Способ изготовления проволоки и ленты из нержавеющих сталей аустенитного класса

Союз Советскик Социалистических Республик(23) Приорите м заявк сударственный комитет ссср оо делам изобретений и открытий9.81. Бюл Опубликова ьМ 35 3) УДК 621. 785. .79(088,8) Дата опубликования описания 23.0981(72) Авторы изобретения х, А.Н. Семави .В. Стукалов и С.А. Терск ий институт метизной лургичес 2,ий комбинат Заявите Всесоюзный научно-исследователь промышленности и Белорецкий мет 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ И ЛЕНТЫИЗ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ АУСТЕНИТНОГОКЛАССА ки на аустенит и последующую деформацию волочением обычно со степеньюболее 75. Содержание мартенсита приэтом для ряда сталей достигает 50-60и более. После этого производится отпуск в течение 0,2-24 ч для достижения упруго-прочностных свойств 1 1.Известен также способ изготовления иэделий иэ нержавеющих аустенитных сталей, который предусматриваетдля повышения упругих свойств материала в виде проволоки или ленты термообработку на аустенит с образованием не менее 50 метастабильного аусте нита, холодную деформацию со степеньюне менее 50 и отпуск при 200-700 Солибо перед, либо после придания формы изделия. В результате содержаниемартенсита в стали должно составлять 20 не менее 50 2 .Недостатки известных способов состоят в том, что проволоки или лентаимеют повышенный разброс упругопрочностных свойств, так как образованиебольшого количества ск,-фазы (более50) в процессе деформации происходит неоднородно по сечению и длинепроволоки или ленты. Этому сопутствует неоднородный характер распределе- О ния зональных остаточных напряжений Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в сталепроволочном производстве при изготовлении пружинной проволоки и ленты иэ нержавеющих сталей аустенитного класса, например 12 Х 18 Н 9 17 Х 18 Н 9, 08 Х 18 Н 10 Т и т.п.Важными характеристиками пружинных материалов являются их упруго- прочностные свойства, определяемые пределами упругости и прочности.Другой важной характеристикой,осо бенно для холоднодефермированной про волоки или ленты, является однородность упруго-,прочностных свойств по сечению и длине, которая определяет стабильность геометрических и нагрузочных параметров пружинных изделий после деформации в процессе придания им формы.Высокие упругие свойства пружинной стали достигаются отпуском пружинных изделий после придания им формы, так как в результате деформации при формообразовании величина предела упругости стали снижается.Известен способ изготовления проволоки иэ нержавеющих сталей аустенитного класса, предусматривающий термообработку проволочной эаготовИ 1 И Крымчан.ск ий45 50 55 60 65 и микронапряжений, что обуслонленоколебанием химического состава стали,нестабильностью условий деформации(обычно волочением или прокаткой)вследствие износа инструмента, изменения условий трения, колебаний режима охлаждения и т.п, причем разбросмеханических свойств особенно великпри высоких степенях суммарной деформации, когда резко возрастает количество и. -фазы и скорость ее образования. Кроме того, последующий отпуск при200-700 оС перед приданием Формы пружинным изделиям, обеспечивая повышение предела упругости проволоки илиленты, увеличивает разброс упругопрочностных характеристик вследствиеразличной склонности и старению с(.-иT-фаз.Вместе с тем, при последующей деформации в процессе придания Формыизделию, упругие свойства отпущенной проволоки или ленты снижаются.Большой разброс упруго-прочностныххарактеристик проволоки приводит кнеравномерной упругой отдаче в процессе навивки и, следовательно, снижает размерную точность и стабильность нагрузочных характеристик пружинных изделий. Это отрицательноевлияние усугубляется возможностьюобразования мартенсита деформации впроцессе придания изделиям формыввиду высокого уровня неоднороднораспределенных макро- и микронапряжений. Применительно к сплющеннойленте, особенно тонких сечений(0,17-0,4 х 2,0-4,0 мм), наличие макрои микронапряжений обуславливает появление сабельности, волнистости,штопорности и других дефектов геометрии, затрудняющих, а н ряде случаенисключающих получение стабильныхпараметров пружинных изделий.Неоднородность свойств проволокиили ленты в производстве пружин вызывает частую корректировку настройки навивочных автоматов, снижая ихпроизводительность,Цель изобретения - повышение однородности механических свойств проволоки или ленты (пределов прочности и упругости) и на этой основестабильности геометрических и нагрузочных характеристик пружин.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу изготовленияпроволоки (ленты) из нержавеющих сталей дйя пружин, подвергающихся послеФормообразования отпусКУ для повьваения прочностных и упругих свойств,включающему закалку заготовки и холодную цеформацию, холодную пластическую деформацию осуществляют состепенью, ограничивающей получениемартенсита в .стали 30, а затем проволоку (ленту) подвергают кратковременному отпуску развернутой нитью 5 10 15 20 25 З 0 35 40 при температуре ниже температурырекристаллиэации.Сущность способа заключается нприменении перед формообразованиемпружинных изделий отпуска проволокиили ленты развернутой нитью ( в потоке) при 350-600 С длительностью неболее 3 мин. Необходимым условиемполучения достаточной стабильностисвойстн является обеспечение минимального содержания мартенсита в проволоке или ленте,Установлено, что при содержаниив холоднотянутой проволоке мартенсита около 30 выход годных пружин изза нестабильности параметров становится ниже 50. Поэтому содержаниемартенсита 30 принято предельнымдля предлагаемого способа.Минимальное содержание мартенситадостигается термообработкой заготовки на стабильный аустенит путем нагрева обычно до 950-1200 оС с использованием ограниченной степени холоднойдеформации (преимущественно 60-80),Такая обработка приводит к наиболееинтенсивному упрочнению стали, асодержание мартенсита, например, утипичной стали аустенитного класса12 Х 18 Н 9 не превышает обычно 10-15,Применение стабилизирующего отпуска при 350-600 оС обеспечивает уменьшение зональных остаточных напряжений и микронапряжений без существенного разупрочнения стали.На чертеже приведено изменениепределов прочности Юв кгс/см(а)и УпругостиТ, кгс/мм (б), а такжепоказателей йх однородности - дисперсии предела прочности 56, ед.(г) для проволоки диаметром 2,0 ммиз стали 12 Х 18 Н 9 в зависимости оттемпературы отпуска Т С (д) развернутой нитью в расплаве свинца в течение 15 с. Из приведенных данных видно, чтодисперсия пределов прочности и упругости проволоки после отпуска попредлагаемому способу в интервале,350-500 оС снижается в 1,7-4,5 раза.ОтпуСк в указанном интернале температур повышает и предел прочности проволоки. Это позволяет изготавливатьпроволоку с меньшими суммарными деформациями и получать требуемую прочность при пониженном содержании мартенсита,В общем случае режим отпуска должен выбираться применительно к химическому составу стали, размерам проволоки или ленты и способу нагрева.С учетом возможного легированиястали элементами, повышающими теплостойкость (Мо, У, Со и др), верхняяграница интервала отпуска принимается равной 600 оС, но не превышающейтемпературу рекристаллиэации.Поточная обработка развернутой нитью является при этом наиболее эффективным средством, обеспечивающим однородность протекания этих процессов по длине и сечению проволоки или ленты. Длительность отпуска ( не более 3 мин ).принята из условия поточности обработки на проходных термоагрегатах с применением различных сред, включая газовые, а также расплавы солей и металлов,например селитры, свинца и т,п. Вместе с тем, при отпуске более 3 мин в сталях аустенитного класса имеетмес-. то выделение вторичных карбидов,снижающих пластические свойства стали.Способ пригоден для пружинных иэделий, подвергаемых отпуску после придания формы ( обычно при 300- 400 С в течение 20-40 мин) для повышения упругих свойств.Опытным путем изготавливают проволоку диаметром 2,0 мм иэ стали 12 Х 18 НЭШ по предлагаемому способу и существующей технологии Из проволоки обоих вариантов изготавливают пружины сжатия тормозного клапана автомо" билей ВАЭ и оценивают стабильность их геометрических и нагрузочных характеристик. Проволоку и пружины изготавливают следующим образом.Термообработка на аустенит в обоих случаях включает нагрев до 1050 ОС и последующее охлаждение в воде,По предлагаемому способу проводят кратковременный отпуск проволоки. в расплаве свинца развернутой нитью при 450 ОС в течение 15 с, навивку пружин и их отпуск при 340 С в течение 38 мин.По известному способу производят навивку пружин и их отпуск при 340 С в течение 30 глин.В первом случае имело место волочение с деформацией 72,5 Ъ, во втором - с деФормацией 81.Стабильность характеристик пружин, оцениваемая по раэбросу (дисперсии) высоты, диаметра и усилия пружин, в1,8-2,5 раза выше у проволоки,изготовленной согласно предлагаемому способу.Предлагаемый способ может бытьосуществлен на существующем оборудовании и позволяет повысить производительность навивочного оборудованияи уменьшить Отбраковку при формировании геометрии пружинных изделий,Способ позволяет корректироватьпредел прочности холоднодеформированной проволоки или ленты в зависимости от температуры отпуска, что повышает технологичность процесса изготовления. Кроме того, он обеспечиваетвоэможность нанесения антифрикционного покрытия в виде оксидирования,фосфатирования и т.п. за одну операцию с отпуском,20формула изобретенияСпособ изготовления проволоки иленты иэ нержавеющих сталей аустенит 25 ного класса, преимущественно,цля пружин, подвергающихся после формообразования отпуску, включающий закалку(з аготовки), холодную деформацию и отпуск,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения стабильности геометрическихи нагрузочных характеристик пружинэа счет повышения однородности меха. нических свойств стали, холоднуюпластическую деформацию осуществляютсо степенью, ограничивающей получение мартенсита в стали 30, а затемпроволоку (ленту) подвергают кратковременному отпуску раэьернутой нитьюпри температуре ниже температуры рекристаллиэации.40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Колпашников Л.И. и др. Высокопрочная нержавеющая проволока. М.,.Николайчук Техред Э, фанта Редан Демчик орректо аказ пнсное иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 3/40 Тираж 621 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж,комитета СССРоткрытийущская наб., д, 4/5