Способ изготовления латунированных стальных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХ АЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН 15 п С 21 0 9 ПИСА БРЕТЕН об по и.тем, чтороизводятпокрытияоб по итем, чтороизводятпокрытия 3. Спо щ и й с яотличаю астическую де-. осле получения Формацлатунно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Белорецкий ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат им. И,И. Калинина (53) 621 785 5 (088, 8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР йф 618428, кл. С 21 Р 9/52. 19772. Производство латунированного металлокорда и бортовой проволоки. Сб.ВНИИИЕТИЗа.10 жно-Уральское изда" тельство, Челябинск,1969,с. 10, (54)(57) 1. спасаь изгатавления ЛАТУНИРОЬАННЫХ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, например проволоки, включающий наг"рев до температуры аустенитизации, ох 1 лаждение, пластическую деформацию, последовательное нанесение слоев меди и цинка с последующим получением латунного покрытия при температуре ниже температуры рекристаллизации стали, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения проч ности сцепления латунного покрытия со сталью и коррозионной стойкости изделий, слой меди наносят перед нагревом до температуры аустенитизации.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что слой меди наносят электролитическим способом,1, о т л и ч а а " пластическую де"перед получениемсо сталью. Термодиффузионная обработкаиспользуемая при латунировании,осуществляется при низких температу;рах при 450-550 С и обеспечиваетлишь диффузиЮ атомов в системе цинк "медь с образованием латуни, но неФприводит к образованию диффузионнойсвязи меди со сталью, В результатев процессе эксплуатации латунированной проволоки в резинотехническихизделиях наблюдается отслаиваниелатуни вместе с резиново от сталии разрушение проволоки от коррозии,Цель изобретения " повышение прочности сцепления латунного покрытиясо сталью и коррозионной стойкостиизделия.Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу изготовления латунированных стальных изделий, покры"тие медью проводят перед нагревомдо температуры аустенитизации.Слой меди наносят электролятичес"ким способом.Пластическую деформацию производят:после получения латунного покрытия.Пластическую деформацйи проводяттакже перед получением латунного по крытия,Высокотемрературный нагрев омедиенной заготовки до аустенитногосостояния структуры при термообработ"ке для углеродистых сталей выше750 цС и обычно 900 - 950 С) обеспечивает одновременно образование диффузионной связи меди со сталью, Онможет проводиться, например, беэокислительно, в среде диссоцййрованного аммиака Щ Н + 253 М, чтобыустранить последующую очистку окислов меди и уменьшить потери меди,Отличительным признаком предлагаемого способа изготовления являетсятакже нанесение меди любым известным способом. В известном способеизготовления нанесение меди ограничивается в основном способами высаживанйя из растворов электролитическиили химически. Другие известные способы нанесения меди, связанные степловой отработкой, например электролитический из расплава солей хлорной меди при 550-600 РС или погружением в расплав меди при 1100 С, немогут использоваться в силу того,что они вносят недопустимые изменения в структуру стали. Это обусловле"но нанесением меди либо непосредственно после термообработки, либо 1 10229Изобретение относится к металлур- гии и может быть использовано в метизном производстве для изготовле" ния термообработанных и холоднодеформированных стальных изделий с латун ным покрытием, например проволоки, плющеной ленты и др. Такие изделия применяются для армирования резинотехнических иэделий - шин, транспорт-. ных лент, рукввов высокого давления 10 и т.п., где латунное покрытие обеспе" чивает сцепление (адгезию) резины со сталью.Известен способ изготовления стальной латунированной ленты, вкпю 15 чающий термическую обработку заготов"/ ки, холодную прокатку и отпуск при 450-60 ООС, совмещенный с получением термодиафузионного латунного покрытия 11 20Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления латунированной про" волоки, который включает термообработку заготовки в виде патентирова ния путем нагрева до температур аустенизации (до 900"920 С) и охлаждения (в расплаве свинца при 500 " 520 С), последующую холодную пластическую деформацию 1,волочением) за- З 0 готовки в проволоку готового размера. Латунирование поверхности при этом проводится после термообработки либо непосредственно после термообработки на,заготовке, либо после деформации на проволоке готового размера следующим образом. Поверх" ность вначале покрывается медью электролитически иэ раствора), затем наносится цинк электролитичес" ки из раствора) и проводится термо" диффузионная обработка для образования латуни путем нагрева до 450" 550 С . Нанесение латунного покрытия либо непосредственно после45 термообработки, либо после деформации определяется изготовлением проволоки применительно к конкретным условиям производства в зависимости от типа гальванического или волочиль" ного оборудования, степени совершен ства и производительности процессов покрытия и волочения и т.п.Недостатками известных способов является низкая прочность сцепления латунного покрытия со сталью и не" высокая коррозионная.стойкость изделия в виду того, что способ не обеспечивает диффузионную вязь покрытия25 45 3 10после деформации, когда уже сформиро" ,вана структура стали. В предлагаемомспособе изготовления, когда медь наносят перед термообработкой, способмеднения может быть использован любой, так как при последующей термообработке обеспечивается независимо ,от способа меднения образование диффузионной связи меди со сталью и Формирование необходимой структуры. Впредлагаемом способе изготовления охлаждение при термообработке можетосуществляться различными способами,например, на воздухе (как при нормализации), в расплаве .солей. или свинца при -50"5500 С (как при патентировании). При этом важно получитьструктуру стали, обеспечивающую по" :следующую холодную пластическую деформацию. Охлаждение можетпроводитьсяпри 450-550 фС например, в расплавенеокисляющих хлористых солей, чтообеспечивает беэокислительное охлаждение с. образованием структуры сорби"та, обладающей высокой способностьюк холодной пластической деформации,и устраняет последующую очистку отокислов меди.Нанесение цинка и термодиффузионная обработка с образованием латунимогут проводиться также различнымизвестными способами, например по-гружением в расплав цинка при 160- . 1170 оС с одновременной термодиффуэионной .обработкой или электролитически иэ расплава солей, содержащих хлористый цинк, при 50-500 фС однощкменной термодиффуэионной обработкой или электролитически из растворов с последующей термодиффузионной обработкой в газовой среде при 500- 540 С. Это,обусловлено тем, что известные способы цинкования и термодиффузии не вызывают существенных изменений в структуре стали, что препятствовало бы осуществлению предлагаемого способа. Холодная пластическая деформация после термосбработки может проводиться также известными способами, например прокаткой или волочением, Таким образом, предлагаемый способ эа счет новой последовательности известных операций обеспечивает более высокое качество латунированных изделий.П р и и е р 1 . Изготавливается латунированная проволока диаметром 0,15 мм из углеродистой стали (с 0,70(С) при следующей последо 22998 4 вательности операций: электрическое меднение заготовки диметром 0,78 ммиз пирофосфатного электролита нанепрерывном гальваническом агрегате,термообработка в виде патентирова"ния омедненной заготовки диаметром0,78 мм путем нагрева до 930 оС всреде диссоциированного аммиака(751 Н + 25 Ю) и охлаждение при5000 С в расплаве хлористых солей,содержащем, мол.: ЕпС 3. 40, КСХ 30и ИвС 1 30 (на непрерывном опытномтермоагрегате); электролитическоецинкование загютовки диаметром0,78 мм в сернокислом электролите итермодиффузионная обработка при540 ОС 10 с в воздущной среде электропечи с образованием латунного покрытия на непрерывном гальванометрическом агрегате ; волочение латунированной заготовки диаметром 0,78 ммна стане со скольжением в 19 протя жек в проволоку диаметром 0,15 мм.После операций меднения и тернообработки применяется промывка вводе и суака. В результате при новойпоследовательности известных операций получена латунированная проволока диаметром 0,15 мм.П р и м е р 2 , Изготавливается латунированная проволока диаметром 1,0 мм иэ углеродистой сталис 0,70 Ф С при следующей последовательности операций: электролитическое меднение заготовки диаметром 2,6 нм по примеру 1; термообработ" ка омедненной заготовки диаметром 2,6 мм по примеру 1; волочение омедненной термообработанной заготовки диаметром 2,6 мм в проволоку диаметром 1,0 мм в 10 протяжек на ста" не со скольжением электролитическое нанесение цинка на проволоку диамет" ром 1,0 мм из расплава хлористых солей, содержащих ХпС, При М 60 аС с одновременной термодиффузией и образованием латунного покрытия ( на опыт"ной установке,После операций меднения,.термооб"работки и электролитического цинкова"50 ния с одновременной термодиффуэией применяется промывка в воде и суака.В результате при новой последовательности известных операций получена латунированная проволока диаметром 55 1,0 мм. Осуществлена оценка прочностисцепления латуни со сталью и коррози".102299 Составитель Р. КлыковаРедактор А. Авраменко Техред С.,Мигунова Корректор О. Тигор Заказ М 58/17 Тираж 568 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 1/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5ных по предлагаемому и известному способам.Для оценки прочности сцепления латуни со сталью лента размерами 0,1 х х 1,8 мм из углеродистой стали ( с 3 0,7 3 С ) покрывается электролитичес" ки медью внацале из пирофосфатного, а затем сернокислого электролитовтолщина покрытия 50-60 мкм , затем подвергается термообработке, цинкова- В нию и термодиффузионной обработке по примеру 1, после чего подвергается прокатке с вытяжкой 1,20. Для сравнения из той же стали изготавливается лента с теми же характеристи 1 ками в последовательности операций по известному способу - термообработ- ка, меднение, цинкование, термодиффузионная обработка режимы отдельных операций, включая прокатку как для 20 ленты по новому способу), Лента каждого варианта изготовления испытывается по 30 образцов) на циклический перегиб по плоскости в губках радиусом 3 мм, При испытании ленты из готовленной по известному способу, разрушение и отслаивание покрытия наблюдается на всех образцах после 15-25 перегибов, в то время как у ленты, изготовленной по предлагаемо- Зо му способу, нет случая разрушения и отслаивания покрытия до излома ленты, которое происходит при 60- 70 циклов, Для оценки коррозионной стойкости термообработанная и латунированная проволока -, заготовка диаметром 0,78 мм, изготовленная в последовательности и по режимам по 8 6примеру 1, помещается в эксикаторнад парами воды,. где выдерживается при 10 С 30 сут, Для сравнения испытанию подвергается аналогичная проволока диаметром 0,78 мм, изготовленная по известному способу. Послевыдержки в эксикаторе проволока обоих вариантов по 30 образцов) испытывается на скручивание до разрушения на длине 100 мм. При этом у проволоки, изготовленной по известному способу, разрушение происходит в среднем при 9,скручиваниях, а у проволоки по предлагаемому способупри 23 скручиваниях. При испытании проволоки обоих вариантов без коррозионной обработки разрушение происходит при 35-50 скручиваниях.Проведенные испытания показывают, цто предлагаемый способ обеспечивает повышение прочности сцепления латуни со сталью и коррозионной стойкости изделия.Предлагаемый способ позволяет повысить ресурс резинотехнических изделий, в частности ходимость автомобильных шин за счет сокращения преждевременного выхода их из строя .изза коррозии и отслоения резины с покрытием от изделий. Он позволяет. интенсифицировать наиболее трудоемкую операцию меднения, например, путем электролитического высаживания меди из сернокислого электролита, так как образующаяся при этом пористость покрытия устраняется при последующей термообработке за счет процессов рекристаллизации меди.