Способ получения биметаллических заготовок Советский патент 1985 года по МПК B23K20/04 

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при получении двухслойных и многослойных металлов.

Известен способ получения биме- 5 таллических заготовок, включающий сборку, подготовку контактных поверхностей слоев, сборку их в пакет с введением веществ, препятствующих окислению контактных поверхностей, О нагрев пакета и его прокатку, В качестве веществ, препятствующих окислению, используют карбонат с температурой декарбонизации 402-756С, преимущественно MgCOj ll. В процес- 15 се нагрева пакета при 402-756°С происходит разложение карбоната

MgCOj - MgO + COj , Разложение карбоната с вьщелением двуокиси углерода способствует увели-20 чению объема газов в полости пакета, а следовательно, значительная часть воздуха (кислорода также) вытесняется из полости пакета .в температурном интервале 402-756° через 25 отверстие в рамке.

Содержание СО в газовой смеси снижает окислительную способность ее на контактных поверхностях. С увеличением температуры пакета .30 происходит обезуглероживание стальной рамки и компонента основного-слоя в соответствии среакцией .

3Fe + 2СО.

СО,

Fe С +

Это способствует образованию в полос-35 ти пакета восстановительных газов, которые препятствуют процессу окисления .

Недостаток известного способа заключается в том, что нагревание па- 40 кета по сечению его неодинаково: вна|Чале нагреваются наружные слои - слябы, а следовательно, до нагрева карбоната и его разложения находящийся в зазоре пакета воздух успевает окис-45 лить контактные поверхности, так как известно, что окисление стали при нагреве происходит при 400°С и выше..

Цель изобретения - повышение ка- 50 чества биметаллических заготовок за счет улучшения соединения слоев.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения биметаллических заготовок, включа- 55 ющему подготовку контактных поверхностей слоев, сборку их в пакет с введением веществ, препятствующих

окислению контактных поверхностей, нагрев пакета и его прокатку, в качестве веществ, препятствующих окислению контактных поверхностей слоев используют летучие вещества с температурой парофазного превращения 20400°С, такие как, например, карбонилы металлов, галогениды, хлориды, йодиды и др.Сущность способа заключается в том, что при сборке пакета после установки рамки в зазор между рамкой и пластинами плакирующих слоев помещают летучее вещество (возможен вариант, когда летучее вещество помещают вместе с разделительным слоем между пластинами плакирующих слоев) На рамку укладывают верхний сляб основного слоя и пакет сваривают по периметру. Рамку изготавливают с отверстием в одной из планок. Собранный пакет подают в печь для нагрева под прокатку. При нагреве летучее вещество с низкотемпературным парофазным превращением (при 20-400°С) превращается в пары. Последние, смешиваясь с воздухом, находящимся внутри пакета, увеличиваются в объеме. При этом происходит вытеснение оставшегося воздуха и соответственно кислорода. Процесс идет при температурах нагрева, когда металл еще не вступает в реакцию с кислородом, т.е. не окисляется. Это способствует сохранению безокислительной среды, что препятствует возможности окисления контактных поверхностей соединяемых металлов.

При дальнейшем нагреве пакеты пары диссоциируют (разлагаются) на металл и газ, например окись углерода, если применяют карбонил металла; на металл и хрор, если применяются хлориды; на металл и пары йода, если применяются йодиды.

Процесс парофазного превращения соединений металлов происходит при низких температурах (ниже 400°С) и вытеснение остатков воздуха происходит также при низких температурах при этом окисление контактных поверхностей не происходит.

Дальнейшим нагревом пакета до температуры прокатки, при которой происходит разложение (диссоциация) летучего вещества на металл и газ, ;обеспечивается окончательное вытеснение оставшегося воздуха из зазора. Летучими веществами с низкотемпературным фазовым превращением являются карбонилы металлов: Мо(СО)б , Ni(CO)4, FeCCOV , WCCO), V(CO)e ; хлориды металлов: CuCOCt, , ., MoCfj., WCEj. , FeCg y-; йодиДЫ металлов: ИЛд , Zr34; Фториды металлов WFg и другие. Пример. Получают биметалл с основным слоем из стали 09Г2С и плакирующим слоем из стали 08х18Н1СТ прокаткой пакета размером 2200x1400x250 мм При сборке пакета в зазор между пластинами с раь:кой помещают летучее вещество с низкой температурой парообразования, а также возможен вариан когда летучее вещество помещают в разделительную обмазку. Одним из летучих веществ с низкой температурой парообразования является пентакарбонил железа, который превращается в пары при 20-30°С. Перед сборкой пакета в рамке свер лят отверстия, разделительную смесь между слоями, например, в симметричном пакете, помещают пентакарбонил железа ) Пчкет сваривают по периметру, помещают в нагревательную печь и при 20°С исходное вещество - Fe(CO)5-- превращается в пары которые вытесняют воздух, оставшийся в зазоре пакета. Дальнейщий нагрев пакета до 100°С способствует диссоциации пентакарбонила железа на железо и окись углерода. FeCCOs Fe + SCO Выделившаяся смесь углерода вступает в реакцию с Ьставшимся в зазоре кислородом, не вытесненным парами пентакарбонила железа, играет роль восстановителя окислов металлвнутри пакета при температуре более низкой, т.е. при температуре диссоциации паров карбонила железа 100 350°С. Низкая температура образования окиси углерода обеспечивает чистоту контактных поверхностей, а следовательно, улучшение соединения слоев и повышение биметаллов. Примером низкотемпературного парофазного превращения является карбонил молибдена, парофазное превращение которого происходит при ЗО-бО С. Примером превращения в парофазное состояние являются хлористые металлы: Мп(СО)(г , , FeCf у,температура превращения в пары которых составляет соответственно 70-1ОО С, ЮО-АООС ЗОО-АОО С. Примером превращения в парофазное состояние является йодид метал- ла: TiJ, температура превращения в пары которого 200-400°С. Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить окисление металлов и получить чистые контактные поверхности, а следовательно, повысить прочность соединения слоев и уменьшить брак по расслоению, что позволит получить экономический эффект в размере 200-300 тыс.руб. в год.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, включающий подготовку контактных поверхностей слоев, сборку их в пакет с введением веществ, препятсТвукяцих окислению контактных поверхностей, нагрев пакета и его прокатку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества биметаллических заготовок за счет улучшения соединения слоев, ( в качестве веществ, лрепятствующих ,окислен1по контактньк поверхностей слоев, используют летучие вещества с температурой.парофазного превращения 20-400 С.