Способ изготовления высокопрочной сталеалюминиевой проволоки

 

(ii)881136

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200380 (21) 2897155/22-02 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 15,1181 Бюллетень Мо 42 р1)м. к,.

С 21 0 9/52

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (5З) УДК 621. 785.

° 47 (088. 8) Дата опубликования описания 15,13 81

X.H. Белалов, Г.В. Баталов, H.E. ЛысянЫй, Г.A. Цеголев, Б.С. Волосастов, В.Е. Баэ рова, В.A. Голомаэов, С.А. Терских, В.Л. Пирфа ов -- и В Н. Теуш

1 оЕ р - @;;Всесоюзный научно-исследовательский ин гнчут,. метиэной промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОЙ CTAJIEAJIIOMHHHEBOA

ПРОВОЛОКИ

Изобретение относится к метизному производству и может быть использовано для изготовления высокопрочнойбиметаллической проволоки с сердечником из средне- и высокоуглеродис-. той стали и алюминиевой оболочки.

Известен способ изготовления высокопрочной сталеалюминиевой проволоки, по которому наружные слои. стального патентированного сердечника обезуглероживают, обеспечивая снижение разности напряжений, вызывающих плас тическую деформацию приконтактных слоев твердого сердечника и мягкой обо-лочки. Это улучшает,адгезию контак- 15 тирующих поверхностей в процессе волочения сталеалюмнниевой заготовки (1) .

Недостатком этого способа является то, что он не устраняет .образова- 20 ние в переходной зоне контакта стали. и алюминия хрупких ннтерметаллидов, которые образуются при нагреве .maneалюминиевой заготовки, например, в процессе наложения алюминиевой обо- 25 почки, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления сталеалюминиевой.проволоки, позволяющий устранить образо- 35 ванне хрупкого слоя ннтерметаллндов на границе сталь-алюминий, снижающих механические свойства биметаллической проволоки. Это достигается наложением алюминиевой оболочки на стальной сердечник, который после обеэуглерожи-. вания, патентирования, заключающегося в нагреве до температуры аустениэацни с последующей иэотермической выдержкой для получения сорбитной структуры, подвергают. очистке, нанесению тонкого слоя цинка и последующей деформации полученной биметаллической заготовки..Так как величина пограничного слоя образующегося диффузионного соединения Zn и А1 примерно равна 20 мкм, то слой цинка на стальном сердечнике должен быть меньшим 20 мкм. Получить такое тонкое покрытие из расплава Zn не удается. Избыточный цинк наплывов засоряет дорн при наложении алюминиевой оболочки опрессованием н вальцы при накатке.

Поэтому избыточный цинк перед наложением алюминиевой оболочки удаляЮт.

Из-за неравномерности цинкового слоя удаление его избытка вызывает значительные технические трудности. Тон- кое и равномерное цинковое покрытие на стальном сердечнике возможно по881136 лучить электролизом либо водных растворов, либо расплава солей, содержащих ионы цинка, с последующим наложением алюминиевой оболочки (2) .

Недостатком данного способа является его высокая стоимость. Способ нанесения цинкового покрытия электролизом дорог сам по себе, Кроме того

l э данном способе операции обеэуглероживания поверхности стального сердечника, его патентирование и цинко-, вание проводятся на отдельных агрегатах, что дополнительно повышает с-.оимость алюминиевой заготовки и услож- . няет технологию ее производства.

Цель изобретения — упрощение технологии изготовления высокопрочной !5 сталеалюминиевой проволоки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления высокопрочной сталеалюминиевой проводоки, включающему обезуглероживание щ поверхностного слоя стального сердечника, нагрев до температуры аустениэации с последующей изотермической выдержкой для получения сорбитной структуры, очистку, цинкование, нрложение алюминиевой оболочки и деформацию заготовки, нагрев стального сердечника до температуры аустенизации производят в неокисляющей обеэуглероживающей атмосфере, а изотермическую выдержку осуществляют в расплаве солей, содержащих ионы цинка.

Кроме того, цинкование осуществляют электролизом расплава солей.

Для этого в муфель патентировочной печи противотоком подают обеэуглеро- 3S живающий (увлажненный) защитный газ, содержащий азот с добавками ВоссТВновителей Н и СО. Температура в зо-. нах печи соответствует температуре нагрева под аустенизацию для марки 4О стали сердечника, При движении проволоки-сердечника через муфель печи

/ окислы поверхностного слоя восстанавливаются, а сам поверхностный слой обезуглероживается вследствие взаимо- 4 действия углерода поверхностного слоя . сердечника главным образом с Н О.

Стальной сердечник с чистой и обезуглероженной поверхностью поступает сразу в ванну изотермической выдержки; заполненную расплавом солей, содержащим ионы цинка, например соль

ZnCI2 . На поверхности сердечника осаждается слой контактного цинка, толщина которого составляет 0,5-1,0 мкм, если условия процесса примерно равны 55 условиям обычного патентирования (размеры ванны, скорость прохождения проволоки). Подготовленный таким образом сердечник иэ средне и высокоуглеродистых,сталей покрывают алюминиевой оболочкой.. Если в процессе наложения алюминиевой оболочки, стальной сердечник нагревают, то для предотвращения окисления цинкового слоя нагрев производят в защитной д5 среде, например, подачей защитного газа на участке нагревательное уст— ройство — инструмент для наложения алюминиевой оболочки.. Толщину осаждаемого в ванне иэотермической выдержки цинкового слоя можно увеличить, применяя злектролиз расплава солей. Для этого в ванну с расплавом погружают цинковые аноды и создают разность потенциалов между анодами стальной проволокой-сердечником, :который служит катодом.

Пример. Проволоку из стали

50 диаметром 3,0 мм патентируют подавая противотоком в муфель печи защитный газ, содержащий 2Ъ Н 2% СО и остальное — азот, увлажненный до температуры точки росы +15 С. Температура нагрева сердечника в 1-ой зоне 680 С, в остальных — 900 С. Температура ванны изотермической выдержки с расплавом солей, вес.Ъ: ZnC1 50 +. NaC1 25 +

+ КС1 25 — 470 С. При скорости прохождения проволоки 10 м/мин и длине ванны иэотермической выдержки 5 м полу-. чен патентированный стальной сердечник с цинковым покрытием 0,8 мкм и следующими механическими свойствами: временное сопротивление разрыву 96101 кг/мм, относительное удлинение

9-103, число гибов 12-16, число скручиваний 36-46. Стальной сердечник с контактным слоем цинка в количестве

3 т опрессовывают алюминиевой оболочкой в цехе биметалла Магнитогорского метизно-металлургического завода.

Холодным волочением из заготовки диаметром 4,3 мм получена сталеалюминиевая проволока диаметром 2,6 мм, свойства которой соответствуют .требованиям к высокопрочной сталеалюминиевой проволоке.

По данным Магнитогорского метизно- металлургического завода стоимость операций очистки и цинкования стального сердечника, проводимых отдельно от процесса патентирования, составляет 18 руб. на 1 т проволоки диаметром 3 мм. В данном способе в результате упрощения технологии изготовления оцинкование осуществляют в процессе патентирования и расходы на проведение укаэанных операций полностью ликвидируются, т.е. экономия от применения 1 т стального сердечника в сталеалюминиевой заготовке составляет 18 руб. на 1 т проволоки. Годовая потребность завода в стальном оцинкованном сердечнике .для сталеалюминиевых проводов составляет 700 т.

Эффективность предлагаемого способа без учета эффекта обеэуглероживания при патентировании только на Магнитогорском метизно-металлургическом заводе равна 700) 18 = 12600 р в год.

Формула изобретения

1, Ср0006 изготовления высокопрочной сталеалюминиевой проволоки, вклю

8811 36

Составитель А. Секеи

Техред С.Мигунова Корректор В. Синицкая

Редактор Н. Минко

Заказ 9874/43 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ 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 чанщий обеэуглероживание поверхностного слоя стального сердечника, нагрев до температуры аустениэации с последующей иэотермической выдержкой для получения сорбитной структуры, очистку, цинкование, наложение алюмнниевой оболочки и деформацию заготовки, отличающийся тем, ито, с целью упрощения технологии изготовления, нагрев стального -сердечника до температуры аустениэации, производят в неокисляющей обеэуглероживакщей атмосфере, а иэотермическую выдержку осуществляют в расплаве солей, содержащих ионы цинка.

2. Способ по п. 1, .о т л и ч а— ю шийся тем, что цинкование осуществляют злектролизом расплава солей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Ю 26479, кл. 12 С 224, 1970.

Z. Теория и практика метизного производства. Сборник научных трудов

Магнитогорского горно-металлургического института. Магнитогорск, вып. 11, 1975, с. 150-152.