СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛОСКИХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B23K20/00 

Предполагаемое изобретение относится к области получения плоских биметаллических материалов методами обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве изделий для электротехнической, электронной и авиационной промышленностей, а также для изготовления изделий бытового назначения.

Известен способ получения плоских биметаллических материалов, заключающийся в очистке контактирующих поверхностей, нагреве и совместной прокатке заготовок (А.С. 348325, B 23 K 20/00, 1968).

Известен способ обеспечивает низкую прочность соединения слоев биметаллических материалов.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу получения плоских биметаллических материалов является выбранный в качестве прототипа способ, включающий подготовку контактирующих поверхностей, сборку пакетов и последующее совместное деформирование соединяемых металлов через промежуточную прокладку, оплавляющуюся в процессе деформации (А.С. 1447611, B 23 K 20/00).

К недостаткам технического решения-прототипа можно также отнести интенсивное окисление материала промежуточной прокладки, способствующее проявлению непроваров и понижению прочности соединения слоев.

Предлагаемый способ получения плоских биметаллических материалов лишен перечисленных выше недостатков аналога и прототипа.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ, состоит в повышении прочности соединения слоев. Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем подготовку контактирующих поверхностей, сборку пакетов и последующее совместное деформирование соединяемых металлов через промежуточную прокладку, оплавляющуюся в процессе деформации, причем совместное деформирование осуществляют с предварительным пластическим сжатием пакетов без оплавления промежуточной прокладки с обжатием, составляющим 0,2 0,6 от общего обжатия пакета при его деформирования. Предлагаемое решение поставленной задачи не вызывает технических затруднений при реализации в промышленности.

По совокупности отличительных признаков заявленное техническое решение соответствует критерию охраноспособности "новизна".

Сущность изобретения поясняется следующим. При получении биметаллов совместным деформированием заготовок через промежуточную прокладку, оплавляющуюся в процессе деформации, процесс протекает постадийно:
установление плотного контакта соединяемых металлов с материалом прокладки,
прогрев материала прокладки до температур, превышающих ее температуру плавления,
деформация слоев с вытеснением расплава прокладки из зоны контакта.

При этом качество получаемых соединений определяется как на каждой стадии процесса, так и соотношением отмеченных стадий. Если оплавление прокладки происходит до установления плотного контакта, то происходит ее интенсивное окисление и зональная локализация расплава, что приводит к проявлению непроваров и снижению прочности соединения слоев биметалла.

При осуществлении предварительного обжатия пакетов без расплавления материала прокладки происходит установление плотного контакта металлов, дающее возможность дополнительного нагружения прокладки в твердом состоянии, что способствует избежанию окисления материала прокладки при ее последующем расплавлении; равномерному прогреву и расплавлению прокладки, что в итоге приводит к повышению прочности соединения слоев.

При предварительном пластическом сжатии пакетов без оплавления материала прокладки менее 0,2 от общего обжатия пакета при его деформировании задача изобретения не достигается, прочность соединения слоев не повышается.

При предварительном пластическом сжатии пакетов без оплавления материала прокладки более 0,6 от общего обжатия пакета при его деформировании прочности соединения слоев не повышается, поскольку достигнутый уровень контакта металлов слоев (для контакта металлов в твердой фазе) является оптимальным и повышение уровня обжатий к улучшению качества соединений не приводит.

Примеры. Согласно прототипу и заявляемому техническому решению проводили осадку пакетов алюминий-алюминий, алюминий-сталь, алюминий-титан, алюминий-медь с использованием промежуточных прокладок, выполненных из сплавов цинка с алюминием. При этом осуществляли предварительное сжатие пакетов без расплавления материала прокладки: 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,6, 0,8 от общего обжатия пакета при его деформировании с последующим деформированием пакетов при расплавлении материала прокладки. Общее высотное обжатие пакетов при этом составляло 20% 30% 40%
Анализ прочности соединения слоев полученных образцов показал, что без осуществления предварительного сжатия пакетов, а также при предварительном сжатии пакетов в пределах 0 0,1 от общего обжатия пакета при его деформировании улучшения прочности соединения слоев не достигается.

При предварительном сжатии пакетов без расплавления материала прокладки более 0,6 от общего обжатия пакета при его деформировании улучшения прочности соединения слоев не происходит.

При применении предварительного сжатия пакетов без оплавления промежуточной прокладки с обжатием, составляющим 0,2 0,6 от общего обжатия пакета при его деформировании, достигается улучшение прочности соединения слоев в сравнении с прототипом в среднем на 15%

Использование: для получения плоских биметаллических материалов методами обработки металлов давлением при производстве изделий для электротехнической, электронной и авиационной промышленностей, а также для изготовления изделий бытового назначения. Существо: способ получения плоских биметаллических материалов включает подготовку контактирующих поверхностей, сборку пакетов и последующее совместное деформирование соединяемых металлов через промежуточную прокладку, оплавляющуюся в процессе деформации, при этом совместное деформирование осуществляют с предварительным пластическим сжатием пакетов без оплавления промежуточной прокладки с обжатием, составляющим 0,2 - 0,6 от общего обжатия пакета при его деформировании. При осуществлении предварительного обжатия пакетов без расплавления материала прокладки происходит установление плотного контакта металлов, дающее возможность дополнительного нагружения прокладки в твердом состоянии, что способствует избежанию окисления материала прокладки при ее последующем расплавлении; равномерному прогреву и расплавлению прокладки, что в итоге приводит к повышению прочности соединения слоев. Достигается улучшение прочности соединения слоев в сравнении с прототипом в среднем на 15%.

Способ получения плоских биметаллических материалов, включающий подготовку контактирующих поверхностей, сборку пакетов и последующее совместное деформирование соединяемых металлов через промежуточную прокладку, оплавляющуюся в процессе деформации, отличающийся тем, что совместное деформирование осуществляют с предварительным пластическим сжатием пакетов без оплавления промежуточной прокладки с обжатием, составляющим 0,2 0,6 от общего обжатия пакета при его деформировании.