Устройство для перемещения заготовки в рабочую зону вакуумного прокатного стана

)5 В 2 04 ОПИСАН К АВТОРСКОМУ ИЗОБРЕТЕН И ИДЕТЕЛЬ Изобретен технике и мож производстве ских заготовок ления приборо Известно в жащее вакуумн откачки, шлюзь щелевым, так исущство зону ащее лен ыми ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкторское бюро "Луч"(56) Пипко А,И. и др, Конструирование ирасчет вакуумных систем. - М.: Энергия,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯЗАГОТОВКИ В РАБОЧУЮ ЗОНУ ВАКУУМНОГО ПРОКАТНОГО СТАНА(57) Изобретение относится.к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве проволочныхбиметаллических заготовок, применяемыхдля изготовления приборов в электроннойтехнике. Цель изобретения - повышение качества биметаллической заготовки за Счетполучения прочного и вакуум-плотного соединения составляющих в процессе сварки идеформирования за счет надежной герметизации вакуумной камеры, Устройство содержит вакуумную камеру, шлюзы для ввода ие относится к вакуумнои ет быть использовано при проволочных биметалличеприменяемых для изготовв в электронной технике. акуумное устройство, содерую камеру с патрубком длядля ввода и вывода как с с контактным уплотнением. м известного устройства явожность использования для.,Ы 1222248 сердечника и ленты из атмосферы в вакуумную камеру, сварочное и деформирующее устройства, расположенные внутри вакуумной камеры, и шлюз для вывода биметаллической заготовки из вакуумной камеры, выполненный в виде последовательно расположенных камер низкого и среднего вакуума, изолированных от атмосферы, друг от друга и от вакуумной камеры группами фильер с числом фильер в группе, уменьшающимися в направлении от атмосферы в вакуумной камере, Защищенные лента и проволока через шлюзы с фильерами поступают в вакуумную камеру, в которой осуществляется формовка ленты вокруг проволоки. Сварка кромок осуществляется электронным лучом, Далее составную заготовку опрессовывают в вакууме в фильере со степенью деформации 7,000. После нагрева заготовку подвергают горячему волочению и охлаждению, Выполнение внутренних диаметров фильер уменьшающимися в направлении от атмосферы к вакуумной камере обеспечивает требуемую герметичность ввода, что позволяет получать вакуум-плотное соединение между оболочкой и сердечником. 2 з.п. ф-лы, 2 ил,его уплотнения труб и прутков, не имеющихполированных поверхностей и нагретых.дотемпературы свыше 60 С,Наиболее близким по технической ности к предлагаемому является устро для перемещения заготовки в рабочую вакуумного прокатного стана, содерж размещенную в корпусе вакуумную ка с контактными уплотнениями, устано ными на ее входе и выходе, выполнен40 45 50 55 в виде фильер с различными внутренними диаметрами,Недостатком известного устройства является ненадежная герметизация вакуумного пространства, где происходит сварка и деформирование заготовки, что не позволяет обеспечить прочное соединение между оболочкой и сердечником по всему периметру поперечного сечения заготовки. Отсутствие надежного и вакуум-плотного сцепления по всему периметру поперечного сечения биметаллической проволоки объясняется тем, что в процессе формовки и сварки при давлениях кислорода воздуха, близких к атмосферному, поверхности ленты и сердечника покрываются слоями плотно адсорбированных молекул газа, так как зачищенная поверхность является активной и обладает сильным адсорбционным действием, После обжатия такой заготовки в пространстве между лентой и сердечником может находится газ, который препятствует созданию прочного соединения. Проволока, полученная на данном устройстве, имеет низкие физико-химические характеристики и, как следствие, большой процент брака по газности и натеканию.Цель изобретения - повышение качества заготовки,Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для перемещения заготовки в рабочую зону вакуумого прокатного стана, содержащее размещенную в корпусе вакуумную камеру с контактными уплотнениями, установленными на ее входе и выходе, выполненными в виде фильер с различными внутренними диаметрами, снабжено дополнительными вакуумной камерой и фильерами, размещенными в корпусе группами на входе и выходе в каждую камеру, с числом фильер в каждой группе, их внутренними диаметрами, уменьшающимися в направлении от атмосферы к рабочей зоне стана. При этом фильеры выполнены с возможностью их раздельной самоустановки в корпусе, например каждая фильера установлена в резиновой втулке,На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - шлюз для ввода сердечника, продольный разрез. Устройство (фиг. 1) соцержит шлюзы 1 и 2 для ввода соответственно сердечника и ленты, крышку 3 вакуумной камеры, в которой расположены деформирующее устройство 4, отделение 5 сварки и сварочное устройство 6, и шлюз 7 для вывода биметаллической заготовки, Деформирующее устройство состоит из роликов-калибров 8, направляющего ролика 9 и волок 10, установленных на плите 11 с помощью кронш 5 10 15 20 25 30 35 тейно в 12. Вакуумная камера состоит из стационарной 13 и подвижной 14 зон. Со стороны шлюза 7 вакуумная камера закрыта крцшкой 15. Плита 11 и кронштейны 12 закреплены на корпусе вакуумной камеры с помощью кронштейна 16.Шлюз для ввода сердечника (фиг. 2) содержит камеры 17 и 18 соответственно низкого и среднего вакуума, фланцы 19 и 20, стаканы 21 и 22, в которых установлены резиновые втулки 23, фильеры 24 и распорнце втулки 25. Фланцы 19 и 20 прижаты шпильками 26 к кожуху 27.Устройство работает следующим образом.Сердечник вводится из атмосферы (давление . 10 Па) в вакуумную камеру (давление 10 Па) через шлюз 1, а лента - через шлюз 2. В деформирующем устройстве 4 лента формуется вокруг сердечника в виде трубки, кромки которой свариваются в сварочном устройстве 6, с помощью электронно-лучевой сварки, Биметаллическая заготовка выводится из вакуумного устройства через шлюз 7. В шлюзе 1 сердечник последовательно проходит через первую группу фильер, камеру низкого вакуума (давление 10 Па), вторую группу фильер, камеру среднего вакуума (давление 10 Па)з и третью группу фильер. При этом . число фильер в группе и их диаметры уменьшаются в направлении от атмосферы к вакуумной камере. Фильеры 24 выполнены с возможностью из раздельной самоустановки в корпусе шлюза 1 путем фиксации каждой фильеры в отдельной резиновой втулке 23. Общее число фильер и число фильер в каждой группе определяют по логарифмическому законуи = 9 ( - ) =9 ( - ) +9( - 1 +9Ра Ра Рн РК Рн Рс ( - ) = п 1+ пг+ пз,РКгде п, п 1, пг и пз - число фильер, соответственно: общее, между атмосферой и камерой низкого вакуума, между камерами низкого и среднего вакуума, между камерой среднего вакуума и вакуумной камерой;Ра, Рн, Рс и Рк - давления, соответственно атмосферы, камер низкого и среднего давления, ваКуумной камеры.Внутренние диаметры фильер выполняют уменьшающимися в направлении от атмосферы к вакуумной камере по показательному законуО 1 =б/,У 1,где О - диаметр 1-й фильеры;б - начальный диаметр сердечника; ,и - вытяжка.При этом вытяжку выбирают в пределах,и = 1,01 - 1,05. Величина вытяжки,и в каждой фильере выбирается в диапазоне 1,01 - 1,05. При,и 1,01 не обеспечивается требуемая герметичность ввода, а при,и 1,05 возможен обрыв сердечника из-за значительного возрастания усилия волочения.Эмпирическим путем установлено, что волочением сердечника через фильеру с вытяжкой 1,01 - 1,05 удается удержать перепад давлений, отличающихся на 1 - 1,3 порядка, т.е. 19(Р 1/Р 2) = 1-1,3, где Р 1 и Рг - давления соответственно до и после фильеры. Таким образом, для поддержания в рабочей камере остаточного давления 10 Па при давлении атмосферы воздуха 10 Паонеобходимо установить 910":10) = 9 фильер. Полученная логарифмическая зависимость находится в полном соответствии с известным из теории вакуумных систем соотношением между скоростью откачки установки и давлением в камере до и после откачки,П р и м е р. На предлагаемом вакуумном устройстве получали биметаллическую проволочную заготовку медь - ферроникель. Зачищенные лента и проволока через шлюзы с фильерами поступали в вакуумную камеру с остаточным давлением 13,3 Па, где происходила формовка ленты вокруг сердечника (проволоки) в трубку диаметром 12,7 мм. Вытяжка в фильерах составила 1,02и 1,03.Сварку кромок ленты проводили . электронным лучом по режиму: напряжение пушки 26 КЧ, ток пушки 30 А, скорость сварки 3 м/мин. Затем трубку в вакууме опрессовывали вокруг проволоки в фильере со степенью деформации трубки 7,0 . Полученную заготовку подавали в установку индукционного нагрева, где нагревали до 850 С при остаточном давлении 13,3 Па. После нагрева заготовку подвергали горячему волочению через четыре последовательно расположенные волоки. Диаметр вакуумированной заготовки после волочения в первой волоке 9,10 мм, после волочения во второй волоке 8,80 мм, после третьей и четвертой - 8,50 мм. Диаметр вакуумированной заготовки 9,20 мм, Затем заготовку охлаждали водяным душем и сматывали в бунт на намоточном устройстве.Образцы биметаллической заготовки медь - ферроникель, полученной с линии, были исследованы на прочность соединения медной оболочки с сердечником, которую определяли испытанием образцов на срез, 101520 вакуумную плотность в изделиях электронной техники у потребителя. Брак по газности и натеканию снизился с 0,5 до 0,18 .Технико-экономические преимуществаизобретения в сравнении с прототипом заключаются в получении биметаллическойзаготовки с гарантированным вакуум-плотным прочным соединениям между оболочкой и сердечником, что существенноулучшает качество электронных приборов, втом числе их долговечность. Экономическийэффект от внедрения предлагаемого устройства составит 350 тыс. руб. в год.Формула изобретения1. Устройство для перемещения заготовки в рабочую зону вакуумного прокатного стана, содержащее размещенную вкорпусе вакуумную камеру с контактнымиуплотнениями, установленными на ее входеи выходе, выполненными в виде фильер сразличными внутренними диаметрами, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышениякачества заготовок, оно снабжено дополнительными вакуумной камерой и фильерами,размещенными в корпусе группами на входе и выходе в каждую камеру с числом фильер в каждой группе, их внутреннимидиаметрами, уменьшающимися в направлении от атмосферы к рабочей зоне стана,2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фильеры выполнены с возможностью их раздельной самоустановки.3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено резиновымивтулками по числу фильер, размещеннымив корпусе, а каждая из фильер установленав соответствующую ей втулку,25 30 35 40 45 50 55 За базовый объект была принята проволока, полученная по существующей технологии производства трубчатого платинита, в которой в качестве исходных материалов используют цельнотянутую медную трубку (оболочка) и ферроникелевый пруток (сердечник). Сравнение результатов испытанийпоказало, что проволока, полученная напредлагаемом устройстве, имеет прочность на срез 190 - 210 МПа, в то время как проволока, полученная по известной технологии, - 100 - 150 МПа. Металлографический анализ зоны контакта показал, что проволока,полученная на известном устройстве, имеет единичные поры и окисления, а на проволоке, полученной на предлагаемом устройстве, дефектов нет.Образцы готовой биметаллической проволоки были исследованы на соответствие требованиям отраслевого стандарта и испытаны при технологическом опробовании наул. Гагарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж аказ 1024 НИИПИ Государ Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5