Способ обработки давлением металли-ческой заготовки

Способ обработки давлением металли-ческой заготовки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о)829241 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 020479 (21) 2751229/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано150581. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 150581 (51)М. кл;

В 21 С 1/00

В 21 D 21/00 е

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.77.06 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Спицын, В.И. Сташенко и O.A. (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени физической химии АН СССР (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ

МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ

Изобретение относится к обработ.- ке металлов давлением и может быть использовано при прокатке металлической фольги, например из тугоплав- ких и труднодеформируемых металлов и сплавов, с пропусканием электрического тока большой плотности через зону прокатки.

Известен способ изготовления тончайшей ленты из тупоплавких и труднодеформируемых металлов и сплавов, таких как вольфрам и его сплавы с рением, путем прокатки с пропусканием постоянного электрического тока через валки с созда- 1з кием градиента .электрического поля в зоне деформации поперек прокатываемой заготовки с одновременным охлаждением эоны деформации сжатым воздухом с целью исключения нагрева, при- 20 водящего к окислению и охрупчеваниЫ этих металлов и сплавов (1).

Недостатком этогс способа является применение специальных средств охлаждения, необходимость электрической изоляции валков, а также неполное использование электропластического эффекта, который является суммарным эффектом, обусловленным электрондислокационным взаимодейст" вием, выделением джоулевого тепла и пинч-эффектом.

Известен также способ обработки давлением металлической заготовки, преимущественно фольги, путем про- катки с подключением к валку и заготовке разных полюсов источника тока и пропусканием через зону деформации импульсов электрического тока (2).

Недостатком этого способа является низкая частота следования импульсов электрического тока, в результате чего способ не может быть применен при прокатке металлов и сплавов, так как, чтобы получить электропластический эффект при прокатке при указанной частоте импульссв тока, обрабатываемую заготовку нужно пропускать с невероятно малой скоростью.

Кроме того, не оговорено, как следует подавать импульсы электрического тока: вдоль заготовки или поперек ее, что также оказывает влияние на процесс деформации металлов.

Цель изобретения — повышение скорости обработки.

829241

Указанная цель достигается . за сч т того, что электрическому току, пропускаемому через заготовку, сообщают частоту следования импульсов 600-6000 Гц, при этом для металлов с электронной проводимостью отрицательный полюс источника тока подключают к заготовке, а для металлов с дырочнои прово димостью отрицательный полюс источника тока подключают к валку.

На фиг.1 схематически изображен прокатный стан; на фиг.2 - геометри.чески показаны два рабочих валка и прокатываемая заготовка с очагом деформации.

1 1

Способ осуществляется следующим образом.

К одному из рабочих валков 1 прокатного стана подводится импульсный ток с помощью скользящих контактов (на фиг.1 обозначено + ); другой токовод осуществляется через контактные колодки 2, например из графита, одна сторона которых имеет конфигурацию, позэоляющую достаточно близко (с зазором в 1-3 мм, так как напряжение между токонесущими частями составляет единицы вольта) расположить их к рабочему валку стана на возможно близкое расстояние, что энергетически выгоднее (произведение квадрата тока на сопротивление тем меньше, чем меньше сопротивление, т.е, чем короче та часть проводника, по которой течет ток). В предлагаемом способе эта длина зависит от взаимного расположения контактных колодок относительно рабочего валка). Колодки крепятся к стану с помощью изоляционного материала, разрывающего электрическую цепь. К рабочему валку подключается благоприятный для данного материала полюс источника импульсного ток + (для метал лов с электронной проводимостью) и - (для металлов с дырочной проводимостью), что также способствует при данном способе подведения тока облегчению процесса прокатки за счет одинаковой направленности носителей зарядов и актов пластической деформации, т.е. вдоль заготовки, так как действие первых (носителей заряда) ускоряет движение последних (актов деформации), облегчая тем самым пластическую деформацию. Подводимая разность потенциалов, необходимая для.создания плотности тока порядка 103a/мм, является абсолютно безопасной и не превышает нескольких вольт. Примене.ние импульсного тока в предлагаемом способе не требует охлаждения фоль. гируемой заготовки, так как температура в зоне деформации не превышает 200-300 С.

Частота тока, необходимая для проработки токов каждог участка фольгируемой заготовки, проходящей со скоростью Ч через зону деформации, определяется простым соотношением Х = —, где Х вЂ” длина очага деформаций, (скорость V прокатки считается постоянной) . Очаг деформации определяется следующим образом. !

О Очаг деформации С = — половине — 2 хорды сегмента АВС (фиг.2), так как а = K 42Rh-h2, где R — - радиус валка ! н « прокатного стана, Ъ= . Ввиду того, что при прокатке тугоплавких

15 и труднодеформируемых фольгируемых заго; овок h является малой величиной то h «2Rh и величиной h можно пренебречь, тогда Й = -К2И или E

=ф(Ь„- Q) или через величину относительной степени деформации при прокатке cy :- - имеем 1= b„P

Таким образом зная скорость про ь катки V, где радиус рабочего валКа R, толщину фольгируемой заготов25 ки, входящей в очаг деформации, и задав относительную степень деформации при прокатке д, можем определить частоту слЕдования импульсов тока, необходимую для проработки каждого участка фольгируемой заготовки при непрерывной прокатке г

" .гну

Ввиду того, что в процессе прокатки на выбранном стане параметры

g Ь, V могут меняться„ то и частота тока должна быть изменена.

Диапазон частот тока в предлагаемом способе выбирается следую4Q щим образом.

Для полного использования элек трон-дислокационного взаимодействия ,в электропластическом эффекте длительность импульсов тока должна быть не менее 0,8-10 )- 10 с. Верх- няя граница-частотного интервала определяется на основании установленной длительности импульсов с помощью соотношения 1 = р-, где Г. — длительность импульсов; Q — скаржность на выходе генератора, которая для используемого генератора равна не менее двух. Отсюда 26= в 6000 Гц.

Нижняя граница частотного интервала определяется из формулы

55 наимен н,Д ь„, Например, для стана кварто-300:,В=55мм, Ч„,„ „1,5 м/с (наименьшая используемая скорость), 9 = 20%, bÄ= 0,1мм (первоначальная толщина используемой фольгируемой заготовки). Определенная таким образом нижняя граница

Йн— = 600 Гц. Таким образом, диапазон частот при непрерывной прокатке может быть выбран в пределах 600-60001 ö.

829241

Пример . Прокатка осуществляется на стане кварто-300. В качестве фольгируемой заготовки берут титановую ленту толщиной 0,1 и шириной 120 мм. Заданная степень обжатия за один проход составляет

20%. Титан имеет электронную проводимость. Ток пропускается от рабочего валка через заготовку к токопроводящей колодке.Протность тока равна 0,6 10 а/мм,: частота следоваЪ 2. ния импульсов 1900 Гц длительность

-4

10 с прн скорости прокатки 2 м/с.

За один проход при заданном режиме прокатки получают обжатие на

20%. Без наложения импульсного тоа при таком способе прокатки обжаия не превышают 5-8%.

Данный способ имеет следующие преимущества перед известным.

Высокая частота следования импульсов тока (600-6000 Гц) позволяет вести прокатку с большими скоростями.

Наложение импульсов тока вдоль заготовки исключает переделку имеющегося оборудования, например в части изоляции валков от остальных частей прокатного стана.

Предлагаемые режимы для изготовления фольги могут быть использованы также при производстве крупных изделий сечением в десятки, сотни квадратных миллиметров, получаемых с помощью прокатки. Осуществление прокатки таких сечений с применением постоянного тока является технически трудной задачей, так как технически трудно изготовить источник. постоянного тока в десятки и сотни килоамперов.

Формула изобретения

1. способ обработки давлением металлической заготовки, преимущественно фольги, путем прокатки с подключением к валку и заготовке разных полюсов источника тока и пропусканием через зону деформации импульсов электрического тока, о т — л и ч а ю шийся тем, что, с

15 целью повышения скорости обработки, электрическому току, пропускаемому через заготовку, сообщают частоту следования импульсов 600-6000 Гц.

2. Способ по п.1,, о т л и ч а юшийся тем, что, для металлов с электронной проводимостью отрицательный полюс источника тока подключают к заготовке.

3. Способ по п.1, о т л и ч а—

25 " шийся тем ч™о для мет ОВ с дырочной проводимостью отрицательный полюс источника тока подключают к валку.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 547274, кл. В 21 Н 7/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 393939, кл. В 21 D 21/00, 1971

839241

Составитель О. Румянцева

Техред Н. Граб Корректор О. Билак

Редактор С. Тимохина

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 2705/13 Тираж 888 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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