Заготовка для изготовления проволоки и способ ее создания Российский патент 2023 года по МПК B21C37/04 B21F17/00 B32B15/01 

Изобретение может быть использовано при изготовлении проволоки для сетчатых ограждений или каталитических систем.

Известно изобретение «Биметалл повышенной прочности и способ его изготовления», патент RU 2315697, опубликован 27.01.2008, МПК B32B 15/01, B23K 20/08, в котором два различающихся по твердости металла соединены сваркой взрывом, по боковой поверхности выступов металлы соединены сваркой плавлением через металлическую прослойку, воздействуют давлением, которое создают в результате подрыва, а до подрыва заряда между соединяемыми металлами помещают тонкую металлическую прослойку и сваркой взрывом мягкий металл соединяют с прослойкой, а затем осуществляют соединение прослойки с поверхностью твердого металла. Позволяет использовать для изготовления ответственных композиционных деталей из трудносвариваемых материалов, например, для соединения твердых сталей с низкоуглеродистыми, а также толстолистовых и высокопрочных алюминиевых сплавов со сталью, легкоплавких металлов с тугоплавкими.

Данный способ имеет существенный недостаток, а именно не позволяет получать заготовку для биметаллической проволоки, у которой в поперечном сечении отношение площади сердечника к площади проволоки менее 0,25, так как минимальный радиус изгиба листового материала при холодной гибке для большинства пластичных металлов и сплавов не должен быть меньше толщины листового материала, это ограничено предельно допустимыми деформациями крайних волокон. Соответственно данный способ не позволяет изготавливать проволоку, применяемую в каталитических системах для окисления аммиака. Также недостатком данного способа является ограничение толщины оболочки при производстве биметаллической проволоки, по этой причине номенклатура выпускаемой проволоки (по толщине оболочки) весьма ограничена.

Задача, решаемая предложенными заготовкой для производства проволоки и способом её получения, заключается в устранении недостатков прототипа.

Технический результат заключается в создании устойчивой к физическому воздействию заготовки для изготовления прочной проволоки. Кроме того, технический результат заключается в создании технологических операций, необходимых для изготовления заготовки, устойчивой к деформации волокон при физическом воздействии.

Сущность заявленного технического решения состоит в том, что заготовка для изготовления проволоки содержит металлическое основание с металлической оболочкой, состоящей из металлических слоев. Отличается тем, что металлическая оболочка выполнена с радиусом изгиба, меньшим ее толщины, при этом металлические слои металлической оболочки сопряжены между собой, а участки их соединения смещены по отношению друг к другу.

Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленной заготовки, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.

В частных случаях допустимо выполнять заготовку следующим образом.

Металлическое основание и металлическая оболочка предпочтительно сопряжены между собой посредством сварного соединения.

Металлические слои могут быть выполнены в форме ленты.

Металлическое основание и металлическая оболочка выполнены из металла платиновой группы или из сплава металлов платиновой группы.

Оболочка предпочтительно состоит из двух металлических слоев.

Сущность заявленного способа создания заготовки для изготовления проволоки состоит в том, что вокруг оси металлического основания фиксируют металлические слои, формируют металлическую оболочку, сопрягают между собой металлические слои, участки их соединения смещают относительно друг друга и производят рекристаллизационный отжиг заготовки. При этом металлическую оболочку фиксируют на основании с радиусом изгиба меньшим, чем толщина оболочки.

Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного способа, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.

В частных случаях допустимо выполнять способ следующим образом.

Рекристаллизационный отжиг осуществляют преимущественно в шахтной или вакуумной печи.

Сопряжение между собой металлических слоев могут производить путем их сварного соединения или опрессовки.

Смещение участков соединения слоев осуществляют на расстоянии 90-180°.

Металлические слои вокруг металлического основания фиксируют с использованием гидравлического пресса с формовочными штампами или гидравлического волочильного стана.

Осуществление заготовки.

Формируемая вокруг основания оболочка, состоящая из нескольких слоёв, с радиусом изгиба на основании, меньше толщины оболочки, позволяет создать заготовку, устойчивую к деформациям волокон при физическом воздействии на неё.

Сопряжение слоев со смещенными относительно друг друга участками соединения влияет на прочность заготовки, что также способствует её устойчивости к деформациям волокон при физическом воздействии.

В частном варианте в качестве металлических слоёв оболочки для изготовления проволоки может быть использован металлический прокат, выполненный из металла платиновой группы или из их сплавов. К металлам платиновой группы относятся рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина.

В частном варианте в качестве основания может быть использован металлический прокат, выполненный из стали или других известных в уровне техники металлов и их сплавов.

В частном варианте сопряжение элементов заготовки осуществлено с помощью сварки, опрессовки, клёпки или любым известным из уровня техники способом.

В частном варианте металлические слои могут быть выполнены в форме ленты.

В частном варианте заготовка или её элементы могут быть выполнены любого размера с любыми заданными параметрами.

В частном варианте металлическая оболочка может быть выполнена из 2-20 металлических слоёв.

Осуществление способа

Способ изготовления заготовки для создания проволоки заключается в следующем.

Вокруг оси металлического основания поочередно фиксируют металлические слои, из которых формируется металлическая оболочка заготовки. При этом радиус изгиба одного металлического слоя при его фиксации на основании больше, чем толщина фиксируемого слоя, а радиус изгиба металлической оболочки на основании, меньше толщины оболочки. При сопряжении между собой элементов заготовки участки их соединения смещают по отношению друг к другу. Далее заготовку подвергают рекристаллизационному отжигу для восстановления кристаллической решётки.

При проведении указанных операций получается металлическая заготовка, из которой в дальнейшем с помощью процесса волочения или прокатки на станке изготавливают проволоку.

В частном случае осуществления способа рекристаллизационный отжиг может быть осуществлён с помощью шахтной или вакуумной печи.

В частном случае осуществления способа сопряжение между собой элементов заготовки производят с помощью сварного соединения, опрессовки или клёпки.

В частном случае осуществления способа смещение участков соединения по отношению друг к другу может быть осуществлено на расстоянии 90-180°.

В частном случае осуществления способа металлические слои вокруг металлического основания фиксируют с помощью гидравлического пресса с формовочными штампами или с помощью гидравлического волочильного стана.

Пример № 1. Получение проволоки для катализаторных сеток

Для изготовления проволоки диаметром 76 мкм используется основание из сплава ПдН-5 и оболочка толщиной 20 мкм из сплава ПлПдРд 81-16-3. Основание выполняется из проката сечением 7х7 мм из сплава ПдН-5, промежуточный металлический слой - в виде ленты сечением 2х37 мм из сплава ПлПдРд 81-16-3, внешний металлический слой - в виде ленты сечением 2х47 мм из сплава ПлПдРд 81-16-3.

Для формирования металлической оболочки заготовки металлическая лента сечением 2×37 мм оборачивается вокруг основания заготовки с образованием промежуточного слоя. Лента сечением 2×47 мм укладывается сверху на промежуточный слой вокруг оси основания с образованием внешнего слоя. При этом сопряжение элементов заготовки осуществляется с помощью сварного соединения таким образом, чтобы участки соединения каждого элемента были смещены по отношению друг к другу на 180°. Далее заготовка проходит этап рекристаллизационного отжига. После этого из полученной заготовки методом волочения производится проволока диаметром 76 мкм. Полученная проволока была использована для изготовления катализаторных сеток, применяемых в производстве азотной кислоты.

Пример № 2. Получение проволоки для сетчатых ограждений

Для изготовления проволоки диаметром 6 мм используется стальное основание и стальная оболочка толщиной 2 мм. Основание выполняется из стального проката сечением 7×7 мм, первый промежуточный металлический слой - в виде стальной ленты сечением 2×37 мм, второй промежуточный металлический слой - в виде стальной ленты сечением 2×47 мм, внешний металлический слой - в виде стальной ленты сечением 2×57 мм.

Для формирования металлической оболочки заготовки стальная лента сечением 2×37 мм оборачивается вокруг основания заготовки с образованием первого промежуточного слоя. Стальная лента сечением 2×47 мм укладывается сверху на первый промежуточный слой вокруг оси основания с образованием второго промежуточного слоя. Далее стальная лента сечением 2×57 мм укладывается сверху на второй слой вокруг оси основания с образованием внешнего слоя. При этом сопряжение элементов заготовки осуществляется с помощью опрессовки в разных точках по периметру заготовки, чтобы участки соединения каждого элемента были смещены по отношению друг к другу на 90°. Далее заготовка проходит этап рекристаллизационного отжига. После этого из полученного заготовки методом проката производится проволока диаметром 6 мм. Полученная проволока была использована для изготовления сетчатых ограждений.

Изобретение относится к области металлообработки и касается заготовки для проволоки и способа ее изготовления, предназначенной для сетчатых ограждений или каталитических систем. Заготовка содержит металлическое основание с металлической оболочкой, состоящей из металлических слоев. Металлическая оболочка выполнена с радиусом изгиба, меньшим ее толщины, при этом металлические слои металлической оболочки сопряжены между собой, а участки их соединения смещены по отношению друг к другу. В способе вокруг оси металлического основания фиксируют металлические слои, формируют металлическую оболочку, сопрягают между собой металлические слои, участки их соединения смещают относительно друг друга и производят рекристаллизационный отжиг заготовки, при этом металлическую оболочку фиксируют на основании с радиусом изгиба меньшим, чем толщина оболочки. Изобретение обеспечивает создание устойчивой к физическому воздействию заготовки для изготовления прочной проволоки. 2 н. и 8 з.п ф-лы, 2 пр.

1. Заготовка для изготовления проволоки, содержащая металлическое основание с металлической оболочкой, состоящей из металлических слоев, отличающаяся тем, что металлическая оболочка выполнена с радиусом изгиба, меньшим ее толщины, при этом металлические слои металлической оболочки сопряжены между собой, а участки их соединения смещены по отношению друг к другу.

2. Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что металлическое основание и металлическая оболочка сопряжены между собой посредством сварного соединения.

3. Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что металлические слои выполнены в форме ленты.

4. Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что металлическое основание и металлическая оболочка выполнены из металла платиновой группы или из сплава металлов платиновой группы.

5. Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что оболочка состоит из двух металлических слоев.

6. Способ получения заготовки для изготовления проволоки по одному из пп. 1-5, заключающийся в том, что вокруг оси металлического основания фиксируют металлические слои, формируют металлическую оболочку, сопрягают между собой металлические слои, участки их соединения смещают относительно друг друга и производят рекристаллизационный отжиг заготовки, при этом металлическую оболочку фиксируют на основании с радиусом изгиба меньшим, чем толщина оболочки.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что рекристаллизационный отжиг осуществляют в шахтной или вакуумной печи.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что сопряжение между собой металлических слоев производят путем их сварного соединения или опрессовки.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что смещение участков соединения слоев осуществляют на расстоянии 90-180°.

10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что металлические слои вокруг металлического основания фиксируют с использованием гидравлического пресса с формовочными штампами или гидравлического волочильного стана.