Способ изготовления биметаллических медно-стальных электродов

Комитет Российской Федераципо патентам и товарным зна(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИ -ЧЕСКИХ МЕДНО-СТАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ(57) Использование: в обработке металлов давле для электролиза. биметаллических льзуемых в просоды, состоит в ическую матрицу фициентом вы - 4000 С с ломедной оболочки табл. нием для изготовления электродовСущность: сгюсоб изготовлениямедно-стальчых электродов, испоцессе электролиза каустическойгидрсэкструдировании через конкомпозиционной заготовки с коэфтяжки 5,2 - 6,7 при температуре 35следующим удалением защитнойпутем травления в кислоте. 2 ип. 1Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке композиционных материалов давлением.Известен способ изготовления медно- стальных биметаллических изделий гидроэкст рудированием, Для этого осуществляют сборку композиционной заготовки, размещение ее в медной оболочке, вакуумирование, гидрозкструди рова ние через коническую матрицу с последующим удалением наружной оболочки химическим травлением ЯНедостатком этого способа является недостаточный электрический контакт между сердечником и оболочкой.Целью изобретения является повышение качества медно-стальных электродов для электролиза за счет улучшения электрического контакта между медным сердечником и стальной оболочкой, состояния повеохности электродов, а также увеличение выхода годного,В предлагаемом способе изготовления биметаллических медно-стальных электродов для электролиза производят гидрозкструдирование через коническую матрицу композиционной заготовки с коэффициентом вытяжки 5,2 - 6,7 при температуре 350 - 400"С, с последующим удалением защитной медной оболочки путем травления в кислоте. Поставленная цель достигается также тем, что композиционная заготовка для гидрозкструдирования биметаллических медно-стальных электродов, используемых в процессе электролиза каустической соды, содержащая медный сердечник, размещенный в трубе из нержавеющей стали, переднюю коническую и заднюю плоскую крышку, согласно изобретению содержит также защитную медную оболочку, в которую помещают стальную трубу с медным сердечником, причем после вакуумирования к медной оболочке приваривают переднюю и заднюю медные крышки.П р и м е р. В процессе производства каустической соды используют биметаллические электроды длиной 1300 мм с размерами попеоечного сечения 50 х 19 фиг.1), представляющего собой медную сердцевину 1, защищенную слоем 2 из нержавеющей стали 10 Х 17 Н 13 М 2 Т, Исходная композиционная заготовка содержит медный сердечник 1 диаметром 79-0,4-0,2 мм фиг,2), размещенный в трубе 2 диаметром 89-0,5- 0,3 х 5 мм из нержавеющей стали, наружной оболочки 3 диаметром 95-0.2 х 3 мм из меди марки М 1, передней конической 4 и задней 5 медных крышек,После химической очистки всех деталей заготовку вакуумируют с приваркой крышек к медной оболочке. Затем композиционную заготовку нагревают в индукторе до 370 С,и деформируют на гидроэкструзионном прессе ОЕН, где в качестве рабо чей жидкости используется касторовоемасло. Размеры очка прессовой матрицы 54,1 х 21,3. Далее у отпрессованного экструдера отрезают технологический передний конец, включающий деформированную мед ную крышку и участок неустановившегосятечения, Оставшуюся часть профиля разрезают дисковой пилой на пять мерных отрезка длиной 1320 мм. После этого торцы профилей обезжиривают ацетоном и бензи ном, нагревают в индукционной печи до 80110 С и наносят на слой битума, равномерно покрывавший нагретые торцы профилей, Стравливание медной оболочки производили в 50-ном водном растворе 20 азотной кислоты, Заключительной операцией являлось фреэерование торцов, изолированных битумом, до требуемой длины электрода.Применение наружной медной оболоч ки обусловлено следующими причинами.Во-первых, после вакуумирования заготовки и приварки к оболочке передней и задней крышек, она служит для предотвращения окисления стальной трубы, поскольку во 30 время индукционного нагрева трубы оказывается перегретой по отношению к требуемой средней температуры по сечению биметаллической заготовки, т,е. разогревается до температуры более 5000 С, Во-вто рых, медь, будучи гораздо болеепластичным и мягким материалом, чем нержавеющая сталь, создает более благоприятные условия истечения периферийных слоев заготовки, испытывающих растягива ющие напряжения, что предохраняет поверхностные стальные слои от деформационного разрушения.Температура гидроэкструзии в диапазоне 350-400 С выбрана исходя из того, что 45 она является оптимальной для установленных технологических параметров экструдирования; именно для данной вытяжки А = 5,2-6,7 и соотношения реологических свойств меди М 1 и стали 10 Х 17 Н 13 М 2 Т. При 50 температуре ниже 350 о С не достигается100-ное схватывание на границе контакта между сердцевиной и сталью, а при температуре выше 400 С нарушается оптимальное соотношение реологических свойств 55 нержавеющей стали и меди, проявляющихся во время деформации. Превышение коэффициента вытяжки более 6,7 выводит процесс истечения их оптимального поля напряжений и скоростей деформации в укаэанных условиях экструдирования, что по2003398 ние. Результаты проведенных экспериментов приведены в таблице,зволяет получить совместное истечение нержавеющей стали и меди без разрушения, Коэффициент вытяжки меньше 5,2 не создает необходимого напряженного состояния, при котором происходит возникновение 5 ювенильных поверхностей и их схватыва(56) Колпашников А.И., Вялов В.А. Гидропрессование металлов, М.: Металлургия,1973, с.124.125. П р и м е ч а н и е. Исследование качества экструдатов производили металлографическимнализом микрошлифов. ормула изобретения СОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛКИХ МЕДНО-СТАЛЬНЫХ ЭЛЕКТ- , включающий сборку композициаготовки из медного сердечника и й оболочки, размещение ее в медлочке, вакуумирование заготовки и роэкструдирование через коничеатрицу с последующим удалением СПОЛИЧЕС РОДОВ онной з стально ной обо ее гид . скую м 5 наружной оболочки ем, отличающийся т шения качества изд электрического кон ком и стальной обо 0 шения вы гидрозкструдирован циентом вытяжки 5,нагрева 350 - 400 С.химиче ем, что лий за акта м лоч кой, ода ие пров - 6,7 и ким травленис целью повысчет улучшения жду сердечниа также повыгодного, одят с козффии температуре2003398 Составитель И,Николаева Техред М,Моргентал Коррект на Редак ародна Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента