СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИСТОВ И ПЛИТ Российский патент 2013 года по МПК B23K20/04 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению слоистых листовых материалов методом совместной пластической деформации, и может быть использовано при производстве биметаллических листов и плит, предназначенных для изготовления переходников.

Известен способ изготовления биметаллических листов методом совместной многопроходной прокатки заготовок с предварительно подготовленными поверхностями, при котором пакет собирают непосредственно перед прокаткой путем накладывания нагретых менее прочных заготовок на холодные более прочные заготовки (авт.св. СССР №198114).

Однако для изготовления биметаллических листов на основе алюминия и его сплавов в сочетании с нержавеющей сталью данный способ не подходит, т.к. в этом случае увеличивается разница в пластичности холодных внутренних слоев из стали и горячих внешних слоев из алюминиевых сплавов и за счет этого, вследствие возникающих в слое стали растягивающих напряжений, происходит ее растрескивание.

Также известен способ изготовления биметаллических листов и плит из алюминиевых сплавов в сочетании с нержавеющей сталью методом горячей прокатки пакетов, собранных по схеме алюминиевый сплав - нержавеющая сталь - нержавеющая сталь - алюминиевый сплав, включающий подготовку контактных поверхностей, нагрев и многопроходную прокатку, вскрытие пакета и разделение на два биметаллических листа или плиты (В.К. Король и М.С. Гильденгорн «Основы технологии производства слоистых металлов», Москва, Металлургия, 1970 г. - прототип).

Этим способом можно получать качественные биметаллические листы с использованием заготовок (слоев) с близкими характеристиками пластичности при температуре прокатки (см. табл., п.1). Однако при возрастании разницы в пластичности заготовок наблюдается потеря устойчивости процесса прокатки, в результате чего в металле образуются зажимы и гофры (см. табл., п.2).

Задачей предлагаемого изобретения является совершенствование технологии изготовления биметалла с целью повышения его качества в случае, когда пластичность внешних слоев более чем в 1,3 раза превосходит пластичность внутренних слоев при температуре прокатки.

Поставленная цель достигается тем, что пакет, собранный по схеме алюминиевый сплав - нержавеющая сталь - нержавеющая сталь - алюминиевый сплав, с предварительно подготовленными контактными поверхностями путем обезжиривания, травления и зачистки и нагретый до температуры 380°С, непосредственно перед прокаткой захолаживают до достижения температуры внешних слоев значений, равных (0,70÷0,77) температуры нагрева пакета, что обеспечивает выравнивание пластичности слоев (см. табл., п.4; 5).

В таблице представлены данные по результатам прокатки биметаллических листов композиций алюминиевый сплав АМг6 - сталь 12Х18Н10Т и алюминиевый сплав АМг4 - сталь 12Х18Н10Т с различными температурными режимами.

Как видно из таблицы при прокатке пакета композиции АМгб-12Х18Н10Т-12Х18Н10Т-АМг6, выполняемой без захолаживания заготовок, имеет место высокое качество поверхности и, соответственно, высокий выход годного при производстве биметаллических листов, т.к. при температуре прокатки характеристики пластичности стали и алюминиевого сплава близки (см. табл., п.1). При прокатке по тем же режимам пакета композиции АМг4-12Х18Н10Т-12Х18Н10Т-АМг4 наблюдается резкое снижение качества поверхности и выхода годного, вызванное образованием большого количества гофр и зажимов, что явилось результатом значительной разницы пластичности слоев при температуре прокатки (см. табл., п.2).

Снижение температуры внешних слоев заготовок АМг4 путем их захолаживания до температуры менее 0,70 от температуры нагрева пакета непосредственно перед прокаткой приводит с одной стороны к выравниванию пластичности между внешними и внутренними слоями, что является положительным фактором, но с другой стороны ведет к охлаждению металла в зоне контакта слоев, вызывающем снижение энергии активации, что отрицательно влияет на качество соединения слоев (см. табл., п.6).

Захолаживание внешних слоев (заготовок АМг4) непосредственно перед прокаткой до температуры более 0,77 от температуры нагрева пакета не обеспечивает достижения поставленной цели - получение качественного биметалла с высоким выходом годного - имеют место единичные гофры (см. табл., п.3).

Захолаживание внешних слоев (заготовок АМг4) непосредственно перед прокаткой до температуры (0,70-0,77) от температуры нагрева пакета является оптимальным и обеспечивает наиболее высокое качество биметалла и, соответственно, выход годного (см. табл., п.4; 5).

Описанным выше способом можно изготавливать качественные биметаллические листы с высоким выходом годного с использованием заготовок со значительной разницей в пластических характеристиках.

Изобретение предназначено для повышения качества поверхности слоистых листов и плит и технико-экономических показателей их производства. Способ включает сборку симметричных пакетов с внутренним расположением стальных заготовок, нагрев и последующую горячую прокатку до требуемой толщины. Повышение равномерности распределения пластичности слоев по толщине слоистых листов и плит и исключение образования гофров на их поверхности обеспечиваются за счет того, что при определенной разнице пластических характеристик стали и алюминиевого сплава при нагреве до температуры прокатки вводится операция захолаживания алюминиевых составляющих пакета, позволяющая выровнять пластичность слоев при температуре прокатки, при этом температура нагрева и температура прокатки пакетов, а также соотношение пластических характеристик составляющих пакета при температуре прокатки строго регламентированы. 1 табл.

Способ горячей пакетной прокатки слоистых листов и плит с внутренними слоями из нержавеющей стали и внешними слоями из алюминиевых сплавов, пластичность которых при температуре нагрева под прокатку более чем в 1,3 раза превышает пластичность внутренних слоев из нержавеющей стали, отличающийся тем, что осуществляют подготовку контактных поверхностей, сборку симметричных пакетов, нагрев и многопроходную прокатку, а непосредственно перед горячей прокаткой проводят захолаживание алюминиевых составляющих пакета до температуры, равной (0,70÷0,77) температуры нагрева пакета.