Состав для улучшения сцепления слоев при производстве биметаллов Советский патент 1987 года по МПК B23K20/00 B23K20/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к получению многослойных плакированных листов методами горячей деформации. Целью изобретения является повышение прочности соединения слоев в биметаллических соединениях за счет снижения возможности окисления контактных поверхностей при высоких температурах и продолжительном нагреве .

При высокотемпературном нагреве герметичных пакетов углеродные соединения, входящие в состав, возгоняются на начальных этапах нагрева и выдержки, создавая восстановительную атмосферу между контактными поверхностями, предназначенными для соединения. Свободный углерод, введенный в состав и равномерно распределенный по площади контактных поверхностей, после возгонки углеродных соединений (нефтепродуктов, лаков, смол или жиров) остается на соединяемых поверхностях металла и обеспечивает стабильность восстановительной способности атмосферы между контактными поверхностями за счет, равновесия обменных реакций

СО + МеО- н

СО, + Me -со. + С-СО

,j ,,

где С и С - свободный углерод и уг лерод в твердом растворе металла при его науглероживании соответственно.

Б качестве свободного углерода может быть использована сажа или мелкодисперсный графит. Использовани углерода в виде сажи наиболее предпочтительно, так как сажа имеет весьма развитую поверхность, превосходящую поверхность у всех других видов твердого углерода, и ее реакционная способность с газовой фазой максимальна . . /

Оптимальное содержание свободного углерода 10-30% в смеси определено экспериментально путем анализа состояния контактных поверхностей, соединяемых металлов после нагрева и выдержки при высоких температурах в пакете, например, из углеродистых и коррозионностойких сталей.

При содержании свободного углерода менее 10% на контактных поверх

5

0

5

ностях металлов при длительном нагреве и выдержке при высоких температурах имеет место наличие окислов. При содержании сажи более 30% в зоне соединения слоев образуются карбиды, снижающие качество соединения металлов .

Состав для улучшения схватывания металлов при совместном горячем деформировании приготавливают в виде суспензии твердого углерода (сажи) в жидких углеродных соединениях, таких как нефтепродукты, лаки, смолы или жиры. Суспензия имеет плотность 1,3 г/см.

Состав для улучшения схватывания металлов при совместном деформировании наносят на предварительно подготовленные механической обработкой или травлением и обезжиренные контактные поверхности металлов в количестве 0,50-0,55 кг/м, высушивают при использовании в качестве углеродных соединений лаков и смол, затем заготовки металлов, предназначенные для соединения, собирают

горячей деформации и прокатывают.

Состав для улучшения схватывания металлов при совместном горячем деформировании может быть использован при соединении различных металлов, например железо -железо, сталь - сталь, сталь -высоколегированные сплавы, сталь - цветные металлы, особенно металлов, обладающих большим сродством к кислороду, или их сплавов.

В качестве заготовок соединяемых металлов служили пластины стали 12Х18Н10Т размером 22х1070х х1800 мм с контактными поверхностями, подготовленными травлением с последующей промывкой в горячей воде, и пластины стали 09Г2С и 16ГС размером 100x1200x2000 мм с контактными поверхностями, подготовленными фрезерованием с последующим обезжириванием бензином.

В таблице приведены данные по использованию нескольких вариантов составов.

Составы наносили на контактную поверхность пластин стали 12Х18Н10Т в количестве 0,507 кг/м. Покрытые составом контактные поверхности высушивали на воздухе. Подготовленные пластины собирали в четырехслойные

пакеты, нагревали до 1280 С при общем времени нагрева и выдерживали 10-12 ч и прокатывали на двухслойные, листы толщиной 16-18 мм. Результаты оценки сплошности соединения сталей по ультразвуковому контролю, наличию включений в зоне контакта слоев,прочности соединения при испытании на срез и равномерности показателей сопротивления срезу по площади листов приведены в таблице.

Предлагаемьй состав обеспечивает повьшение сопротивления срезу на 15-20% и равномерности сопротивления срезу по площади листов на 20-35% и отсутствие дефектов типа несплошностей, а также включе НИИ окислов на контактных по верхностях соединяемых металлов.

Защитный состав

Характеристики соединения слоев в биметалле

Включения в зоне Прочность соединения . Разница сопротивления соединения слоев | слоев на срез, МПа срезу в средней н кра1 евах .частях листа, НПа

в ел

Отдельные де- Местные сиопле- фекты площяяыо ЛИЯ окислов

10-50 см

Fe,0 и FeO-GfjOj

Редактор Т. Парфенова

Составитель И. Николаева

Техред И.Попович Корректор М. Самборская

Заказ 7337/10Тираж 972 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

W

12830054

Формула изобрете,ния

1. Состав для улучшения сцепления слоев при производстве биметаллов , преимущественно на стальной 5 основе, включающий углеводородное соединение типа жиров, лаков, смол, отличающийся тем, что,- с целью повьшения качества изделий за счет увеличения прочности соединения слоев путем уменьшения окисления контактных поверхностей при высоких температурах и продолжительном времени нагрева, он дополнительно содержит углерод в свободном виде при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеводородные

. соединения 70-90 Свободный углерод 10-30 2. Состав по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, чтов качестве свободного углерода он содержит сажу.

15

20

Пр в | сл

в ел

80-120 80

42 А6

50 75

Изобретение относится к получению стальных плакированных листов методом горячей деформации, в частности к составам для улучшения сцепления слоев при производстве биметаллов. Цель изобретения - повьшение прочности сцепления слоев за счет дополнительного введения в наносимый на соединяемые поверхности уг- леродосодержащий состав, такой как нефтепродукты, лаки, смолы или жиры, углерода в свободном состоянии в количестве 10-30%. При дополнительном содержании свободного углерода в указанном количестве состав позволяет обеспечить отсутствие окисления на поверхностях соединяемых слоев при температурах до 1300°С и общем времени нагрева и выдержки 6-15 ч. Состав приготавливается в виде суспензии твердого углерода плотностью 1,3 г/см , преимущественно сажи, в жидких углеродных соединениях - нефтепродуктах - и наносится на предварительно подготовленные механической обработкой или травлением соединяемые поверхности металлов в количестве 0,5-0,55 кг/м . Состав может быть использован при соединении различных металлов: железо- железо , сталь - сталь, сталь - высоколегированные сплавы, сталь - цветные металлы. 1 табл. с S