Способ подготовки поверхности заготовки из тугоплавких металлов под горячую деформацию
Союз Советских Социалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 17 03,77 (21) 2462462/22-02 с присоединением заявки J% (23) Приоритет Опубликовано 28.02,80. Бюллетень % 8 (61)М. Кл. В 21 В 3!00 Гааудлрстввннь|й каинтет СССР аа млам нзабретаннй н атхрытИ (5Ç) УДК 621. .77,04 (088,8). Дата опубликования описания 28 02 80 Г. В. Курганов, Т. И. Зеленцов, Г. Г. Лимонов, В. Г. Паршиков, М. С. Лейтман, О. П. Колчин и В. А. Зимин / (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (ВНИИТС) (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ ИЗ Т тОПЛАВКИХ МБтАЛЛОВ ПОД ГО ЯЧУ1О ДЕФОРМАЦИЮ Изобретение относится к области обра» ботки тугоплавких металлов давлением, преимущественно прокатке листов и получению прутков малого диаметра. Тугоплавкие металлы и сплавы на их дснове, как правило, являются труднодефор5 мируемыми и малопластичными. Они интенсивно окисляются в процессе обработки давлением, что приводит к значительным потерям этих металлов в виде легколету10 чих токсичных окислов, что ухудшает качество самого изделия. Кроме того, окислы осаждаются на инструмент и технологическое оборудование, приводя к преждевременному его износу, и значительно ухудшают условия труда. Известен способ подготовки поверхности заготовки из тугонлавких металлов, заключающийся в том, что перед прокаткой заготовки помешают в защитную оболочку и подвергают прокатке 1.1). Однако известный способ требует проведение предварительных трудоемких и, малопроизводительных операций, а именно вырубку листа, сварку пакета, перед конечной стадией которой необходимо откачать воздух, находящийся в зазоре между заготовкой и оболочкой. В противном случае не будет обеспечено диффузионное охватывание основного металла с металлом оболочкой. В среднем для изготовления одной заготовки под прокатку таким способом требуется не менее трех часов. Из-за большой трудоемкости и малой производительности этот способ зашиты тугоплавких металлов от окисления в процессе прокатки широкого применения не натее, Известен также способ подготовки поверхности заготовки из тугоплавких металлов, заключающийся в том, что на поверхность наносят жаростойкие эмали ?), Однако покрытие с помощью эмалей защищают металл только в процессе нагрева тт"разрушаются на первых же стадиях обработки давлением. Этот метод совершенно не пригоден там, где процесс деформа3 7181 ции является многостадийцым, например при листовой прокатке. Целью изобретения является увеличе-, ние выхода годной продукции путем сни жения потерь на окисление и повышения - "- пройзводительности труда. Для этого на поверхность заготовки из тугойллвкого металла перед обработкой давлением наносят покрытие напылением в жидком или псевдожидком состоянии, имеющего предел текучести при температуре обработки давлением 14-92 4 от предела текучести металла заготовки. Толщина покрытия — 5-20"о . Предлагаемый способ обеспечивает проч45 ное сцеплейие наносимого металла с заготовкой вследствие того, что жидкий металл хорошо адсорбируется поверхностью заготовки. Кроме того, прочность сцепления обеспечивается диффузионным сцеплением 20 наносимого расплавленного металла с металлом основой в процессе нагрева заготовки перед обработкой давлением продолжительностью 40-60 мин, обеспечивающим протекание гетеродиффузии. Нанесенное покрытие защищает основной металл от окисления на всех стадиях обработки давлением и обеспечивает обработку на проход, не исключая непрерывность процессов за счет совмещения оггераций нагрева под обработку давлением и нанесения покрытий. Предел текучести металла покрытия составляет 14-92% от предела текучести ме-, талла заготовки, причем, если отношеййе 35 пределов текучести меньше 1%, слой покры тия выдавливается из очага деформации, что приводйт к неравномерной деформации и ухудшает качества готового листа, Если отношение пределов превышает 0,95 4, то 40 увеличивается сопротивление деформировапия, ухудшаются условия контактного трения, увеличивается неравномерность проработки структуры по толщине основного металла. Предлагаемый способ эффективен при обработке длинномерных изделий, преиму. щественно в рулонах или бухтах, и поз-. воляет ввести механизацию и частичную автоматизацию процесса. Кроме того, этот способ уменьшает сопротивление деформа- ® ции за счет того, что непосредственно с инструментом взаимодействует металл с меньшим пределом "текучести, чем ме талл заготовки. Это позволяет снижать температуру нагрева заготовки перед обработкой, исключает налипание, тугоплавки металлов на инструмент, улучшает проработку структуры, что позволяет в свою 89 4 очередь успешно обрабатывать труднодеформируемые и малопластичные сплавы на основе тугоплавких металлов, не исключает возможности получать при необходимости биметаллы, триметаллы, а при многократном .нанесении покрытий из разнородных металлов многослойные металлические 1 материалы, повышает качество листа, значительно улучшает условия труда, в первую очередь за счет отсутствия образования легколетучих окислов тугоплавких металлов. Пример . На поверхность сутунок из молибденовых сплавов систем Йо — 2„ - Ti — Cu Mo- Zr -N > - С с размерами 30 х х70 х 200 мм наносится никель с помогггг þ низкотемпературной плазмы. Напыление проводится на установке УПУ-3 при следук щих режимах: мощность разряда 20 кВт, скорость подачи порошка в струю плазмы составляет 25-35 об/мин, скорость напыляемых частиц составляет 100-120 м/с, что обеспечивает хорошую адсорбцию не только расплавленных, но и нерасплавленных частиц, которые за счет их высокой кинетической энергии и высокой температуры при соударении с поверхностью сутунок находятся в псевдожидком состоянии. Время нанесения слоя составляет 2 мин. Толщина напыленного слоя составляет 2-4мм (5-20 4). Сутунки прокатаны на полосы толщиной 1,0 мм при 1400-800 С за пять проходов (с оотн ошен ие в " ) . П ри этом потери на окисление уменьшаются с 3% до 0 5 о. Более 98 4 площади прокатываемых полос покрыто плотным слоем никеля толщиной 60-70 мкм. Слой покрытия находится в очаге деформации в непосредственном контакте с рабочим инструментом в данном случае с валками. При этом температура в нем ниже, чем температура заготовки в целом, В данном случае для покрытия температура составляет около 850 С, а предел текучести никеля при 850оС составляет 2 кг/мм . Для заготовок в це2 лом при 1400 C предел текучести металла составляет 4 кг/мм . Таким образом; 8 предел текучести никелевого покрытия, при данных конкретных условиях деформации составляет 50 4 от предела текучести молибдена;, Кроме никеля, в качестве покрытия заготовок тугоплавких металлов могут быть использованы хром, нержавеющая сталь, железо, кобальт. Измерение энерго-силовых параметров показывает что сопротивление деформированию нри прокатке уменьшается на 15ь, 89 2, Там же, с. 365. Составитель М. Блатова Редактор 3, Ходакова Техред С. Мигай Корректор Г. Решетник Заказ 9966/1 Тираж 986 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 7181 При прокатке отсутствует выделение токсичных окислов молибдена, что позволяет значительно улучшить условия работы. формула изобретения Способ подготовки поверхности заготов-. ки из тугоплавких металлов под горячую деформацию, включающий нанесение защитного покрытия, отличающийся тем, что, clO неЛъ о повышения выхода годного путем снижения потерь. на окисление, покрытие наносит напылением в жидком или псевдожидком состоянии со скоростью 100-120 м/с из материала с пределом текучести, равным 14-92% от предела текучести материала заготовки, и толщиной покрытия 5-20 . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Корнеев Н. И.,и др. Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов. М., Металлургия, 1975, с, 75.
