Способ изготовления композиционной проволоки

Способ изготовления композиционной проволоки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскнх (i ) 644852

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.01.77 (21) 2446631/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень ¹ 4 (45) Дата опубликования описания 25.01.79 (51) М.Кл.- С 21 D 9/52

С 21 D 1/78

Государственные комнтет (53) УДК 621.785.79 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Х. Н. Белалов и Г. В. Баталов

Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КОМПОЗИЦИОННОЙ ПРОВОЛОКИ

Изобретение относится к области метизного производства, в частности к производству стальной высокопрочной проволоки для канатов и других проволочных изделий, работающих на износ.

Известен способ изготовления композиционной проволоки, включающий изготовление составной заготовки в виде стальной проволоки, покрытой гальванически материалом, содержащим атомы сплава второй компоненты, волочение и термодиффузионный отжиг для образования в покрытии диффузионного сплава (1).

Недостатком способа является малая толщина наносимого покрытия, что не обеспечивает существенного увеличения износостойкости и прочности. Кроме того, применение этого способа ведет к усложнению производства и его высокой стоимости по сравнению с получением композиционной проволоки пластической деформацией крупной составной заготовки.

Небольшая толщина покрытия не обеспечивает возможностей для проведения термообработки (окончательной или промежуточной) металла основы, так как дополнительный нагрев или выдержка может вызвать ухудшение свойств покрытия за счет его диффузионного размытия и взаимодействия с пограничными средами.

Известен также способ, который заключается в горячей прокатке и волочении составной заготовки с применением промежуточных и окончательной термообработок.

Составная заготовка изготавливается по этому способу напрессовкой сплошной концентрической оболочки на высокопрочный сердечник или заливкой твердого сердечника (оболочки) жидким металлом оболочки (сердечника) (2).

Однако при реализации этого способа трудно получить высокопрочную композиционную проволоку, имеющую участки с большой твердостью, так как такие участ15 ки имеют малую способность к пластическому формоизменению. Повысить их пластичность можно за счет изготовления этих участков, например, из дисперсионно-твердеющих сложнолегированных сталей. Но такие стали дороги, и они могут протягиваться только способом теплого волочения, что удорожает производство.

Другим недостатком указанного способа является то, что в процессе переработки составной заготовки в проволоку и при ее окончательной термообработке происходит взаимная диффузия компонентов композиции. Свойства готовой проволоки определяются в основном химсоставом компонент исходной заготовки. Изменение химсостава

644852 компонент в процессе переработки проволоки приводит к ухудшению ее свойств. Для исключения или существенного затруднения взаимной диффузии приходится суживать диапазон возможных сочетаний компонент металлами с малой взаимной диффузией, либо применять барьерные слои. Но с уменьшением диаметра проволоки происходит пропорциональное уменьшение толщины барьерного слоя и, начиная с определенноrо диаметра, барьерный слой не является существенным препятствием для диффузии.

Поэтому для получения тонких размеров проволоки (менее 1,0 лл) применение барьерных слоев не эффективно.

Целью изобретения является повышение износостойкости проволоки и упрощение технологии ее изготовления.

Это достигается тем, что изготавливают составную заготовку, основой которой является углеродистая сталь с содержанием углерода 0,1 — 1,0/о, в которой выполняют продольные пазы, заполняют их сильнокарбидообразующими элементами, например

Cr, Мо, V, Ti, W, Nb, Та. Заготовку затем подвергают горячей и холодной деформации для получения проволоки требуемого размера. Высокая твердость, прочность и износостойкость проволоки получается за счет диффузионного отжига на последнем переделе или на готовом размере из-за диффузии углерода из углеродистой основы в легированные участки и образования в них высокопрочных карбидов.

Существенной частью предлагаемого технологического процесса является взаимная диффузия элементов компонент, поэтому не нужны барьерные слои.

При изготовлении проволоки по предлагаемому способу нет необходимости сохранения состава компонент в относительно больших объемах, следовательно, композиционную проволоку с твердыми участками можно готовить с меньшим содержанием дорогостоящей легированной компоненты.

Небольшие объемы твердой компоненты находятся в более благоприятных условиях деформации из-за проявления эффекта пластифицирования тонких слоев. Кроме того, небольшие объемы легированной компоненты можно расположить отдельными участками, а не по всему периметру матрицы. Это мало скажется на рабочие характеристики проволоки, но облегчит проявление эффекта пластифицирования твердых слоев, которые могут появиться в результате промежуточных нагревов.

Углеродистую основу с пазами для легированной компоненты можно получать методами резания металлов, а также прокаткой, что является наиболее экономичным. Нанесение легированной компоненты можно осуществить методами заливки жидкой компоненты или приварки полосы из этого сплава. Можно прикреплять полосу ва, пластмасс.

1

Формула изобретения

Способ изготовления композиционной проволоки из углеродистых сталей с содержанием углерода 0,1 — 1,0 /о, включающий изготовление биметаллической заготовки, горячую и холодную пластическую деформацию и термическую обработки, о т л ич а ю.шийся тем, что, с целью повышения

65 из легированной компоненты сваркой только в отдельных участках и получать хорошее сцепление ее с углеродистой основой в процессе горячего прессования или прокатки составной заготовки. Так как количество наносимого легированного компонента невелико (2 — 1,5О/о от объема всей заготовки), то нанесение его указанными методами вполне экономично.

10 Описываемым способом была изготовлена опытная партия композиционной проволоки. Углеродистая основа была изготовлена из сталей У9А, ст45 и ст3 в виде круглых болванок диаметром 95 лл и длиной

450 лл с четырьмя продольными прямоугольными симметрично расположенными пазами на их поверхности. Размеры пазов: ширина 35 лл, глубина 10 — 12 лл. Легированной компонентой служила полоса из стали ОХ13, толщиной 5,0 лл, вложенная в паз и приваренная по его краю к углеродистой основе легированными электродами.

Заготовка подвергнута горячему прессованию при 1100 С. Получена заготовка диаметром 10,00 лл. После волочения заготовки и диффузионного отжига твердость поверхностных слоев из легированной компоненты достигла б8НЯС, твердость сердечника — 80 — 40HRC.

Предлагаемый способ позволяет получать проволоку с высокой твердостью отдельных участков, увеличить прочность, пластичность, износостойкость проволоки, при этом существенно повысить возможносз5 ти сочетаний элементов в композиции и упростить технологию изготовления проволоки за счет применения высокопластичных компонент и отсутствия барьерного слоя, а также сократить потребление дорогой ле40 гированной компоненты.

Изготовленная по предлагаемому способу проволока может использоваться как износостойкая, высокопрочная и высокоуп ругая в пружинах, канатах, сетках, иглах

45 для изготовления режущих инструментов, например сверл или для проволочных пил.

Замена, например, обычных канатов-пил из наклепанной углеродистой проволоки канатами из проволоки, изготовленной по

50 предлагаемому способу, позволяет в 2 — о раз повысить их износостойкость, что дает возможность использовать их при промышленной фигурной распиловке камня, дере644852

Составитель А. Секей

Техред С. Антипенко

Корректор М. Симкина

Редактор Д, Павлова

Заказ 1138/34 Изд. г1е 117 Тираж 657 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам пзооретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент» износостойкости и упрощения технологии, изготовление биметаллической заготовки осуществляют путем выполнения на заготовке из углеродистой стали продольных пазов и заполнения их сильнокарбидообразующими элементами, а термическую обработку проводят путем диффузионного отжига готовой проволоки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Маковский В. А., Ейльман Л. С. Основы теории и практики производства би5 металлических прутков. М., «Металлургия», 1971, с. 74.

2. Тарнавский А. Л. и др. Биметаллическая проволока. Металлургиздат, 1963, с. 44 — 45.