Способ изготовления многослойных изделий

 

Союз Советскми

Социалнстическмх

Республик пп 733948 (о1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 200778 (21) 2646174/25-27 с присоединеннем заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 1505.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 1805.80 (51)М. Кл.

В 23 P 3/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. .771. 8 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.А. Каретников и С.С. Семилетов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве полиметаллических изделий, например, листов, прутков и труб из разнородных металлов методами обработки давлением.

Известен способ получения многослойных изделий иэ разнородных металлов, в котором проводят нагартовку заготовки иэ более прочного металла (сплава), сборку многослойного пакета из разнородных металлов (сплавов); нагрев пакета и его деформирование f 1) .

Описанный способ удовлетворяет высоким требованиям, предъявляемым к непрочности сварного соединения.

Однако наличие складчатой поверхности в контакте разнородных металлов снижает качество многослойных изделий ввиду непостоянства сечений контактирующих слоев и увеличение припусков на обработку при необходимости изготовления из многослойных полуфабрикатов изделий со снятием стружки.

Цель изобретения — устранение отмеченых недост ат ков из вестного способа.

ЗО

Цель достигается тем, что перед сборкой составляющие пакета, выпол ненные иэ более прочного металла (сплава), отжи гают при температурах

О, 95 — 1, 2 Тр (Тр — температура рекристаллиэации, С) с обеспеченнем размераа рекри ст аллизов анн oro зерна

5-40 мкм. Термообработку более прочной составляющей выполняют или перед сборкой пакета, или в процессе нагрева собранного пакета перед деформиров анием.

Термическая обработка в температурном интервале 0,95-1,2 Тр приводит к снятию деформационного упрочнения и преследует цель выравнивания механических свойств заготовки в различных направлениях.

Кроме того, при регламентированном размере рекри ст алли э он анно го зерна (5-40 мкм) протяженность границ зерен и их площадь достигают значительных величин. Последнее, в условиях обработки давлением при повышенных температурах, например, 0,7-0,9 Тр (т.е. когда диффузионные процессы играют важную роль в меха,низмах пластической деформации) обеспечивают резкое снижение прочно т733948 ных характеристик и существенно снижает возможность проявления анизотропии механических свойств отдельных кри ст алл ов .

В процессе обработки давлением при у к аз ан ных выше т емператур ах, способствующих выравниванию механических свойств составляющих пакета,, мел коз ерни ст ая структура заготовки иэ более прочного металла деформируется не только скольжением (как в случае нагартованного материала), но и путем сдвигов по границам зерен и поворота последних. В результате структурнЫе элементы заготовки из более прочного металла, ответственные в силу наличия в них анизо- .)5 тропии механических свойств за формирование рельефа, становятся (например, при йрессовании) неспособными из бирательно (локэльно) противостоять воздействию равномерно распределенных по периметру рэдиальннх сжимающих напряжений и не образуют выступов и впадин на поверхности.

Таким образом, после деформирования многослойного пакета .в контакте разнородных металлов полу ают равную поверхность и тем самым достигают высокую точность слоев в многослойном изделии.

По данным проведенных исследований оптимальными у<"ловиями получения 30 высокой точности следует признать отжиг на завершение рекристаллизации обработки заготовки из более прочного металла с обеспечением размера рекриcTdT1JIH30Hанного зерна 1.5-25мкм. 35

Нижняя граница температурного интервала> (О, 9 5 Тр) оправдана при продолжительных иэотермических выдержках, используемых в практике Щ термообработки материалов с низким коз ффици ейт ом т епло проводности „Отжиг заготовок нэ. верхнем пределе температуры (1, 2 Тр) предполагает проведение скоростного нагрева (свыше

100 /сек), в результате которого начало рекристэллиэации сдвигается в область высоких температур на

5-15%.

Пример. Проводилось.изготовление биметаллических труб малоуглеродистая сталь марки ст. 3 — сплав молибдена ВМ-1. Размер труб

15,9х8„5 мм. ! (Исходные материалы, сталь марки ст. 3 — пруток 40 мм, горячекатанный, молибденовый сплав ВЙ-1 - пруток

27,5 мм, нагартованный со степенью деформации "75% прессованием при

1000 С. Температура рекристаллизации бо сплава ВМ-1 1400ОС.

Изготовление труб осушествляется следующим образом.

Пруток сплава BN-1 отжигали при температуре 1500 С (1.,07 Тр) в течение 1 ч в вакууме с остаточным давлением 1 ° 10 MM рт.ст. После отжига размер рекристэллизованного зеркала составляет 25мкм.

Из полученного полуфабриката механической обработкой вытачивают полую, цилиндрическую заготовку и устанавливают ее в стакан из.стали марки ст. 3. Во внутреннюю полость заготовки из ВМ-1 вставляют втулку с наружным буртом, пр едн аз н аче иную для герметиз ации поверхности соединения разнородных металлов и изготовленную из стали марки ст. 3. Собранный пакет заваривают на электроннолучевой установке в вакууме не хуже 1 .10 Змм рт.ст., нагревают в индукционнойй печи до температуры

1100-1150 С (0,78-0,82 Тр) и прессуют на игле с коэффициентом вытяжки

У=. 8.

Контроль за состоянием поверхности контакта стали со сплавом молибдена проводят визуальным осмотром трубы из сплава ВМ-1 после удаления с ее поверхности плакирующего слоя стали химическим травлением, а также на поперечных сечениях биметаллических труб.

Предлагаемый способ был также опробован при прессовании биметаллических труб сталь Х18Н10Т вЂ” сплав

ВН-1, сталь Х18Н10Т вЂ” сплав ниобия, сталь марки ст. 3 — сплав вольфрама

Размеры труб изменялись в пределах от 1б,Ох11,0 до 36,0х32,0 мм. Результаты выполненных экспериментов были аналогичны полученным при изготовлении биметаллических труб ст . 3 — - сплав ВМ-1 .

Предл агаемый способ получения многослойных иэделий из разнородных металлов (сплавов) по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества °

Повышается точность сечений слоев разнородных металлов в изделии и тем самым улучшается качество послед. них, создается воэможность изготовления= полиметаллических изделий с особо. тонкими слоями и постоянным объемным содержанием составляющих в каждом сечении изделия, а также увеличивается выход годного,при обработке многослойных изделий со снятием стружки эа счет снижения припусков на обработку.

Формула изобретения

Способ изготовления многослойных изделий из разнородных металлов, включающий сборку составляющих в пакет, нагрев и пластическое дефор. мирование собранного пакета, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества изделий, перед

733948

Составитель Н. Чернишевскач

Редактор Т. Кузнецова Техред Ж.Кастелевич Корректор М. Шароши

Заказ 1965/21 Тираж 1160 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 сборкой в пакет составляющие, выпол ненные из более прочного -металла, отжигают при температуре, равной

0,95-1,2 температуры рекристаллизации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. АвтОрское свидетЕльство СССР по заявке Р 2640448/25-27, кл. В 21 С 23/24, 09.03.77.