PP благодаря повышению прочности напыленного покрытия (то есть увеличению срока службы напыленного покрытия) нет необходимости многократного повторного формирования нового напыленного покрытия.

Соответственно, в прошивной оправке согласно настоящему варианту осуществления напыленное покрытие, содержащее оксид железа, формируется на поверхности корпуса оправки путем электродугового распыления тонкого стального прутка, содержащего (масс.%) по меньшей мере C (углерод) от 0,05% до 1,1%, Si (кремний) от 0,4% до 1,3% и Mn (марганец) от 0,2% до 2,0%, остальное составляют Fe (железо) и примеси.

Содержание C в напыленном покрытии меньше, чем содержание C в тонком стальном прутке. Соответственно, чтобы обеспечить прочность напыленного покрытия, содержание C в тонком стальном прутке устанавливают с учетом снижения количества C из-за электродугового распыления. В этом случае, поскольку прочность напыленного покрытия гарантируется, напыленное покрытие нелегко повредить. В результате увеличивается срок службы напыленного покрытия.

Содержание Si в тонком стальном прутке устанавливается с точки зрения обеспечения смазывающей способности напыленного покрытия. В этом случае, так как смазывающее действие напыленного покрытия обеспечивается, эффективность прошивки повышается. То есть прошивная оправка легко вдавливается в заготовку во время прошивки, и, таким образом, заготовка не будет легко скользить по отношению к наклонным валкам. Соответственно, уменьшается время прошивки, и снижается время контакта между прошивной оправкой и заготовкой. Как результат, напыленное покрытие сложно повредить, и, таким образом, увеличивается срок службы напыленного покрытия.

Кроме того, так как напыленное покрытие получают электродуговым распылением тонкого стального прутка, можно снизить расходы на получение напыленного покрытия. Ниже прошивная оправка согласно настоящему варианту осуществления будет описана подробно.

Фиг. 2 показывает в разрезе прошивную оправку 10 согласно настоящему варианту осуществления. Как показано на фиг. 2, оправка 10 включает корпус 12 и напыленное покрытие 14.

Корпус 12 оправки выполнен из композиции с хорошо известным химическим составом и имеет хорошо известную форму.

На поверхности корпуса 12 оправки образовано напыленное покрытие 14. Напыленное покрытие 14 содержит железо и оксид железа (например, Fe3O4, FeO или подобное). Помимо железа и оксида железа напыленное покрытие 14 включает (масс.%) C: 0,015%-0,6%, Si: 0,05%-0,5%, Mn: 0,1%-1,0% и Cu: 0-0,3%. Оставшуюся часть напыленного покрытия 14 составляют примеси. Напыленное покрытие 14 получают электродуговым распылением тонкого стального прутка на поверхности корпуса 12 оправки.

Тонкий стальной пруток включает (масс.%): C 0,05%-1,1%, Si 0,4%-1,3%, Mn 0,2%-2,0% и Cu 0%-0,5%, остальное Fe и примеси. Далее будет описан каждый элемент.

C повышает прочность напыленного покрытия 14. Если содержание C слишком низкое, эффекта повышения прочность практически нельзя получить. Если прочность напыленного покрытия 14 низкая, напыленное покрытие 14 легко деформируется во время прошивки-прокатки, и на нем легко образуются складки. С другой стороны, если содержание C лишком высокое, снижается ударная вязкость напыленного покрытия 14. Таким образом, на напыленном покрытии 14 легко могут возникнуть трещины. Соответственно, содержание C составляет от 0,05% до 1,1%. Нижний предел содержания C предпочтительно составляет 0,2%, более предпочтительно 0,6%. Верхний предел содержания C предпочтительно составляет 1,0%, более предпочтительно 0,9%.

Содержание C в напыленном покрытии 14 ниже, чем содержание C в тонком стальном прутке. Например, если содержание C в тонком стальном прутке равно 0,05%, содержание C в напыленном покрытии 14 составляет около 0,02%.

Si повышает смазочную способность напыленного покрытия 14. Если содержание Si слишком низкое, эффекта повышения смазочной способности практически не получить. Таким образом, снижается эффективность прошивки и уменьшается срок службы напыленного покрытия 14. С другой стороны, если содержание Si слишком высокое, уменьшается ударная вязкость напыленного покрытия 14. Следовательно, на напыленном покрытии 14 легко могут образоваться трещины. Кроме того, если содержание Si слишком высокое, напыленное покрытие 14 легко плавится во время прошивки-прокатки. Таким образом, напыленное покрытие 14 легко истирается. Соответственно, содержание Si составляет от 0,4% до 1,3%.

Mn повышает прочность напыленного покрытия 14. Если содержание Mn слишком низкое, эффекта повышения прочности практически нельзя получить. Таким образом, напыленное покрытие 14 легко деформируется, и на напыленном покрытии 14 легко образуются складки. С другой стороны, если содержание Mn слишком высокое, снижается ударная вязкость напыленного покрытия 14. Следовательно, на нем легко образуются трещины. Соответственно, содержание Mn составляет от 0,2% до 2,0%. Верхний предел содержания Mn предпочтительно равен 1,5%.

Оставшуюся часть тонкого стального прутка составляют Fe и примеси. Примеси представляют собой элементы, поступающие с рудой или ломом, используемым как сырье для тонкого стального прутка, или элементами, которые попали из среды производственного процесса или подобного. Например, примеси представляют собой P, S, кислород (O) и т.д. Содержание P в тонком стальном прутке предпочтительно составляет 0,030% или меньше, более предпочтительно 0,01% или меньше. Содержание S предпочтительно составляет 0,0030% или меньше, более предпочтительно 0,001% или меньше.

В вышеописанном тонком стальном прутке вместо части Fe можно дополнительно использовать Cu в количестве 0,5% или меньше. Таким образом, Cu является факультативным элементом.

Cu способствует сохранению электропроводности тонкого стального прутка при осуществлении электродугового распыления. Если содержание Cu превышает 0,5%, ухудшается ударная вязкость напыленного покрытия 14. Соответственно, содержание Cu составляет 0,5% или меньше. Нижний предел содержания Cu предпочтительно равен 0,05%. Если содержание Cu составляет 0,05% или больше, то при электродуговом распылении можно обеспечить стабильную подачу тонкого стального прутка.

Кроме того, помимо вышеописанной меди в тонком стальном прутке вместо части Fe можно использовать и другие элементы. Например, этими другим элементами могут быть Al, W, Ni, Mo, Nb и т.д. Однако предпочтительно, чтобы тонкий стальной пруток содержал Fe как основной компонент и включал по меньшей мере C, Si и Mn в вышеописанных содержаниях.

Тонкий стальной пруток может быть сплошным или может быть тонким стальным прутком, показанным на фиг. 3. Тонкий стальной пруток 20, показанный на фиг. 3, имеет наружную оболочку 22 и несколько наполнителей 24.

Наружная оболочка 22 имеет форму трубки и содержит Fe. Наполнители 24 заполняют наружную оболочку 22. Например, наполнители 24 являются частицами Fe-Mn, порошком Si и порошком Fe-C. Количество наполнителей 24 устанавливается с учетом содержания C, Si и Mn в наружной оболочке 22. Химический состав тонкого стального прутка 20 анализируется в состоянии, когда пруток 20 расплавлен. Если в результате анализа окажется, что содержания C, Si, и Mn находятся в пределах вышеописанных диапазонов, это тонкий стальной пруток считается подходящим для настоящего изобретения. Кроме того, наполнитель 24 может быть, например, гранулированным, порошкообразным или волокнистым.

Например, толщина напыленного покрытия 14 составляет от 400 мкм до 1200 мкм. Толщина напыленного покрытия 14 не обязательно должна быть постоянной. Например, концевой участок напыленного покрытия 14 может быть толще, чем остальные участки.

Перед формированием напыленного покрытия 14 поверхность корпуса 12 оправки, на которую наносится напыленное покрытие 14, можно подвергнуть дробеструйной обработке. Соответственно, поверхность корпуса 12 оправки становится более шероховатой, и адгезия напыленного покрытия 14 улучшается.

Доля, занимаемая оксидом железа в напыленном покрытии 14, предпочтительно составляет от 55 об.% до 80 об.%. Например, доля оксида железа в напыленном покрытии 14 на наружной поверхности напыленного покрытия 14 выше, чем со стороны корпуса 12 оправки. Например, в этом случае доля оксида железа в напыленном покрытии 14 составляет 40 об.% или меньше на граничном участке между напыленным покрытием 14 и корпусом 12 оправки и от 55 об.% до 80 об.% на поверхностном участке напыленного покрытия 14. Чтобы изменить долю оксида железа в напыленном покрытии 14, можно, например, изменить расстояние (дистанцию напыления) от распылительной насадки электродугового устройства до корпуса 12 оправки.

Пример

Было приготовлено несколько прошивных оправок с разным химическим составом тонкого стального прутка, используемого для формирования напыленного покрытия, и исследовали частоту прошивки каждой прошивной оправки, состояние повреждения напыленного покрытия и эффективность прошивки.

Метод испытаний

Готовили стальные проволочные стержни с химическим составом, указанным в таблице 1.

Таблица 1
Химический состав тонкого стального прутка
(масс.%, балансом являются Fe и примеси)
Частота прошивки (разы) Эффективность прошивки (%)
C Si Mn CuJ P S
Пример 1 0,05 1,0 1,0 0,2 0,030 0,0030 7 82
Пример 2 1,0 1,0 1,0 - 0,030 0,0030 10 84
Пример 3 0,7 0,4 1,0 _ 0,030 0,0030 10 81
Пример 4 0,7 1,0 1,0 0,2 0,030 0,0030 9 80
Пример 5 0,7 1,3 1,0 - 0,030 0,0030 9 83
Пример 6 0,6 1,0 1,5 - 0,030 0,0030 9 84
Сравн. пример 1 0,03 1,0 1,0 0,2 0,030 0,0030 2 74
Сравн. пример 2 1,2 1,0 1,0 0,2 0,030 0,0030 3 72
Сравн. пример 3 0,4 0,12 1,0 - 0,030 0,0030 2 52
Сравн. пример 4 0,7 0,3 1,0 - 0,030 0,0030 3 50
Сравн. пример 5 0,7 1,4 1,0 - 0,030 0,0030 1 73
Сравн. пример 6 0,5 1,0 0,05 - 0,030 0,0030 2 76
Сравн. пример 7 0,5 1,0 2,1 - 0,030 0,0030 1 72

Химические составы тонких стальных прутков из примеров 1-6 находились в диапазоне согласно настоящему изобретению. В тонких стальных прутках в сравнительных примерах 1-7 содержание какого-нибудь из компонентов химического состава лежало вне диапазона по настоящему изобретению.

Напыленные покрытия формировали на поверхностях корпуса оправки путем дугового распыления каждого тонкого стального прутка в одинаковых условиях получения, в результате получали прошивной оправки. Все процентные содержания (об.%) оксида железа в напыленном покрытии на каждой прошивной оправке составляли 20% на граничных участках между напыленным покрытием и корпусом оправки и 70% на поверхностном участке напыленного покрытия. При всех толщинах напыленного покрытия концевой участок имел толщину 1200 мкм, а другие участки, кроме концевых, имели толщину 400 мкм.

В таблице 2 указаны химические составы напыленных покрытий, которые были сформированы на поверхностях корпуса оправки распылением тонких стальных прутков, имеющих химический состав, соответствующий примерам 1-6, и химические составы напыленных покрытий, которые были сформированы на поверхностях корпуса оправки распылением тонких стальных прутков, имеющих химический состав, соответствующий сравнительным примерам 1-7. Как показано в таблице 2, химические составы покрытий, образованных на поверхности корпуса оправки распылением тонких стальных прутков, имеющих химический состав согласно примерам 1-6, лежали в пределах диапазонов согласно настоящему изобретению.

Таблица 2
Химический состав напыленного покрытия (масс.%) Частота прошивки (разы) Эффективность прошивки (%)
C Si Mn Cu P S
Пример 1 0,015 0,22 0,51 0,18 0,01 0,005 7 82
Пример 2 0,6 0,23 0,56 - 0,01 0,006 10 84
Пример 3 0,27 0,05 0,53 - 0,008 0,005 10 81
Пример 4 0,26 0,24 0,48 0,17 0,009 0,005 9 80
Пример 5 0,26 0,25 0,46 - 0,11 0,006 9 83
Пример 6 0,2 0,5 0,53 - 0,12 0,006 9 84
Сравн. пример 1 0,01 0,21 0,52 0,18 0,11 0,006 2 74
Сравн. пример 2 0,67 0,22 0,48 0,19 0,1 0,005 3 72
Сравн. пример 3 0,15 0,04 0,43 - 0,1 0,006 2 52
Сравн. пример 4 0,26 0,11 0,5 - 0,11 0,005 3 50
Сравн. пример 5 0,26 0,6 0,45 - 0,12 0,005 1 73
Сравн. пример 6 0,15 0,21 0,02 - 0,09 0,006 2 76
Сравн. пример 7 0,14 0,22 1,05 - 0,09 0,005 1 72

Используя прошивную оправку, проводили прошивку-прокатку заготовки. Заготовка была получена из стали 13Cr и имела диаметр 191 мм и длину 2200 мм. После осуществления прошивки и прокатки заготовки визуально устанавливали состояние повреждения напыленных покрытий оправок. Кроме того, измеряли длину в осевом направлении прошивных оправок после прошивки-прокатки. Испытание заканчивали, когда деформация длины в осевом направлении прошивной оправки достигала 3 мм, когда происходило повреждение напыленного покрытия или когда оправка эродировала. Однако, даже если происходило повреждение напыленного покрытия и прошивная оправка эродировала, но если считалось, что в полых трубных заготовках, которые были получены в результате проведения прошивки-прокатки, не возникало внутренних пороков, и если деформация длины в осевом направлении оправки была меньше 3 мм, испытание продолжали. Кроме того, причина прекращения испытания при достижении деформации длины в осевом направлении прошивной оправки 3 мм заключается в том, что произошло истирание напыленного покрытия и оно стало тоньше из-за прошивки-прокатки, ухудшился термоизоляционный эффект напыленного покрытия, и корпус оправки деформировался.

Если после n-й прокатки (n есть натуральное число) деформация длины в осевом направлении прошивной оправки достигла 3 мм, то в случаях, если произошло повреждение напыленного покрытия и прошивная оправка эродировала, частота прошивки оправки принималась равной n-1. Прочность напыленных покрытий оценивали на основе частоты прошивки.

Эффективность прошивки определяется следующим образом. Скорость (называемая далее "скоростью транспортировки"), с которой заготовка транспортируется в осевом направлении, определяется числом оборотов наклонных валков. Однако на реальную скорость транспортировки влияет сопротивление трения между прошивной оправкой и заготовкой и т.п. Соответственно, реальная скорость транспортировки ниже, чем теоретическое значение, рассчитанное из числа оборотов наклонных валков. Отношение скоростей ([(реальная скорость транспортировки)/(теоретическая скорость транспортировки)]×100 (%)) и является эффективностью прошивки. Эффективность прошивки определяли для каждой прошивки-прокатки заготовки. Смазочную способность напыленного покрытия оценивали из среднего значения эффективностью прошивки.

Результаты испытаний

Результаты испытаний приведены в двух таблицах 1 и 2. Частота прошивки у прошивных оправок, содержащих напыленные покрытия, образованные дуговым распылением тонких стальных прутков по примерам 1-6, была выше, чем частота прошивки у прошивных оправок, содержащих напыленные покрытия, образованные дуговым распылением тонких стальных прутков по сравнительным примерам 1-7. Соответственно, напыленные покрытия, сформированные дуговым распылением тонких стальных прутков по примерам 1-6, имели более высокую прочность, чем напыленные покрытия, образованные дуговым распылением тонких стальных прутков по сравнительным примерам 1-7.

Частота прошивки для прошивных оправок, содержащих напыленные покрытия, образованные дуговым распылением тонких стальных прутков по примерам 2-6, была выше, чем частота прошивки для прошивной оправки, содержащей напыленное покрытие, образованное дуговым распылением тонкого стального прутка по примеру 1. Было установлено, что предпочтительный нижний предел содержания C в стальном проволочном стержне составляет 0,6%.

Во всех прошивных оправках, содержащих напыленные покрытия, образованные дуговым распылением тонких стальных прутков по примерам 1-6, деформация длины в осевом направлении оправок составляла 3 мм, и испытания заканчивали. По окончании испытаний повреждений, таких как трещины или складки, на напыленных покрытиях, которые имелись на каждой прошивной оправке, не наблюдалось.

Кроме того, эффективность прошивки у прошивных оправок, содержащих напыленные покрытия, образованные дуговым распылением тонких стальных прутков по примерам 1-6, была выше, чем у прошивных оправок, содержащих напыленные покрытия, образованные дуговым распылением тонких стальных прутков по сравнительным примерам 1-7.

В тонком стальном прутке по сравнительному примеру 1 содержание C было ниже нижнего предела диапазона согласно настоящему изобретению. Соответственно, на напыленном покрытии возникали складки, и частота прошивки уменьшалась. Так как прочность напыленного покрытия была снижена, считалось, что из-за этого на напыленном покрытии происходит пластическое течение во время прошивки-прокатки, и образуются складки.

В тонком стальном прутке по сравнительному примеру 2 содержание C было выше верхнего предела диапазона согласно настоящему изобретению. Соответственно, на напыленном покрытии возникали трещины, и частота прошивки уменьшалась. Считается, что образование трещин происходит вследствие снижения вязкости напыленного покрытия.

В тонком стальном прутке по сравнительному примеру 3 содержание Si было ниже нижнего предела диапазона согласно настоящему изобретению. Соответственно, эффективность прошивки была низкой. Считается, что низкая эффективность прошивки была следствием снижения смазочной способности напыленного покрытия. Кроме того, так как эффективность прошивки была низкой, возникала эрозия прошивной оправки, и как результат снижалась частота прошивки.

В тонком стальном прутке по сравнительному примеру 4 содержание Si было ниже нижнего предела диапазона согласно настоящему изобретению. Соответственно, эффективность прошивки была низкой. Считалось, что низкая эффективность прошивки была следствием снижения смазочной способности напыленного покрытия. Кроме того, так как эффективность прошивки была низкой, возникала эрозия прошивной оправки, и как результат снижалась частота прошивки.

В тонком стальном прутке по сравнительному примеру 5 содержание Si было выше верхнего предела диапазона согласно настоящему изобретению. Соответственно, на напыленном покрытии возникали трещины, и частота прошивки снижалась. Считалось, что образование трещин происходит вследствие снижения вязкости напыленного покрытия.

В тонком стальном прутке по сравнительному примеру 6 содержание Mn было ниже нижнего предела диапазона согласно настоящему изобретению. Соответственно, на напыленном покрытии возникали складки, и частота прошивки уменьшалась. Так как прочность напыленного покрытия снижалась, считалось, что на напыленном покрытии происходит пластическое течение во время прошивки-прокатки, и образуются складки.

В тонком стальном прутке по сравнительному примеру 7 содержание Mn было выше верхнего предела диапазона согласно настоящему изобретению. Соответственно, на напыленном покрытии возникали трещины, и частота прошивки снижалась. Считалось, что образование трещин происходит вследствие снижения вязкости напыленного покрытия.

Выше был подробно описан вариант осуществления настоящего изобретения. Однако этот вариант осуществления является всего лишь примером, и настоящее изобретение никоим образом не ограничено этим вариантом.

Описание числовых позиций и символов

10: прошивная оправка

12: корпус оправки

14: напыленное покрытие

1. Прошивная оправка, содержащая корпус оправки и напыленное покрытие на основе железа и оксида железа на поверхности корпуса оправки, при этом напыленное покрытие имеет следующий состав, мас.%:

C 0,015-0,6
Si 0,05-0,5
Mn 0,1-1,0
Cu 0-0,3
железо, оксид железа и примеси остальное,

причем содержание оксида железа в покрытии составляет от 55 до 80 об.%.

2. Прошивная оправка по п. 1, в которой содержание С в напыленном покрытии составляет от 0,2 до 0,6 мас.%.

3. Прошивная оправка по п. 1 или 2, в которой содержание Cu в напыленном покрытии составляет от 0,05 до 0,3 мас.%.

4. Способ получения прошивной оправки по любому из пп. 1-3, включающий формирование напыленного покрытия на поверхности корпуса оправки путем дугового распыления тонкого стального прутка на поверхность корпуса оправки, при этом распыляют стальной пруток, имеющий следующий состав, мас.%:

C 0,05-1,1
Si 0,4-1,3
Mn 0,2-2,0
Cu 0-0,5
Fe и примеси остальное

5. Способ по п. 4, в котором содержание C в составе тонкого стального прутка составляет от 0,6 до 1,1 мас.%.

6. Способ по п. 4 или 5, в котором содержание Cu в составе тонкого стального прутка составляет от 0,05 до 0,5 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металловедения, химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения, к проблеме трения и износа и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в любой отрасли промышленности.

Изобретение относится к износостойким покрытиям, которые могут быть использованы в поршневых кольцах двигателей внутреннего сгорания. Износостойкое покрытие для поршневых колец содержит, мас.%: Fe от 15 до 25, WC от 10 до 25 , Cr от 30 до 40, Ni от 10 до 25, Mo от 10 до 25, C от 1 до 10 , Si от 0,1 до 2, причем Cr присутствует в покрытии в элементарной форме и в форме карбида Cr2C3, при этом общая доля карбидов составляет от 15 до 50 мас.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам для защитных покрытий для защиты конструктивного элемента от коррозии и/или окисления. Сплав на основе никеля для защиты конструктивного элемента газовой турбины от коррозии и/или окисления при высоких температурах содержит, в вес.%: от более 22 до менее 24 кобальта (Со), от 14 до менее 16 хрома (Cr), 10,5-11,5 алюминия (Al), 0,2-0,4, по меньшей мере одного элемента из группы, включающей в себя скандий (Sc) и редкоземельные элементы, в частности иттрий (Y), при необходимости от 0,3 до 0,9 тантала (Та), никель (Ni) - остальное.

Изобретение относится к способу формирования токоведущей шины на низкоэмиссионной поверхности стекла методом холодного газодинамического напыления с помощью сопла устройства для газодинамического напыления.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке слябов из низколегированных сталей перед нагревом под прокатку. Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали при прокатке включает напыление алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани сляба перед его нагревом в методической печи под прокатку толщиной 0,60±0,02 мм, нагрев его до температуры кипения воды и нанесение поверх него покрытия в виде шамотной суспензии толщиной 1,0±0,02 мм.

Изобретение относится к области нанесения газотермических покрытий, а именно к способам нанесения плазменных покрытий на детали, работающие в экстремальных условиях.
Изобретение относится к области судостроения, в частности к способу защиты металлических элементов судовых движителей. Способ включает нанесение на поверхность металлических элементов методом газотермического напыления защитного слоя из алюминия или цинка и сплавов на их основе, крацевание его внешней поверхности и нанесение на защитный слой полимеризирующего пропитывающего состава с последующей его сушкой.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к защитным покрытиям конструкционных деталей. Сплав на основе никеля для защитного покрытия конструкционной детали, в частности детали газовой турбины, предназначенного для защиты от коррозии и/или окисления детали при высоких температурах, содержит следующие элементы, вес.%: от 22 до менее 24 кобальта, 15-16 хрома, 10,5-12 алюминия, 0,2-0,6, по меньшей мере одного элемента из группы, включающей скандий (Sc) и/или редкоземельные элементы, кроме иттрия, при необходимости, от 0,3 до 1,5 тантала (Та), никель (Ni) - остальное.

Изобретение относится к области получения покрытий со специальными свойствами, в частности к покрытиям с высокой стойкостью к коррозионным повреждениям и износу.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к поршневому кольцу для двигателя внутреннего сгорания с покрытием, нанесенным термическим напылением порошка.

Изобретение относится к линии производства прошивной и прокатной оправки, используемой для изготовления бесшовной стальной трубы. Упомянутая линия содержит устройство для дробеструйной обработки поверхности оправки, расположенное до устройства электродугового распыления для выполнения электродугового распыления стальной проволоки на поверхность основного металла оправки после дробеструйной обработки, для формирования на ней пленки, содержащей оксид Fe и Fe.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении оправок для трубопрокатного стана. Вышедшие из строя оправки из комплекснолегированных хромистых инструментальных сталей с содержанием хрома выше 4%, каждого из карбидообразующих элементов и кремния до 1%, углерода 0,32-0,44% собирают в пучок.

Изобретение относится к способу изготовления оправки для использования в пресс-валковом прошивном стане для изготовления бесшовной стальной трубы/трубки. Способ включает дробеструйную обработку поверхности оправки и электродуговое напыление с использованием проволоки с наполнителем, состоящей по одному из вариантов из железной трубчатой оболочки и наполнителя, содержащего частицы железа и частицы ZrO2 в количестве от 2,5 до 30,0 об.%, при этом на поверхности оправки формируют пленку, содержащую оксид железа, железо и частицы ZrO2, а по второму варианту при электродуговом напылении используют проволоку с наполнителем, состоящую из железной трубчатой оболочки и наполнителя, содержащего частицы железа и частицы BN в количестве от 5,0 до 20,0 об.%, с формированием на поверхности оправки пленки, содержащей оксид железа, железо и частицы BN.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению оправки для прошивного трубопрокатного стана для изготовления бесшовной стальной трубы. Способ включает этап дугового напыления расплавленной железной проволоки и напыление ее расплавленного материала на поверхность основного металла оправки с использованием дугового распылителя с образованием пленки, содержащей оксид железа и железо на поверхности основного металла оправки.

Изобретение относится к области производства труб в горячем состоянии на оправке. Оправка состоит из деталей, которые можно соединять друг с другом и отсоединять друг от друга, и соединительный элемент, который соединяет детали оправки магнитной силой.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к оправке для использования в прошивном стане для прошивной прокатки заготовки. Оправка содержит тело оправки, содержащее передний концевой участок и задний концевой участок, наплавленный слой, сформированный по меньшей мере на части поверхности переднего концевого участка тела оправки, и напыленное пленочное покрытие, содержащее железо и оксиды железа и покрывающее по меньшей мере поверхность, начинающуюся от заднего конца наплавленного слоя до конца заднего концевого участка тела оправки.

Изобретение относится к области прошивки заготовок. Предотвращение дефектов в виде плены внутренней поверхности в полой гильзе обеспечивается за счет того, что прошивная установка содержит оправку со сквозным отверстием, которое проходит вдоль центральной оси оправки, выполненную с возможностью пропускания центрального участка прошиваемой заготовки через упомянутое сквозное отверстие, при этом установка имеет множество валков, размещенных вокруг оправки в осевом направлении, или контейнер для размещения заготовки и ее прошивки оправкой с прессованием заготовки в ее осевом направлении.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению оправки прошивного стана для производства бесшовной стальной трубы/трубки. Вначале осуществляют дробеструйную обработку поверхности оправки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением на станах винтовой прокатки. Оправка имеет переменный профиль.

Изобретение относится к оправке прошивного стана. Прошивная оправка содержит корпус оправки, Ni-Cr-слой, сформированный на поверхности корпуса оправки, и напыленное покрытие, сформированное на поверхности Ni-Cr-слоя.

Изобретение относится к области металловедения, химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных износостойких материалов конструкционного назначения и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в промышленности. Способ высокоскоростного газопламенного напыления многослойного композитного покрытия из порошковых материалов на металлическое изделие включает нанесение нижнего слоя покрытия толщиной 20-100 мкм из механически активированного порошка Ni, среднего слоя - толщиной 50-500 мкм из механически активированного порошка с эффектом памяти формы на основе TiNi и верхнего слоя - толщиной 50-500 мкм из механически активированной смеси порошков из В4С, WC, (Cr3C2 или CSi), Со, Ni, С, при их соотношении вес.%: В4С 35-80, WC 7-40, (Cr3C2 или CSi) 7-30, Со 1-5, Ni 4-7, С 1-3. Затем проводят отжиг при температуре 600-800°С в течение 0,5-1 ч. После нанесения среднего слоя из сплава с эффектом памяти формы на основе TiNi осуществляют его поверхностное пластическое деформирование при нагревании в интервале температур мартенситного превращения на величину до 4-10% от толщины слоя. Механическую активацию порошков и высокоскоростное газопламенное напыление производят в защитной атмосфере. Обеспечивается повышение прочностных характеристик и износостойкости композитных покрытий с использованием материалов с эффектом памяти формы. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Наверх