Способ изготовления фольги из сплавов на основе свинца

9) Я 3 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКПХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ОПИСАЯИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ 11) 1788641 А 10 вгго иди(71) Государственный научно-исследовательский,проектный и конструкторский институт сплавов иобработки цветных металлов Типроцветметобработка"; Верх-Нейвинский завод вторичных цветныхметаллов .(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОЛЬГЙ ЙЗСПЛАВОЙ НА ОСНОВЕ СВИНЦА(57) Использование; производство Фольги из сплавов на основе свинца Сущность: расплав йодают в зазор валков-кристаллизаторов с температурой их поверхности 65 - 95 С, где после кристаллизации его пластически деформируют, сматывают полученную.ленту при 100 - 280 С и прокатывают с обжатием 26 - 79% в несколько проходов. Пластическую деформацию в валках-кристаллизаторах про-тизводят со скоростью 2-15 с и степенью деформации 10 - 2476, Заданную величину деформации и натяжения поддерживают в соответствии с рег-. ламентированной зависимостью. 2 табл.Изобретение отйосится к металлургии,в частности к прокаткефольги из сплавов наоснове свинца.Известен способ изготовления полосыиз свийца ипи свинцового сплава путем подачи расплава в зазор между двумя охлзждаемыми вращающимися валками, ззтвердевания расплава в виде полосы и последующей прокатки ее в ленту заданной толщины,Недостаток известного способа заключается в том, что он абеспочиварт вазможность получения лент, лйстов дляаккумулятороо, но не предназначен для производства фольги толииной до 0,05 мм.В известном способе осуществляетсярегулроонте натяжения уже эакртсталлйзовавоеж:я палась, но но регулируется степень деФормации в эоие прокатки ввалках-кристаллизаторах что при малой стейеидефорацйи приводит к аброто;,ацюусадочныхмежкрисгаллитных пустот иэ-эазатрудненных условий йодтетк 1 расплавамкристаллизующейся полосы, а при оысакойстепени деформации приводит к неравномерному выдавливанио йезакристаллиэававшейся легкоплавкой составляюцей;Укаэанньенедостатки снижаат лоханические свойства, приводят к их неоднородности по ширине и длине полосы чтапроявляотся при дальнейшей обработке ине позволяет полуать фОльгу толщиной0,05 мм,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату к предложенному являетсяизвестный способ изготовления фольги иэсплавов а основе свинца и олова, вклю ающий подачу расплава в зазор между валками-кристалпизаторами, при темпсратуреповерхности валков 65-95 С, кристаллиза.цию расплава на их поверхности при металлостатическам давлении расплава в зазоремежду валками-кристаиэатарами 0,5-2,0МПа, сьем получаемой заготовки, ее смотку100-2 рСи пас е юц одву, а йную прокатку со степенью деформации нагервоь. стадии 66-79, а нв второй стадии26-41 ф, при температуре поверхности валков, на второй стадии прокатки 10-28"С искорости деформации 10,8-13,6 с Недостаток известного способа заклю.чается в том, чта известный способ не обеспечивает высокого уровня выхода годного тонкой свинцовой фольги, в частности, толщиной 50 мкм, обладает низкой стабильностью процесса и повышенной обрывностью ленты в процессе прокатки малых толщин, Последнее особенно важно в случае, когда свинцовая фольга используется для последующего каширования,Целью изобретения является повышение выхода годного и стабильности процесса5 прокатки за счет уменьшения обрывностипри сохранении уровня механическихсвойств металла,Это достигается способом изготовления фольги иэ сплавов на основе свинца,10 включающим подачу расплава в зазор между валками-кристзллиззторзми при температуре поверхности валков 65-95 С содновременной пластической деформацйей, сьем получаемой ленты, ее смотку при15 300-280 С и последующую прокатку с обжатием 26-79 Я в несколько проходов, в котором пластическую деформацию ввалках-кристаллтзаторах осуществляют соскоростью 2-15 с .и степенью деформации20 10-24 ф, при атом заданную величину степени деформации поддерживают в соответствии с соотношениемгде ар -угол захвата закристаллиэованного металла;Я - относительная величина опережения,а последующую прокатку в каждом проходе . производят с натяжением, определяемым из саатношенйя;Нз Нп 4=9 где Нм - заднее натяжение;Нп - , переднее натяжение;О - относительное обжатие за проход.Заготовка БПЛ должна обладать определенным уровнем механических свойств, качеством поверхности и отсутствием различного рода внутренних дефектов - неслитин, раковин и пустот, При последующей прокатке низкие механические свойства и дефекты не позволяют получать фольгу малых толщин.Для получения качественной литой эа готовки необходима определенная величина деформации металла, реализуемая в очаге кристаллизации валков-кристаллизаторов, Установлено, что величина степени деформации металла при крйсталлиэации в валках-кристаплизаторах должна составлять 10-24, а величина скорости деформации 2-15 с . При этих условиях получения заготовки БПЛ в очаге деформации создаются условия, обеспечивающие формирова1788641 Ьу +созе,10 учитывая, что плотности польсовой заготов-. ки до и после прокатки очень блйзки и их . отношение равно 1, выражение (5) примет вид ак1 + а ) соз арВел пределяе следующ соа д 1+3 ние полосы с высокими механическими свойствами. обеспечивающими высокий выход годного при последующей прокатке и стабильность процесса прокатки фольги ээ счет снижения обрывности. 5Заданную величийу степени деФормаций в валках-кристаллизаторах поддерживают исходя иэ соотношения соз аье=1- -1+8где ар - угол захвата эакристаллизовайного металла при прокатке;3 - величина опережения, . 15Данная Формула выведена в соответствии с условием сохранения постоянства массы в процессе получения заготовкй БПЛ в валках-Кристатллтизаторах.При деформацйи материалов с изменяющейся плотностью до и после пластической деформации прйменяют универсальный закон постоянства массы, при котором массу деформированного материала приравнивают к массе исходного матерйала, израсходо ванного на его получение,Закой постоянства массы в случае получения заготовки БПЛ иэ расплава металла примет следующий вид:30Ьр )Ьр Чо = Ь агавЬаа Чм т (1)где Ьр и 6 - толщина слоя закристаллиэованного металла в зоне начала деформациии толщина получаемой полосовой эаготов- З 5ки;у т и у - плотность металла до и после деформации,г/смэ;Ьр и Ьл - ширина щели насадтки для подачи расплава и ленты; см;: . 40Чо и Ч 1 - скорость подачи ме галла в очаг деформации и скорость выхода поло овойзаготовки из валков, см/с.Поскольку ширина щели насадки дляподачи расплава и ширина полосовой эаго тавки различаются незначительно, то этойвеличиной можно пренебречь.Скорость подачи металла в очаг деформации и скорость выхода ленты выражаем через окружную скорость валков,50Чо- Ч соз ар(2)Ч- Ч (1+5) (3) где Ч, - окружнач скорость валков. см/с;3 - относйтелтьнэя величина опережеПолучаем закон постоя ства массы (1) в следующем аиде Ьр а Ч соз ар = Ьл )фл Ч ( 1 + Я ) (4) иэ выражения (4), определяем величину Ьр,соответствующую углу захвата при прокат-ке ар на отйосительной деформации 1 тЛ мак как е = - а -- - предстане ЬФормула (7) имеет две переменные; которые легко контролируют и изменяют в процессе получения заготовки БПЛ.Зная закономерность изменения параметров БПЛ, выраженную предложенным соотношением, можно сйободно управлять процессом БПЛ получения фольговой заготовки.Для йоддержзнияэаданной величинц степени деформации контролируют указанные параметРы ( ар и 3) и изменяютих в соответствии с предложенным соотношением.Укаэанные параметры измеряют известными способами, В частности,угол захвата (а) при прокатке закристаллиэованного металла измеряют, например, с помащьЮ щупа, фиксируя положение лунки, фиксйрование нагрузки на двигатель, фиксированием крутящего момента.В процессе бесслитковой прокатки происходит изменение параметров литья (температуры расплава, металлического давления расплава и др,), вызывая изменение контролируемых параметров - угла захвата при прокатКе и опережения, управление которыми позволяет оптимтитзировать процесс.Напрймер, с повышением темтпературы расплава лунка жидкогО металла в зазоре между валками-кристаллизаторами перемещается глубже (ближе к оси валков), угол захвата уменьшается; степень деформации соответствейно уменьшается.10 Для сохранения требуемой степени де формации увеличиваем оперекение путем уменьшения скорости вращения валков.Например, с повйшением металлостатического давления расплава радиус мениска расплава в зазоре между валками уменьшается, зона контакта расплава с валками увеличивается и соответственно увеличиоается угол захвата, следовательно увеличивается степень деформации. Для сохранения требуемой степени деформации уменьшаем опережение путем увеличенияскорости вращения валков.Кроме того, величины угла захвата и Опережения изменяют путем перемещения насадки длл подачи расплава, изменения расстояния между валками-кристаллизаторами.Разработанный способ позволяет уптемпературы полосовой заготовки, что приводит к неполной кристаллйэации металла и резкому снижению механических соойств.Скорость деформации меньше 2 с приводит к перемещейию фронта кристаллизации к кромкам насадки, частичной кристаллизации расплава на кромках, схватыванию его с материалом насадки, отрывом частиц теплоизоляционного материала насадки и переносу инородных частиц насадки в закристаллиэовавшуюся заготовку, что вызывает прорыв расплава через разрушенные места насадки и прекращение процесса.Особенностью предложенного способа является то, что прокатку в каждом проходе на всех стадиях осуществляют с натяжением. определяемым из соотношенияраоллть процессом и Оптимизировать его,позволяет получить качественную заготовку, увеличить скорость прокатки при поддержа нии требуемой "заданной оптимальной степени деформации.,При величине степени деформации менее10;(, Формйруемаязаготовка не прорабатывается, абладат низкими механи вескими свойствами из-за наличия пор и трещин, Малая степень деформации не обеспечивает формирооайие полосовой заготовки с высокими свойстоами.Увеличение степени деформации более 24 прйводит к резкому росту усилия прокатки, к неравномерному формированию 30 свойств полосооой заготовки; образованию 35)азиотолщинности, которые вызывают обрывы при прокат ке фольи и снижают выодГодНОгО,Величина степени деформации определяется механическими соойстоами сплаооо: 40сплавы, имеющие более высокую пластич-,ность предпочтительйо деформировать состепенью деформации 15-24, сплавы сменышей йластичностыо - со степеаю деформации - 10 - 15: 45Скорость деформации более 15 с приводит к увеличению количсства тепла, под"водимого квалкам в единицу времени.Валки разогреваются до более высокой температуры и толщина заготовки уменьшается 50нераонбмерно как по ширине, так и по длинЕрулона, Повышение температуры поверхности валков приводит также к охоатыоанио металла заготовкис валками, которое наступает, как правило, через ЗО-БО мин после 55начала процесса. В заготовке появля 1 отся дефекты типа нег.плойностей, трещин и не обеспечивается необходимый уровень механических свойств, Наблюдается нарушение планшетности и резкое повышение Нэ - НпЯНз где Нз - заднее натяжение;Ны - переднее натяжение;О - обжатие запроход,т.е. о каждом проходе заднее натяжение преоосходит переднее натяжение на величину Обжатия металла эа проход. Такаяпрокатка создает постоянство величины удельного натяжения металла в каждом проходе, что обеспечивает стабильность про-. цесса прокатки, стабильное положение полосовой заготовки о Очаге деформации, исключающее какие-либо значительные та генциальные перемещения металла.Учи,ывая низкие проч.остные характеристики свйнцооых сплаооо, несоблюдение гаких услооий приводит к нарушению стабильности положения металла о очаге де-. Формации,Изменение величины заднего натяжения по сравнейио с передним на величину, большую или меньшую по сравнению с определяемым по йредлагаемому соотношению Нз - Нп 1и =61 приводит к неравномерноНз 1сти натяжения проката, к перемещению деФормируемой полосовой заготовки, образованию складок, замятин и, как следствие, к обрывам,нарушающим стабиль- ность процесса прокатки, и снижающим выход годной фольги,-Предлагаемый способполностью пригоден также и для получения полос и лент из сплавов на основе свинца.Для реализация предложенйого способа сплавы свинец +7,9 ф, олова +4,0 сурьмы примеры 3-б) и свинец+2,5 ф олова+За сурьмы примеры 7-12) расплавляли в электрической печи сопротивления и по металлопроводу направляли в насадку установкиБПЛ. После получения паласовой заготовкиБПЛ ее сматывали в рулонные и подвергалипрокатке на двухвалковом прокатном ста: не, Режимц обработки приведенц в табл.1,полученнйе свойства - в табл.2,Для сравнения приведены режимы обработки и свойства указаннцх сплавов известным способом (примерц 1 и 7). Примеры 105, 6 и 11, 12 представляют собой запредельные режимц обработки сплавов предложенного способа.Как видно из данных табл,1 и 2, предложенный способ обеспечивает повышение 15оыхода годного более чем на 20% и обеспечивает стабильный процесс прокатки эасчет снижения числа обрцвов в каждом рулоне более чем в 10 раз.П р и м е р 1, Расплав свинцового сплава РЬ + 7,9 Яп + 4% ЯЬ подавали из печичерез насадку в вэлки-кристаллиэатарц установки БПЛ при температуре йоверхностивалков 65"С, Кристаллизацию расплавамежду валками-кристаллизаторами осуществляли с одновременной пластической деформацией са скоростью деформации 2 си степенью деформации 10% (0,1), которуюподдерживали в процессе (по заявленномусоотношению угол захвата закристаллиэованного металла и опережение составлялиар = 7 град и Я = 10% (0,1) соответственно),При определении угла захвата замеряли щупом координаты вершинц лунги. Полученную заготовку шириной 450 мм 35сматывали в рулон прй 100 С и и рокатц валив первых двух проходах с обжатием 66% запроход и заднем и переднем натяжении1000 кг и 340 кг соответственна (исходя изпредлагаемого соотношения величина заднего натяжения превосходит величину пе.: реднего натяжения на 66% = Еи в данных. проходах),В последующих проходах паласовую. заготовку прокатывали с абжатием 26% зэ 45проход при заднем и переднем натяжении225 и 166,5 кг соответственна, (исходя иэпредлагэемато соотношения величина зэднега натяженйя превосходит величину переднего натяжения на 26% - Еп в данных 50проходах),Механические свойства полученнойфол ьги Ов 3,15 - 3,3 МПа, д - 48-51% число обрывов в рулоне массой 1 т - 1, выходгаднага повышен до 90 - 94% 55П р и м е р 2. Аналогично примеру 1расплав свинцового сплава РЬ + 7,9% Яп +4,0% ЯЬ подавалй по насадке в валки-кристаллизатарц при температуре поверхнастивалков 80 С. Пластическую еформациюосуществляли са скоростью 8 с и степеньюдеформации 13% (0,13), которую поддерживали в працессе(по заявленному соотношению угол захвата и опережение составлялийр =8 град и Я =14% (О, 14) соответственна),Полученную заготовку сматывали в рулон при 210 С и прокатывали в первых двухпроходах с обжатием 70% эа проход, заднем и переднем натяжении 1000 и 300 кгсоответственно, (исходя из предлагаемогосоотношения величина заднего натяженияпревосходит величину переднего натяжения на 70% = Е 1,2 в данных проходах),В последу ащих проходах паласовую за-готовку прокатывали с обжэтием 38% запроход и заднем и переднем натяжении 225и 139,5 кг соответственно (величина заднегонатяжения превосходит величину передкега натяжения на 38% = Еп в данных проходах),Механические свойства полученнойфольги:О = 2,95-3,3; д =48 - 50%Число обрывов в рулоне - 2.Выход годнога повцшен до 90-94%.П р и м е р 3. Аналогично примеру 1расплав свинцового сплава РЬ + 2,5% Яп +3% ЯЬ подавали в валки-кристаллизаторыустановки БПЛ при температуре поверхности валков 95 ОС. Кристаллизацию с одновременной пластической деформациейосуществляли со скоростью 15 с 1 и степенью деформации 24% (0,24), которую поддерживали в процессе (по заявляемомусоотношению угол захоата и опережение составляли ар = 10,5 град и Я =- 30% (0,3)соответственно),Полученную заготовку сматывали в рулон при 280 С и прокатывали в первых двухпроходах с абжатием 79% за проход и заднем и переднем натяжении 1000 и 210 кгсаатостстоенна (величина заднего натяжения превосходит величину переднего натяжения нэ 79% = Е 12 в данных проходах), Впоследующих проходах паласовую заготовку пракатыоали с обжэтием 48% за проход,при заднем и переднем натяжении 225 и 117кг саатоетстоенна (величина заднего натяжения преоасходит геличину переднего натяжения нд 48% = Еп в дачных проходах).Механические свойства полученнойфольги: с =2,8 - 3,2; д=46-51%.Числа абрцвав в рулоне - 2.Вцход таднаго повышен да 80-84%.ь)ь . 5 с о О) СОО Ь 3 5 Б Я Э О с х с О ЙС 15ОхххФО . О5 5Э =ЦФц 3 Фо хОй ,И я)д осч ьь ие ьи ьфг ььь ь в щ 1 ц:и кМ ю . м СЧ ОС СЧ СЧ С СЧр Сч О СЧ сч сч- сч сч - сч о сч. оаЕО КХ Х1- 7О:С аФОа Оф СЧ РС 4 фСЧ С) со О О Ф Ч сч ОЭ 3 а 889 в о О 1СМ ОЭ1788641 Таблица 2 а изобретен и о ации поии с ва каждом атяжеи оставителехред Ы,МРедактор В.Фельдман Корректо Заказ Тираж Подпис НПО "Поиск" Роспатента13035, москва, Ж, Раугвская йэб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОЛЬГИ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СВИНЦА, включающий подачу расплава в зазор между валками - кристаллиэаторами при температуре поверхности валков 65 - 95 С с одновременной пластической деформацией, съем получаемой ленты, ее смотку при 100 . 280 С и последующую 1 трокатку с обжатием 26 - 79 в несколько проходов, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годногои стабильности процесса за счет уменьшения обрывности при сохранении уровня механических Свойствметалла, пластическую де. формацию в валках . - кристаллизаторахосуществляют со скоростью 2 - 15 с 1 и степенью-деформации 10- 24;4, при атом заданную величину степени деформддерживают в соответстсоотношением( сза )где ар - угол захвата закристаного металла;5 - относительная величинания,а последующую. прокатку япроходе производят с иопределяемым из соотноцгенилНэ-Ни)