Способ подготовки поверхности заготовки из тугоплавких металлов под горячую деформацию

(51)М. Кд. В 21 В 300 Гееудлрстнвнньй квинтет СССР по делам нзвбретеннй н втхуытИ(53) УДК 621. ,77,04 (088,8) Дата опубликования описания 28 02,801 Г. В, Курганов, Т. И, Зеленцов, Г. Г, Лимонов, В. Г. Паршиков,М, С, Лейтман, О. П, Колчин и В, А, Зимин(7) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (ВНИИТС)(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИИЗ ТУГОПЛАВКИ МЕТАЛЛОВ ПОД ГО ЯУ 0ДЕФОРМАЦИЮ Изобретение относится к области обработки тугоплавких металлов давлением,преимущественно прокатке листов и получению прутков малого диаметра,Тугоплавкие металлы и сплавы на ихвснове, как правило, являются труднодефор 5мируемыми и малопластичными, Они ингенсивно окисляются в процессе обработкидавлением, что приводит к значительнымпотерям этих металлов в виде легколету 10чих токсичных окислов, что ухудшает качество самого изделия. Кроме того, окислы осаждаются на инструмент и технологическое оборудование, приводя к преждевременному его износу, и значительноухудшают условия труда. Известен способ подготовки поверхности заготовки из тугонлавких металлов, заключающийся в том, что перед прокаткой заготовки помещают в защитную оболочку и подвергают прокатке 1,Однако известный способ требует проведение предварительных трудоемких и,малопроизводительных операций, а именновырубку листа, сварку пакета, перед конечной стадией которой необходимо откачать воздух, находящийся в зазоре междузаготовкой и оболочкой. В противном случае не будет обеспечено диффузионное охватывание основного металла с металломоболочкой, В среднем для изготовленияодной заготовки под прокатку таким способом требуется не менее трех часов,Из-за большой трудоемкости и малойпроизводительности этот способ защитытугоплавких металлов от окисления в процессе прокатки широкого применения ненатце,Известен также способ подготовки поверхности заготовки из тугоплавких металлов, заключающийся в том, что на поверхность наносят жаростойкие эмали ),Однако покрытие с помощью эмалейзащищают металл тольков процессе нагреватт"разрушаются на первых же стадиях обработки давлением. Этот метод совершенно не пригоден там, где процесс деформа37181ции является многостадийцым, напримерпри листовой прокатке,Целью изобретения является увеличе-,ние выхода годной продукции путем снижения потерь на окисление и повышения5-"пройзводительности труда.Для этого на поверхность заготовкииз тугойллвкого металла перед обработкой давлением наносят покрытие напылениемв жидком или псевдожидком состоянии, 10имеющего предел текучести при температуре обработки давлением 14-92% от предела текучести металла заготовки. Толщина покрытия - 5-20Предлагаемый способ обеспечивает проч 45ное сцеплейие наносимого металла с заготовкой вследствие того, что жидкий металлхорошо адсорбируется поверхностью заготовки. Кроме того, прочность сцепленияобеспечивается диффузионным сцеплением 20наносимого расплавленного металла с металлом основой в процессе нагрева заготовки перед обработкой давлением продолжительностью 40-60 мин, обеспечивающим протекание гетеродиффузии,25Нанесенное покрытие защищает основной металл от окисления на всех стадияхобработки давлением и обеспечивает обработку на проход, не исключая непрерыв ностьпроцессов за счет совмещения опе- ЗОраций нагрева под обработку давлениеми нанесения покрытий.Предел текучести металла покрытия составляет 14-92% от предела текучести ме-,талла заготовки, причем, если отношеййе 35пределов текучести меньше 1 О/о, слой покрытия выдавливается из очага деформации,что приводйт к неравномерной деформациии ухудшает качества готового листа, Еслиотношение пределов превышает 0,954, то 40увеличивается сопротивление деформировапия,ухудшаются условия контактного трения,увеличивается неравномерность проработкиструктуры по толщине основного металла,Предлагаемый способ эффективен приобработке длинномерных изделий, преиму. щественно в рулонах или бухтах, и поз-.воляет ввести механизацию и частичнуюавтоматизацию процесса, Кроме того, этотспособ уменьшает сопротивление деформа- фции за счет того, что непосредственнос инструментом взаимодействует металлс меньшим пределом "текучести, чем металл заготовки. Это позволяет снижатьтемпературу нагрева заготовки перед обработкой, исключает налипание,тугоплавкиметаллов на инструмент, улучшает проработку структуры, что позволяет в свою 89 4очередь успешно обрабатывать труднодеформируемые и малопластичные сплавына основе тугоплавких металлов, не исключает возможности получать при необходимости биметаллы, триметаллы, а при многократном,нанесении покрытий из разнородных металлов многослойные металлическиематериалы, повышает качество листа, значительно улучшает условия труда, в первую очередь за счет отсутствия образования легколетучих окислов тугоплавких металлов,П р и м е р . На поверхность сутунокиз молибденовых сплавов систем Йо - 2;,-Т 1 - оМо- Ъ-й 1 -С с размерами 30 хх 70 х 200 мм наносится никель с помощью низкотемпературной плазмы, Напылениепроводится на установке УПУпри следующих режимах; мощность разряда 20 кВт,скорость подачи порошка в струю плазмысоставляет 25-35 об/мин, скорость напыляемых частиц составляет 100-120 м/с,что обеспечивает хорошую адсорбцию нетолько расплавленных, но и нерасплавленных частиц, которые за счет их высокойкинетической энергии и высокой температуры при соударении с поверхностью сутунокнаходятся в псевдожидком состоянии. Время нанесения слоя составляет 2 мин, Толщина напыленного слоя составляет 2-4 мм(5-20%). Сутунки прокатаны на полосытолщиной 1,0 мм при 1400-800 С запять проходов (соотношение в "), При этомпотери на окисление уменьшаются с ЗО 4 до05 о, Более 984 площади прокатываемыхполос покрыто плотным слоем никеля толщиной 60-70 мкм, Слой покрытия находится в очаге деформации в непосредственном контакте с рабочим инструментом вданном 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 850 оС составляет 2 кг/мм . Для заготовок в це 2лом при 1400 С предел текучести металла составляет 4 кг/мм, Таким образом;предел текучести никелевого покрытия,при данных конкретных условиях деформации составляет 504 от предела текучести молибдена;,Кроме никеля, в качестве покрытия заготовок тугоплавких металлов могут бытьиспользованы хром, нержавеющая сталь,железо, кобальт.Измерение энерго-силовых параметровпоказываетчто сопротивление деформированию нри прокатке уменьшается на 15%,89 2, Там же, с, 365. Составитель М. БлатоваРедактор 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-Э 5, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 7181 При прокатке отсутствует выделение токсичных окислов молибдена, что позволяет значительно улучшить условия работы. Формула и з об ретенн я Способ подготовки поверхносщ заготов-. ки из тугоплавких металлов под горячую деформацию, включающий нанесение защитного покрытия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 30 неЛьо повышения выхода годного путем снижения потерь. на окисление, покрытие наносит напылением в жидком или псевдожидком состоянии со скоростью 100-120 м/с изматериала с пределом текучести, равным14-92% от предела текучести материалазаготовки, и толщиной покрытия 5-2 Щ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Корнеев Н. И, и др, Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов,МфМеталлургия, 1975, с, 75.