Способ термической обработки проволоки

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 119) 111 509 А Р 4 С 21 П 9/52, 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 8125/211,7707,87,(21) 25 (22) 24 (46) 23 (71) Вс ский ин однород- смаэочно ышен с целью юл. 11 27научно-истизной пр ни ой едовательшл е нно ссоюз ныи титут м ия тонкои ок у нагодинмя контактами лагают под сл основе, прич оем жид м необз которыости на расп дной ка проволсферу в оотноше длин ного прох пара щую через атмо пределяют из с Йн - т и Ч5-2 роволоки,тмосфереара, м;я проволок длина участка пнаходящаяся в аобразующегося пскорость движеним/с;темпер г ва проволо- С атура на класса,й нагрев которой необемпература до одимо охладит электроконтакт проволоку еемпературы аустенизацие водяного пара, обраонтакте проволоки с жхлаждение, о т л и ч атм 7 т - скорость охлажд ки в жидкости,анн ения проволоград/с,кость и СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54)(57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОКИ ПРОВОЛОКИ, преимущественно из млоуглеродистых и нержавеющих сталеи сплавов аустенитного вкл тем, что, пов ияности свойств и сго слоя дпя послеза счет образованпленки, протягиваемую проворевают между двуИзобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке проволоки,Известен способ обработки стальнойпроволоки, согласно которому с целью 5получения микроструктуры металла,обладаюций улучшенными свойствами,проволоку при достаточно высокой температуре непрерывно в виде концентри 10ческих витков укладывают в теплую1водяную баню, температура которой регулируется таким образом, чтобы наповерхности проволоки поддерживатьтонкую паровую пленку (11.Для осуществления этого способа15требуются специальные паровые камеры (резервуары) и аппратура для регулирования поддерживания необходимогоколичества пара на поверхности проволоки, Использование такого способа20сопряжено со сложностью и опасностьюэксплуатации паровых камер и практически не применимо для термическойобработки движущейся нитью проволокив совмещенных процессах термическойобработки и волочения,Известен способ безокислительного,нагрева проволоки, согласно которомуполучение неокислеиной поверхности30проволоки заключается в резком ограни.чении количества воды, вводимой втрубу и быстром выпаривании воды путем нагрева металлической проволокиэлектросопротивлением, С целью образования нагретого иэра давление пара в трубе повьпцявт путем регулирования выхода пара из трубы, В трубувода поступает в строго регулируемомо и 1 ест е и ее хватает только дляк лвсмачивания поверхности нагретой металлической проволоки 21,Этот способ уме 1 п шелия окэлинообразования при нагреве изделия требует для своего осуществления изго 45товления дополнительиьх дорогостоящих устройств, а отсутствие в немзамедленного охлаждения в беэакислительной атмосфере не обеспечивает вполной мере иолучение структуры,механических свойств и поверхности50при отжиге проволоки, необходимыхдля последнего волочения, напримериз низкоуглеродистых марок сталей,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является спо 55соб отжига металлических полос, вкотором способ непрерывного отжигадвижущейся металлической полосы вкгпочает непрерывный злектронагрев полосы в две стадии, а затем непрерывное охлаждение также в две стадии до комнатной температуры. Причем на второй стадии нагрев ведется частично в воде, которая образует вокруг металлической полосы паровую пленку, а осуществлением второй стадии охлаждения является обдув воздухом в результате чего полоса сушится и охлаждается до комнатной температуры 733,Недостаток известного способа заключается в том, что применение двухстадийного нагрева и охлаждения требует для своего осуществления сложной дорогостоящей аппаратуры и устройств. Кроме того, известный способ не обеспечивает получение определенной толщины подсмазочного слоя, что вызывает необходимость введения отдельной дополнительной операции подготовки поверхностипроволоки для последующего ее волочения, а это ограничивает применение известного способа отжига в совмещенных процессах производства проволоки,Целью изобретения является повышение однородности свойств проволоки и создания подсмазочного слоя для последующего волочения за счет образования тонкой окисной пленки,Предлагаемая цель достигаетсятем, что протягиваемую проволоку нагревают между двумя контактами, один пз которых располагают под слоем жидкости на водной основе, причем необходимую длину участка проволоки, проходящую через атмосферу водяного парэ, определяют из следующего соотношения1 Г 11где 1длина участка проволоки,находящейся в атмосфереобразующегося пара, м;скорость движения проволом/сутемпература нагрева провоо,локи, С;температура, до которой необходимо охладить проволооку, С;скорость охлаждения проволок,ки н жидкости, С/с,Движущуюся проволоку нагреваютмежду контактами, один из которых располагают иод слоем жидкости наводной осноне, В результате соприкосновения жидкости с поверхностью 5 нагретого металла вокруг движущейся проволоки образуется атмосфера водяного пара в виде паровой пленки(паровая рубашка), которая предохраняет нагретую проволоку от интенсив 10 ного окисления.Кроме того, при охлаждении сохраняется определенной длины паровая пленка вокруг движущейся в жидкости проволоки, благодаря чему повышает 15 ся однородность свойств и на поверхности проволоки образуется подсмазочный слой в виде тонкой окиснойпленки .В зависимости от длины участка20проволоки, проходящей через атмосферу образующегося водяного пара,получают подсмазочный слой такойтолщины и качества, которые позволяют осуществлять последующее волочение проволоки беэ дополнительнойоперации подготовки поверхности,Необходимую длину участка проволоки,находящейся в атмосфере образующего 30ся пара, определяют по формуле.На чертеже представлена схемапредлагаемого способа,На схеме обозначено размоточноеустройство 1, проволока 2, контакты3, жидкость 4 на водной основе, намоточное устройство (волочильныйстан 5), сливное отверстие 6, отверстие 7 для подачи жидкости, длина 1 участка проволоки, находяшеи 40ся в атмосфере образующегося параСпособ осуществляется следующимобразом.Движущуюся проволоку 2 нагреваютмежду контактами 3, один из которых45расположен в переливной ванне подслоем жидкости 4 на водной основе,Уровень и количество жидкости в ваннеза счет регулирования подачи и слива через отверстия 6 и 7 поддержмва 50ется таким, чтобы постоянно обеспечивался надежный нагрев и охлаждениепроволоки в атмосфере образующегосяпара, Поскольку контакт и проволокарасположены в ванне под слоем жид 55кости, а нагретая проволока при движении в жидкость образует вокругсебя паровую пленку определеннойдлины, которая меньше длины ванны, При этом пользуясь уравнением теплового баланса, скорость охлаждения проволоки в жидкости определяют из следующего соотношения 4 с(Спр) (Сир - С)К рс 6 где (Спр ) коэффициент теплоотдачис поверхности проволоки,2Вт/м град;средняя температурапроволоки в интервалеч ри 1 )отемпература жидкости, С;коэффициент, учитывающий относительное перемещение проволоки ижидкостиплотность проволоки Дж/кг град,Спр с,К теплоемкость право локи, Дж/кг.град;диаметр проволоки, м,то при прохождении проволоки черезванну до полного ее охлаждения, интенсивного окисления поверхности непроисходит, В зависимости от определенной по формуле длины участка проволоки, находящейся в атмосфере образующегося пара, получают структуру,однородность свойств и подсмазочныйслой, необходимые для последующеговолочения проволоки.По предлагаемому способу обрабатывают стали марок 08 кп, телеграфную и сталь аустенитного класса12 Х 18 Н 9 Т,Например, движущуюся проволокусо скоростью 0,7 м/с., диаметрами12 и 1,6 мм из низкоуглеродистойстали марки 08 кп подвергают электросконтактному нагреву до 800 С и охслаждению до 400 С в атмосфере пара,образующегося вокруг движущейся вжидкости нагретой проволоки, а затем окончательному охлаждению в жидкости до ее температуры.С целью получения однородностисвойств и создания подсмаэочногослоя для последующего волочения впотоке, длину участка-проволоки,находящейся в атмосфере образующего.ся пара, определяют по формуле7(С-С)11Коррек утя гд Рец 1 ктсзр Зкова ж 549дар ственеигизобретений-35, Раушск Подписикомитета СССРи открытийя наб д,4/5 022 25 Тир по деламГсзскна,13035 дфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 1 з з 1 зезодс е пезпзо-ез ги Подс Гдьпв ез ФОзмулу пззфзоезые сзначеният с ,Г, ) = 60,/ т/ч град;С;=- 600 "С; С, =, 20=0; К = 0, 1;1860 кз /м , с = 590,3 Ь/кг град,получаем для проволоки диаметром 51,2 мм 1 = 1,1 и, дпя провопоки диаметром 1,6 мм 1 = 1,5 и.Приведенные рдсчстплые ддзпщ виолне удс влетворитсльно сое ттдсуются сданныепз, полученными опытным путемО( 1=0,9-1,0 м для проволоки диаметром1,2 мм и 1=1,5-1,6 м для проволокидиаметром 1,6 мм), Из серии опытови О в то р и мсз с ть и О т к л О н е ни с. 0 тд ел ь е 1 ьпопределений обычно не зрее 1 кппдют 5715т,е, быпп в прсезесздх точности, чопустимой для применения в прсзктзчесесих целях,Проволока, получзнндя в результате применения предложенного способа,Облдддот высокими плдстичс скимп сезойствдля, Госзте Гермос 1 бздбсзтки Онд ззмеет 6 = 34-35 ке с/млз,. с; - 25-303,)ГЕекроструктурд такой проволоки соот 25вс.тствует структуре Отсззкс еннсзй стали,Пд поверхности проволоки, послетермической Обрдботкп по предлдгдемому способу, обрдзуется тонкая ( внесколько микрон) окисндя пленка,1 плзеющдя боззьшую прочность сцепленияЗСс метдллссз, Поперхность с Окисной пленкой лучше удерживает смазку приддльнейшем волочении проволоки; смазка при наличии окисной пленки уменьшает коэФФициент трения между проволокой и волокой, При этом выделяетсяменьшее количество тепла, дольше сохраняется нормальная Форма волок,Кроме того, при применении способанд готовом размере (не требующем даль.нейшего волочения ) окисная пленкапридает проволоке товарный вид и предохраняет ее от коррозии, Коррозионндя устойчивость пленки не уступаетпокрытиям, полученным при химическомоксидировании,Предлагаемый способ термическойобработки движущейся проволоки является простым и эФФективным способомв технологии производства проволоки,не требующим дорогостоящего оборудования, его применение позволяетзндчительно сократить технологический цикл и обеспечить возможность совмещения операций термической обработки проволоки и многократное холодноедальнейшее ее волочение на готовыеразмеры в один непрерывный поток безпредварительной подготовки поверх- .ности и без снижения производительности волочильных станов,