Способ изготовления композиционной проволоки

631/22-0 сударственныв комнтет СССР о делам изобретений и открытий.01.7 5) Дата опубликования описан 2) Авторы изобретени Х. Н. Белалов и Г. В, Батало Всесоюзный научно-исследовательский ин метизной промышленности 1) Заявител ИЗГОТОВЛЕНИЯННОЙ ПРОВОЛОКИ(54) СПКОМПОЗИ Изобретение относится к области метизного производства, в частности к производству стальной высокопрочной проволокидля канатов и других проволочных изделий,работающих на износ,Известен способ изготовления композиционной проволоки, включающий изготовление составной заготовки в виде стальнойпроволоки, покрытой гальванически материалом, содержащим атомы сплава второй компоненты, волочение и термодиффузионный отжиг для образования в покрытии диффузионного сплава 11.Недостатком способа является малаятолщина наносимого покрытия, что не обеспечивает существенного увеличения износостойкости и прочности, Кроме того, применение этого способа ведет к усложнениюпроизводства и его высокой стоимости посравнению с получением композиционнойпроволоки пластической деформацией крупной составной заготовки.Небольшая толщина покрытия не обеспечивает возможностей для проведения термообработки (окончательной или промежуточной) металла основы, так как дополни.тельный нагрев или выдержка может вызвать ухудшение свойств покрытия за счетего диффузионного размытия и взаимодействия с пограничными средами. Известен также способ, который заключается в горячей прокатке и волочении составной заготовки с применением промежуточных и окончательной термообработок.5 Составная заготовка изготавливается поэтому способу напрессовкой сплошной концентрической оболочки на высокопрочныйсердечник или заливкой твердого сердечника (оболочки) жидким металлом оболочки (сердечника) 12,Однако при реализации этого способатрудно получить высокопрочную композиционную проволоку, имеющую участки сбольшой твердостью, так как такие участ 5 ки имеют малую способность к пластическому формоизменению, Повысить их пластичность можно за счет изготовления этихучастков, например, из дисперсионно-твердеющих сложнолегированных сталей. НоО такие стали дороги, и они могут протягиваться только способом теплого волочения,что удорожает производство.Другим недостатком указанного способаявляется то, что в процессе переработкисоставной заготовки в проволоку и при ееокончательной термообработке происходитвзаимная диффузия компонентов композиции, Свойства готовой проволоки определяются в основном химсоставом компонентисходной заготовки. Изменение химсоставакомпонент в процессе переработки проволоки приводит к ухудшению ее свойств. Для исключения или существенного затруднения взаимной диффузии приходится суживать диапазон возможных сочетаний компонент металлами с малой взаимной диффузией, либо применять барьерные слои, Но с уменьшением диаметра проволоки происходит пропорциональное уменьшение толщины барьерного слоя и, начиная с определенного диаметра, барьерный слой не является существенным препятствием для диффузии. Поэтому для получения тонких размеров проволоки (менее 1,0 лм) применение барьерных слоев не эффективно.Целью изобретения является повышение износостойкости проволоки и упрощение технологии ее изготовления.Это достигается тем, что изготавливают составную заготовку, основой которой является углеродистая сталь с содержанием углерода 0,1 - 1,0/, в которой выполняют продольные пазы, заполняют их сильнокарбидообразующими элементами, например Сг, Мо, Ъ", Т 1, %, МЬ, Та. Заготовку затем подвергают горячей и холодной деформации для получения проволоки требуемого размера. Высокая твердость, прочность и износостойкость проволоки получается за счет диффузионного отжига на последнем переделе или на готовом размере из-за диффузии углерода из углеродистой основы в легированные участки и образования в них высокопрочных карбидов,Существенной частью предлагаемого технологического процесса является взаимная диффузия элементов компонент, поэтому не нужны барьерные слои.При изготовлении проволоки по предлагаемому способу нет необходимости сохранения состава компонент в относительно больших объемах, следовательно, композиционную проволоку с твердыми участками можно готовить с меньшим содержанием дорогостоящей легированной компоненты. Небольшие объемы твердой компоненты находятся в более благоприятных условиях деформации из-за проявления эффекта пластифицирования тонких слоев. Кроме того, небольшие объемы легированной компоненты можно расположить отдельными участками, а не по всему периметру матрицы, Это мало скажется на рабочие харак. теристики проволоки, но облегчит проявление эффекта пластифицирования твердых слоев, которые могут появиться в результате промежуточных нагревов.Углеродистую основу с пазами для легированной компоненты можно получать методами резания металлов, а также прокаткой, что является наиболее экономичным, Нанесение легированной компоненты можно осуществить методами заливки жидкой компоненты или приварки полосы из этого сплава, Можно прикреплять полосува, пластмасс. 1 Формула изобретения Способ изготовления композиционной проволоки из углеродистых сталей с содержанием углерода 0,1 - 1,0%, включающий изготовление биметаллической заготовки, горячую и холодную пластическую деформацию и термическую обработки, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 60 65 из легированной компоненты сваркой только в отдельных участках и получать хоро.шее сцепление ее с углеродистой основойв процессе горячего прессования или прокатки составной заготовки. Так как количество наносимого легированного компонента невелико (2 - 1,5 от объема всей заготовки), то нанесение его указанными методами вполне экономично.10 Описываемым способом была изготовлена опытная партия композиционной проволоки. Углеродистая основа была изготовлена из сталей У 9 А, ст 45 и ст 3 в виде круглых болванок диаметром 95 лл и длиной1 ь 450 мл с четырьмя продольными прямоугольными симметрично расположеннымипазами на их поверхности. Размеры пазов:ширина 35 мл, глубина 10 - 12 мм. Легированной компонентой служила полоса изстали ОХ 13, толщиной 5,0 мл, вложеннаяв паз и приваренная по его краю к углеродистой основе легированными электродами.Заготовка подвергнута горячему прессованию при 1100 С. Получена заготовка диа 2 Б метром 10,00 лм. После волочения заготовки и диффузионного отжига твердостьповерхностных слоев из легированной компоненты достигла б 8 НЯС, твердость сердечника - 80 - 40 НКС,Предлагаемый способ позволяет получать проволоку с высокой твердостью отдельных участков, увеличить прочность,пластичность, износостойкость проволоки,при этом существенно повысить возможносЗБ ти сочетаний элементов в композиции и уп.ростить технологию изготовления проволокиза счет применения высокопластичныхкомпонент и отсутствия барьерного слоя, атакже сократить потребление дорогой ле 40 гированной компоненты.Изготовленная по предлагаемому способу проволока может использоваться какизносостойкая, высокопрочная и высокоупругая в пружинах, канатах, сетках, иглах46 для изготовления режущих инструментов,например сверл или для проволочных пил.Замена, например, обычных канатов-пилиз наклепанной углеродистой проволокиканатами из проволоки, изготовленной по50предлагаемому способу, позволяет в 2 - ораз повысить их износостойкость, что даетвозможность использовать их при промышленной фигурной распиловке камня, дере644852 Составитель А. Секей Техред С. Антипенко Корректор М. Симкина Редактор Д, Павлова Заказ 1138/34 Изд. Мо 117 Тираж 657 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д 4/5Тип. Харьк. фил. пред, Патент износостойкости и упрощения технологии, изготовление биметаллической заготовки осуществляют путем выполнения на заготовке из углеродистой стали продольных пазов и заполнения их сильнокарбидообразующими элементами, а термическую обработку проводят путем диффузионного отжига готовой проволоки. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Маковский В. А., Ейльман Л. С. Основы теории и практики производства би 5 металлических прутков. М., Металлургия,1971, с. 74,2. Тарнавский А, Л, и др. Биметаллическая проволока. Металлургиздат, 1963,с. 44 - 45.