Способ изготовления многослойных изделий

Союз Советскма Социалнстическмх Республик(51)М. Кл. В 23 Р 3/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙИзобретение 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 (1).Описанный способ удовлетворяет высоким требованиям, предъявляемым кпрочности 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 - устранениеотмеченых недост ат ков из вестногоспособа.ЗО Цель достигается тем, что перед сборкой составляющие пакета, выпол ненные иэ более прочного металла (сплава), отжигают при температурах О, 95 - 1, 2 Тр (Тр - температура рекристаллиэации, оС) с обеспеченнем размера рекристаллизованного зерна 5-40 мкм. Термообработку более прочной составляющей выполняют или перед сборкой пакета, или в процессенагрева собранного пакета перед деформированием.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 прочностных характеристик и существенно снижает возможность проявления анизотропии механических свойств отдельных кристаллов,В процессе обработки давлениемпри указанных выше температурах,способствующих выравниванию механических свойств составляющих пакет а мел коз ерни ст ая структура заготовкии иэ более прочного металла деформируется не только скольжением(как в случае нагартованного матери- Оала), но и путем сдвигов по границамзерен и поворота последних. В результате структурнЫе элементы заготовкииз более прочного металла, ответственные в силу наличия в них анизотропии механических свойств за формирование рельефа, становятся (например, при йрессовании) неспособнымиизбирательно (локально) противостоять воздействию равномерно распределенных по периметру рэдиальннхсжимающих напряжений и не образуютвыступов и впадин на поверхности.Таким образом, после деформирования многослойного пакета .в контактеразнородных металлов получают равнуюповерхность и тем самым достигаютвысокую точность слоев в многослойном изделии.По данным проведенных исследований оптимальными условиями получения ЗОвысокой точности следует признатьотжиг на завершение рекристаллизацииобработки заготовки из более прочного металла с обеспечением размерарекристэллизованного зерна 15-25 мкм, 35Нижняя граница температурного интервала (0,95 Тр) оправдана при продолжительных иэотермических выдержках, используемых в практике 40 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%.П р и м е р. Проводилось.изготовление биметаллических труб малоуглеродистая сталь марки ст, 3 - сплав молибдена ВМ. Размер труб 15,9 х 85 мм.Исходные материалы, сталь маркист, 3 - пруток 40 мм,горячекатанный,молибденовый сплав ВЙ- пруток27,5 мм, нагартованный со степеньюдеформации "75 прессованием при1000 С. Температура рекристаллизации босплава ВМ1400 ОС.Изготовление трубосушествляетсяследующим образом.Пруток сплава ВМотжигали притемпературе 1500 С (1.,07 Тр) в течение 1 ч в вакууме с остаточным давлением 110мм рт.ст. После отжига размер рекристэллизованного зеркала составляет 25 мкм.Из полученного полуфабриката механической обработкой вытачивают полую, цилиндрическую заготовку и устанавливают ее в стакан из.стали марки ст, 3, Во внутреннюю полость заготовки из ВМвставляют втулку с наружным буртом, предназначенную для герметизации 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 индукционной печи до температуры 1100-1150 С (0,78-0,82 Тр) и прессу. ют на игле с коэффициентом вытяжки У= 8.Контроль за состоянием поверхности контакта стали со сплавом молибдена проводят визуальным осмотром трубы из сплава ВМпосле удаленияс ее поверхности плакирующего слоястали химическим травлением, а также на поперечных сечениях биметаллических труб.Предлагаемый способ был также опробован при прессовании биметаллических труб сталь Х 18 Н 10 Т - сплав ВН, сталь Х 18 Н 10 Т - сплав ниобия, сталь марки ст. 3 - сплав вольфрама Размеры труб изменялись в пределах от 1 б,Ох 11,0 до 36,0 х 32,0 мм. Результаты выполненных экспериментов были аналогичны полученным при изготовлении биметаллических труб ст. 3 в .сплав ВМ.Предлагаемый способ получения многослойных иэделий из разнородных металлов (сплавов) по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимуществаПовышается 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 изобретенияСпособ изготовления многослойных изделий из разнородных металлов, включающий сборку составляющих в пакет, нагрев и пластическое дефор.мирование собранного пакета, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий, перед733948 Составитель Н. ЧернишевскачРедактор Т, Кузнецова Техред Ж,Кастелевич Корректор М, Шароши Заказ 1965/21 Тираж 1160 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сборкой в пакет составляющие, выполненные из более прочного.металла,отжигают при температуре, равной0,95-1, 2 температуры рекристаллизации,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, АвтОрское свидетЕльство СССРпо заявке Р 2640448/25-27,кл. В 21 С 23/24, 09,03.77.