Способ получения биметаллических труб

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)637228 (бт) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Занвлено20.05.77 (21) 2497033/25 27 (51} М. Кл с присоединением заявки №

В 23 Р 3/02

Государственный коватет

Совета Министров СССР оо делан иэооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано i 5.12.78.Бюллетень № 6 (53) УДК 621.771. (45) Дата опубликования описания 18. 12. 78.8 (0ЕЕ.Е) I

1, ) < (72) Автор изобретении

B. С. Сапепкнн (71) Заявитель (54) CfTOCOE ПОЛУ fEHHH БИМВтИИИЧГСКИХ TPVb

Изобретение относится к машиностроь нню.,Способ может быть использован для получения биметаллических труб нз сталей, цветных сплавов и тому подобных материалов, а также для плакирования труб слоями из различных металлов. 5

Известен способ изготовлении многослойного трубчатого иэделия, при котором трубчатые заготовки„вставленные одна в другую, подвергают раздаче в матрице при температуре ниже температуры кристаллизации металла. В процессе расширения смежные заготовки напрессовываются одна на другую, образуя многослойное изделие с наружным и внутренним разме рами 11). т5

Недостатком известного способа является сложность технологического оборудования.

Известен способ получения биметаллических труб, включаюший сборку трубы в трубу по плотной посадке, образование двухслойной заготовки, последуюший ее нагрев и горячее деформирование )2J.

Недсстатком етога способе явпяетсл сложность получения заготовки из труб, посаженных одна на другую па плотной посадке, так как трубные заготовки дпл обеснеченил платной посадкн предварительно должны быть точно обработаны, что весьма сложно н дорого. йпл длинномерных труб не всегда мажет быть осушествпена платная насадка нэ-эа искажений, cas3aHHbtx с иэгибамн xpy6 npr< nx oápaботке.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому способу является способ получения биметаллических труб путем сварки давлением, закпючаюшнйся в том, что в наружную трубную заготовку вставляют внутретптюю тонкостенную заготовку, после чего собранную двухслойную заготовку помешают в снецнапьное устройство, где нз пространства между трубами атсасывается воздух, а ва внутреннюю полость вставленной грубы падается расплав солей, предварительна нагретых до температуры горячей ппастн3

6,3 (22 ческой деформации металла внутреннего слоя. Прн нагреве внутренняя заготовка расширяется. дальнейшая деформация ее до плотного прилегания к внутренней поверхности наружной заготовки осушесть- 3 ляется повышением давления расплава солей. После этого в рабочую жидкость подаются ультразвуковые колебания, под действием которых внутренняя заготовка приваривается к наружной трубной aего- 16 товке (3 .

Недостатки прототипа - сложность технологического оборудования для создания давления расплава солей, необходимость применения высокотемпературных уплотне- И ний для предотвращения перетечек расплава в оборудовании; необходимость создания мощных прессов или насосного оборудования для реализации высоких уровней давления расплава в случае примене- 26 ния внутренней заготовки с толстыми стенками, что снижает надежность соединения биметаллических слоев из-за трудностей реализации высоких давлений. Лелью изобретения является упроше- И ние процесса получения труб и повышение надежности соединения биметаллических слоев.

Это достигается тем, что в полость вводят расплав металла или сплава с 36 объемом, уменьшающимся при плавлении, т.е. с отрицательным изменением, а деформирование осуществляют посредством кристаллизации расплава.

В полость вводят расплав кремния. ЗЗ

По предлагаемому способу соединение трубных заготовок друг с другом осушест вляют за счет увеличения объема при кристаллизации некоторых расплавов. В качестве расплавов, обладающих свойством увеличивать свой объем при кристаллизации, могут быть взяты кремний, имею, ший температуру плавления (< << 1412 С. и изменение объема при затвердевании к объему в расплавленном состоянии(Ю)

9,6%, галлий 1 ПА =30 С a V =3,2%) о германна фна =937 С,А 7 =5%), олоао (4 q< 630 С,сЖ вЂ” -0,95%), висмут (Е,ц, = 271 С, аМ =3,35%) и сплавы на их основе.

И

При кристаллизации вышеназванных расплавов в стесненных условиях внутри трубы развиваются давления в несколько тысяч атмосфер. Под действием высокого давления и в условиях нагрева происходят пластическая деформация внутренней трубной заготовки и сварка по контактным поверхностям.

Пример осуществления способа.

Берут трубные заготовки, выполненные из стали 12X18Hl0T и циркония. Трубки размещают коаксиально друг другу. 11аружная трубка — стальная с внутренним диаметром 20 мм и то пциной стенки 3 мм, внутренняя — циркониевая с наружным диаметром 19,6 мм и толщиной стенки

1 мм. Концы циркониевой трубки раздают механическим путем, например коническим пуансоном, до соприкосновения с концами стальной трубки. Затем заготовку помешают между двумя фланцами, которые соединяют один с другим шпильками и таким образом стягивают в осевом нап.равлении с уплотнением торцов заготовки.

Фланцы имеют штуцеры для заливки расплава внутрь циркониевой трубки. Снаружи у края в стальную трубку введен штуцер для подсоединения кольцевого зазора к насосу, откачиваюшему воздух до давле-1 ния 10 мм рт.ст. После откачки воздуха в предварительно подогретую заготовь о ,ку заливают расплав кремния при 1600 С, затем фланцы герметизируют и заготовку охлаждают до комнатной температуры.

После охлаждения кристаллизованный кремний удаляют из трубы. В результате получают биметаллическую трубу с наружным слоем иэ стали и внутренним слоем из циркония.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет упростить технологическое оборудование для создания высоких давлений расплава вследствие исключения прессового и насосного оборудования, совершенно необходимого в известном способе, давления в несколько тысяч атмосфер реализуются в результате кристаллизации предварительно нагретого расплава без каких-либо устройств, предназначенных для создания давления расплава (матриц, насосов и т.п.).

Кроме того, предлагаемый способ обес. печивает повышение надежности диффузионного сцепления поверхностей, поскольку высокий уровень давлений позволяет получить более качественное сцепление между поверхностями, что особенно важно при деформировании заготовок с тос стыми стенками (более 3 мм), и возможность проведения многократного процесса расплавления и кристаллизации расплава с промежуточными добавками (доливками) расплава, что позволяет получить высокие степени деформирования заготовки. Он может быть достаточно легi ко автоматизирован, особенно для полу6 3 (228

Составитель Н. Кулакова

Редактор Т. Юрчикова ТехредН. Андрейчук Корректор E. Йнчннская.

Заказ 7011/7 Тираж 1221. Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 чения длннномерных труб, когда удаляемый криствллизованный расплав возвращается в начало процесса, обеспечивая непрерывное заполнение двнжушейся трубной заготовки.

Формула изобретения

l. Способ получения биметаллических труб, включаюший коаксиальное рвзмешение трубных заготовок, введение расплава вешества в полость внутренней труб ной заготовки и ее деформирование, о тН и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрошения процесса получения труб и п ъвышения надежности соединения бнметаллических слоев, B полость вводят расплюев металла или сплава, уменьшаюшегося в обьеме при плавлении, а деформироввняе осушествляют посредством кристаллизации

Ф расплава.

2.Способпоп. 1, отлн чаюш и и с я тем, что в качестве расплава берут расплав кремния.

Источники информации, принятые во

10 внимание при экспертизе:

1. Патент США % 3769691, .кл. 29-523, 06. 11.73.

2. Авторское свидетельство:СССР

М 264145, кл, В 23 Р 3/02, 04.11.68.

133. Авторское свидетельство СССР

% 332997, кл. В 23 Р 3/02, 27.03.70.