СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ОВАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК B21C1/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам производства проволоки, и может быть использовано при изготовлении дистанционирующей проволоки для ТВЭЛов атомных реакторов из стали марки ЧС-68ИД.

В качестве прототипа выбран способ получения фасонных профилей (А.С. SU 1447463), включающий холодную пластическую деформацию заготовки круглого сечения с получением проволоки готовых размеров волочением через фасонную волоку.

Недостатком указанного способа является недостаточный уровень механических и эксплуатационных свойств проволоки, производимой из коррозионно-стойкой стали, применяемой, в частности, в качестве дистанционирующей для реакторных сборок в установках на быстрых нейтронах.

Поскольку овальный профиль проволоки формируют в двухроликовой волоке с овальным калибром, то свободная боковая поверхность проволоки в калибре при неблагоприятной схеме напряженного состояния, свойственной волочению, подвержена растрескиванию. Готовая овальная проволока, произведенная таким способом, имеет низкое относительное удлинение и слабо сопротивляется межкристаллитной коррозии.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение механических и эксплуатационных свойств производимой проволоки.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе изготовления проволоки овального сечения, включающем холодную пластическую деформацию заготовки круглого сечения с получением проволоки готовых размеров волочением через фасонную волоку, деформацию проволоки предготовых размеров осуществляют холодной прокаткой с получением овального сечения высотой а_о=(0,9÷1,1)а•ехр(ε/2) и шириной b_о=(0,9÷1,1)b•ехр(ε/2), где ε - заданная степень деформации, а а и b - соответственно высота и ширина сечения проволоки готовых размеров, причем прокатку осуществляют последовательно в овальном и в ребровом овальном калибре с логарифмической деформацией в направлении большей оси овального сечения не менее 0,10 и не более 0,15.

Получение проволоки предготовых размеров с указанными размерами позволяет обеспечить степень холодной пластической деформации при чистовом обжатии, заданную, например, (20+5)%, и получить проволоку овального сечения с высокими механическими и эксплуатационными свойствами.

При формировании овального сечения проволоки предготовых размеров за два подхода в овальном и ребровом овальном калибре обеспечивают равномерную степень деформации по сечению проволоки и ее однородную мелкозернистую структуру.

При логарифмической деформации меньше 0,10 происходит рост зерна при последующей термической обработке проволоки предготовых размеров. При логарифмической деформации больше 0,15 проволока уширяется в направлении меньшей оси овального сечения и защемляется в калибре, что при малой пластичности наклепанной стали приводит к раскрытию сечения и продольному расколу проволоки.

Способ осуществляли следующим образом.

Обработке подвергали проволоку диаметром 1,12 мм, имеющую следующие механические свойства: δ_в=630÷750 МПа; δ=23-40%, ψ=67-73%.

Структура проволоки аустенитная, полностью рекристаллизованная, размер зерна 5-10 баллов.

Проволока прокатана в овальном калибре, при логарифмической деформации, равной 0,14, с получением овального сечения а_о=0,62 мм; b_о=1,74 мм и в ребровом овальном калибре с получением овального сечения а_о=0,67 мм; b_о=1,46 мм. Проволока предготовых размеров а_о=0,67 мм и b_o=1,46 мм после безокислительной термической обработки протянута через фасонную волоку с получением овального сечения готовых размеров а=0,60 мм и b=1,30 мм.

Прочность проволоки составила δ_в=К60-930 МПа; относительное удлинение δ=2,0-3,8%, что соответствует требованиям ТУ 14-159-313. Число гибов при испытании на знакопеременный изгиб составляет 53-65. Размер зерна имеет малый разброс по сечению и соответствует 7-8 баллам.

Способ предназначен для повышения механических и эксплуатационных свойств проволоки овального сечения, например дистанционирующей проволоки для ТВЭЛов атомных реакторов из стали марки ЧС-68ИД. Способ включает холодную пластическую деформацию заготовки круглого сечения с получением проволоки готовых размеров волочением через фасонную волоку. Равномерная степень деформации по сечению проволоки и однородная мелкозернистая структура обеспечиваются за счет того, что деформацию проволоки предготовых размеров осуществляют холодной прокаткой с получением овального сечения высотой а_о=(0,9÷1,1)а·ехр(ε/2) и шириной b_о=(0,9÷1,1)b·exp(ε/2), где ε - заданная степень деформации, а а и b - соответственно высота и ширина сечения проволоки готовых размеров, при этом прокатку осуществляют последовательно в овальном и в ребровом овальном калибре с логарифмической деформацией в направлении большей оси овального сечения менее 0,10 и не более 0,15.

Способ изготовления проволоки овального сечения, включающий холодную пластическую деформацию заготовки круглого сечения с получением проволоки готовых размеров волочением через фасонную волоку, отличающийся тем, что деформацию заготовки предготовых размеров осуществляют холодной прокаткой с получением овального сечения высотой a_o=(0,9÷1,1)a·exp(ε/2) и шириной b_o=(0,9÷1,1)b·exp(ε/2), где ε - заданная степень деформации, а а и b - соответственно высота и ширина сечения проволоки готовых размеров, при этом прокатку осуществляют последовательно в овальном и в ребровом овальном калибре с логарифмической деформацией в направлении большей оси овального сечения менее 0,10 и не более 0,15.