СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТ Российский патент 1998 года по МПК B23K20/04 B23K20/227 

Предлагаемое изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении биметаллических лент, состоящих из стальной основы, покрытой цветным металлом или его сплавом.

Известен способ получения многослойного металла, технологический процесс которого включает в себя подготовку поверхности основного и плакирующего слоев, плакирование (совместную пластическую деформацию основы и покрытия), промежуточный диффузионный отжиг, травление биметаллической полосы, холодную прокатку биметаллической полосы, окончательный рекристаллизационный отжиг, травление и адьюстажные операции (Биметаллический прокат. Учебное пособие для вузов. М., Металлургия. 1970. Авторы: Засуха П.Ф. Корщиков В.Д. и др., стр. 204 - 209).

Недостатком данного способа является возможность получить ленты только толщиной до 1,5 мм. Получение лент большей толщины требует применения оборудования большой мощности.

Кроме того, известен способ (Авт. св. СССР N 726760 МКИ B 23 K 20/04, 1979), позволяющий получить биметаллические соединения толщиной до 3,2 мм.

Недостатком данного способа является необходимость проведения операции нормализации горячекатаной полосы, а обжатие при калибровочной прокатке со степенью деформации менее 15% не обеспечивает технических требований по точности.

Цель предлагаемого изобретения - повышение качества биметаллических лент и снижение затрат при их производстве.

В способе изготовления биметалла томпак - сталь - томпак толщиной от 2,9 до 3,2 мм методом холодного плакирования используют ленту стальную горячекатаную марки 18ЮА и ленту томпаковую марки Л90, обеспечивая соотношение пределов текучести наружной (томпаковой) и внутренней (стальной) ленты в диапазоне от 0,74 до 0,84. Для обеспечения необходимой толщины покрытия используют ленты, обеспечивающие соотношение исходных размеров лент в диапазоне от 0,053 до 0,06, а минимально необходимая степень деформации в плакирующем проходе определяется по выражению:

где
H_т/H_ст - отношение исходных толщин томпака и стали;
σ_т/σ_ст- - отношение исходного предела текучести томпака к исходному пределу текучести стали;
l_с/l_с - коэффициент формы очага деформации (l_с - дуга захвата, h_с - средняя толщина пакета в очаге деформации).

Сплакированные рулоны биметаллического подката подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений, травлению, калибровочной прокатке с суммарным обжатием от 15 до 30% и окончательной термической обработке для обеспечения требуемых механических свойств и структуры.

Пример.

Плакирование осуществляли на промышленном четырехвалковом стане 400/1000 х 500. В качестве основного слоя использовали ленту стальную горячекатаную марки 18ЮА размером 7,5 х 270 мм с пределом текучести σ_то= 302 МПа, а в качестве материала покрытия - ленту томпаковую марки Л90 сечением 0,4 х 288 мм с пределом текучести σ_тп= 225 МПа. Совместную пластическую деформацию лент после их обезжиривания, травления и зачистки металлическими щетками осуществляли по схеме:
(7,5 + 2 • 0,4) -> 3,75 мм
Усилие плакирования при этом составляло 7000 ^oC 7800 кН, заднее натяжение стальной основы - 5000 МПа, латунного покрытия - 40 МПа, переднее натяжение биметалла - 2500 МПа. Профилировка валков: верхний - цилиндрический, нижний - с выемкой по длине рабочей части 0,1 мм. Диффузионный отжиг при температуре 700 - 720^oC в течение 1200 мин проводили для снятия внутренних напряжений и предотвращения растрескивания кромок ленты. Окончательная холодная прокатка производилась на четырехвалковом стане 250/750 х 500 по схеме:
3,75__→3,55__→3,35__→3,2 мм
3,75__→3,55__→3,35__→3,20__→3,00__→2,9 мм
Натяжение полосы колебалось по проходам от 2800 до 3000 МПа. Профилировка рабочих валков: верхний - с выпуклостью по длине рабочей части, равной 0,1 мм, нижний - цилиндрический.

Термическая обработка после окончательной холодной прокатки производилась для обеспечения требований механических свойств и микроструктуры.

Способ включает совместную прокатку стальной горячекатанной ленты и ленты из томпака с соотношением пределов текучести материалов 0,74 - 0,84 и толщин 0,053 - 0,06 в холодную со степенью деформации не меньше, чем определяемой из предложенного соотношения, в валках, верхний из которых имеет цилиндрический профиль, а нижний - выемку по длине рабочей части 0,1 мм, затем проводят диффузионный отжиг при температуре 700 - 720^oC в течение 1200 мин, калибровочную холодную прокатку с суммарным обжатием 15 - 20% на профильных валках с верхним, имеющим выпуклость по длине рабочей части 0,1 мм, и нижним - цилиндрическим, после чего осуществляют рекристаллизационный отжиг. Способ позволяет повысить качество биметаллической ленты и снизить затраты на ее производство. 2 з.п.ф-лы.

1. Способ изготовления биметаллических лент, включающий подготовку лент из стали и томпака и совместимую прокатку, отличающийся тем, что в качестве исходных материалов используют стальную горячекатанную ленту и ленту из томпака с соотношением пределов текучести материалов от 0,74 до 0,84 и толщины от 0,053 до 0,06, совместную прокатку осуществляют в холодную со степенью деформации не меньше, чем определяемой из выражения
ε_c=54,39+37,11(H_т/H_ст)-
где ε_c- степень деформации;
H_т/H_ст - отношение исходных толщин томпака и стали;
σ_т/σ_ст- отношение исходных пределов текучести томпака и стали;
l_с - дуга захвата в очаге деформации;
h_ст - средняя толщина пакета в очаге деформации,
при этом прокатку осуществляют в валках, верхний из которых имеет цилиндрический профиль, а нижний - выемку по длине рабочей части 0,1 мм, после прокатки дополнительно проводят диффузионный отжиг при температуре 700 - 720^oC в течение 1200 мин, калибровочную холодную прокатку с суммарным обжатием от 15 до 20% на профильных валках с верхним, имеющим выпуклость по длине рабочей части 0,1 мм, и нижним - цилиндрическим, после чего осуществляют рекристаллизационный отжиг. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после совместной холодной прокатки исходных материалов проводят обезжиривание поверхности. 3. Способ по 1, отличающийся тем, что после совместной холодной прокатки исходных материалов и последующего охлаждения биметаллических лент в условиях цеха в течение не менее 24 ч проводят калибровочную холодную прокатку.