Способ изготовления волокон Советский патент 1989 года по МПК B21J5/04 

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гидростатическому прессованию композиционных изделий, используемому для одновременного изготовления множества металлических волокон, преимущественно из нержавеющих сталей.

Целью изобретения является повыщение производительности и улучшение качества волокон за счет обеспечения разделения проволочных элементов в процессе обработки.

Способ изготовления волокон включает правку проволочной заготовки и резку на отдельные проволочные элементы, покрытие проволочных элементов разделительным слоем в виде термической окисной пленки и сажевого покрытия, сборку проволочных элементов в пакет, размещение пакета в оболочку, герметизацию оболочки и деформирование составной заготовки гидропрессованием в несколько операций с межоперационными отжигами в окислительной среде, разрушение металлических связей между отдельными проволочными элементами после отжигов, а также операции удаления оболочки и разделения волокон. При этом деформирование гидропрессованием осуществляют со степенью обжатия на каждой операции 50-70% при давлении 800-1200 МПа, межоперационный отжиг и выполнение термической окисной пленки осуществляют при 750-950°С, а разрущение металлических связей между отдельными проволочными элементами после отжигов осу ществляется прокаткой вдоль оси пакета в последовательности: круг-овал-круг с вы- гяжкой 1,05-1,1 или прокаткой поперечно оси . При выполнении термической окисной пленки нижняя граница температур 750°С свойственна нержавеющим сталям мартенситного класса, верхняя граница

го

температур 950°С для сталей аустенитного класса.

Пример. Проволочную заготовку диаметром 0,25-0,3 мм из нержавеющих сталей 30X13 и 12Х18Н10Т подвергают правке и затем разрезают на проволочные элементы длиной 100-120 мм.

Равновеликие проволочные элементы нагревают в обычной окислительной среде до

20-30 мм, 12Х18Н10Т - нагрев до 950°С с той же выдержкой 20-30 мин.

Термообработка на низшем пределе температур, свойства проволоки, полученные в результате отжига в интервале температур 750-980°С, удовлетворяют условиям деформирования, более благоприятно сказываются на эффективности действия применяе15

температуры: сталь 30X13 - до 750-780°С, .„ мого разделителя. По достижении указанной сталь 12Х18Н10Т - до 900-950°С и выдерживают 20-40 мин.

При температуре указанного диапазона проволока восстанавливает исходную технологическую пластичность, если она предварительно была нагартованная, кроме того, низкий предел температуры нагрева снижает окалинообразование и способствует образованию тонкого плотного слоя окиси на поверхности, снижает затраты времени и э нергии.

Тонкая окисная пленка на поверхности проволочных элементов, помимо одного из факторов, предотвращающих схватывание волокон, влияет на условия сдвига между отдельными волокнами в пакете. Это обстоятельство имеет существенное значение для реализации процесса гидропрессования пакета с высоким заполнением волокон, с равномерной деформацией составных элементов.

На окисленную поверхность проволочных элементов наносят слой сажи и деформируют их в пучок, который затем помещают в трубчатую оболочку из меди наружным диаметром 44 мм и толщиной стенки 1,5-2,0 мм. Один конец оболочки пакета закрывают пробкой из того же материала, что и оболочка, место их соединения герметизируют фальцовкой с целью .устранения возможности проникновения жидкости при последующей деформации гидропрессованием. Другой конец оболочки составной заготовки формируют по углу деформирующей матрицы. Подготовленную заготовку устанавливают в контейнер на деформирующую матрицу и создают давление жидкости при помощи гидравлического пресса, например усилием 400-1000 т. с. Диаметр контейнера выбирают близким к диаметру заготовки, например 50 мм. Угол деформирующей матрицы составлял 20-45°. В качестве жидкости, передающей давление, применялось касторовое масло с добавками спирта, смазки матрицы - технический воск.

Величина единичной и суммарной деформации составляла 50-70%, величина давления жидкости 800-1200 МПа. По достижении указанной величины деформации производится межоперационный отжиг для снятия наклепа и восстановления технологической пластичности. Пакет из проволочных элементов 30X13 термообрабатывался по режиму: нагрев до 750°С с выдержкой

величины деформации и межоперационного отжига производится раскатка прутка в направлении, перпендикулярном по отнощению к расположению волокон в пакете.

При этом наружная оболочка и слои раскатываются на внутренних, как на оправке, оболочка стремится увеличить диаметр. Наружные слои стремятся отслоиться от внутренних,нарущаются мостики сцепления отдельных волокон. Раскатанная заготовка может быть подвергнута следующей стадии деформирования без снятия оболочки и новой перепаковки.

Аналогичные результаты получены при продольной прокатке с вытяжкой 1,05- 1,1 в последовательности круг-овал-круг.

25 Рекомендуемый интервал вытяжек выбран минимально возможный из условий чистовой обработки с деформированием прутка круглой формы и сохранением однородности диаметров волокон.

Величина деформации, без отжига, ре30 жим межоперационного отжига, условия нанесения разделительного слоя, параметры раскатки выбраны из условия устранения возможности взаимного схватывания, повы- щения технологической пластичности и производительности обработки, сохранения в

35 процессе обработки высокой однородности сечений волокон.

Затем стадии деформирования гидропрессованием, термообработки, разрушения металлических связей деформируемых волокон в пакете методом прокатки повторяют.

С проволочного пакета, прошедшего обработку давлением, снимают оболочку механическим способом, разрезая ее дисковыми ножами, которые образуют продольные

45 диаметрально противоположные канавки, благодаря чему оболочка легко удаляется, а металлические волокна разделяются. На конечном диаметре волокон 20 мк следы схватывания отсутствовали.

Использование предлагаемого решения

50 позволяет повысить качество получаемых волокон за счет исключения их схватывания в процессе обработки. Исключение схватывания волокон обеспечивает получение волокон с высокой однородностью сечений и повышает выход годного.

Кроме того, повышается производительность получения волокон за счет решения проблемы их разделения (уйти от кислотного травления, электролиза и плавления)

40

55

20-30 мм, 12Х18Н10Т - нагрев до 950°С с той же выдержкой 20-30 мин.

Термообработка на низшем пределе температур, свойства проволоки, полученные в результате отжига в интервале температур 750-980°С, удовлетворяют условиям деформирования, более благоприятно сказываются на эффективности действия применяе мого разделителя. По достижении указанной

5

„ мого разделителя. По достижении указанной

величины деформации и межоперационного отжига производится раскатка прутка в направлении, перпендикулярном по отнощению к расположению волокон в пакете.

При этом наружная оболочка и слои раскатываются на внутренних, как на оправке, оболочка стремится увеличить диаметр. Наружные слои стремятся отслоиться от внутренних,нарущаются мостики сцепления отдельных волокон. Раскатанная заготовка может быть подвергнута следующей стадии деформирования без снятия оболочки и новой перепаковки.

Аналогичные результаты получены при продольной прокатке с вытяжкой 1,05- 1,1 в последовательности круг-овал-круг.

5 Рекомендуемый интервал вытяжек выбран минимально возможный из условий чистовой обработки с деформированием прутка круглой формы и сохранением однородности диаметров волокон.

Величина деформации, без отжига, ре0 жим межоперационного отжига, условия нанесения разделительного слоя, параметры раскатки выбраны из условия устранения возможности взаимного схватывания, повы- щения технологической пластичности и производительности обработки, сохранения в

5 процессе обработки высокой однородности сечений волокон.

Затем стадии деформирования гидропрессованием, термообработки, разрушения металлических связей деформируемых волокон в пакете методом прокатки повторяют.

С проволочного пакета, прошедшего обработку давлением, снимают оболочку механическим способом, разрезая ее дисковыми ножами, которые образуют продольные

45 диаметрально противоположные канавки, благодаря чему оболочка легко удаляется, а металлические волокна разделяются. На конечном диаметре волокон 20 мк следы схватывания отсутствовали.

Использование предлагаемого решения

50 позволяет повысить качество получаемых волокон за счет исключения их схватывания в процессе обработки. Исключение схватывания волокон обеспечивает получение волокон с высокой однородностью сечений и повышает выход годного.

Кроме того, повышается производительность получения волокон за счет решения проблемы их разделения (уйти от кислотного травления, электролиза и плавления)

40

55

при осуществлении деформаци по пакетной технологий с достаточно интенсивными режимами обработки.

Формула изобретения

1. Способ изготовлен волокон, преимущественно из нержавеющей стали, включающий правку проволочной заготовки и резку на отдельные проволочные элементы, покрытие проволочных элементов двойным разделительным слоем с наружным слоем в виде сажевого покрытия, сборку проволочных элементов в пакет, размещение пакета в оболочку, герметизацию оболочки и деформирование составной заготовки гидропрессованием в несколько операций с межоперационными отжигами в окислительной среде, а также операции удаления оболочки и разделения волокон, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности и улучшения качества волокон путем обеспечения разделения проволочных элементов в процессе обработки, при покрытии проволочных элементов двой

ным разделительным слоем внутренний слой выполняют в виде термической окис- ной пленки, а на стадии деформирования составной заготовки гидропрессованием после каждого межоперационного отжига осуществляют разрущение образующихся при деформировании металлических связей между отдельными проволочными элементами.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что деформирование гидропрессованием осуществляют со степенью обжатия на каждой операции 50-70% при давлении 800- 1200 МПа, а выполнение термической окис- ной пленки осуществляют при 750-950°С в обычной окислительной атмосфере одновременно с межоперационным отжигом.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что разрущение Металлических связей между отдельными проволочными элементами осуществляют прокаткой вдоль от пакета в последовательности круг-овал-круг с вытяжкой 1,05-1,1.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что разрушение металлических связей осуществляют прокаткой поперечно оси пакета.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гидростатическому прессованию композиционных изделий, и может быть использовано для одновременного изготовления множества металлических волокон, преимущественно из нержавеющих сталей. Цель изобретения - повышение производительности и улучшение качества волокон за счет обеспечения разделения проволочных элементов (ПЭ) в процессе обработки. Деформирование составной заготовки гидропрессованием осуществляется в несколько операций с межоперационными отжигами в окислительной среде и разрушением металлических связей между отдельными ПЭ после отжигов прокаткой. Гидропрессование выполняется со степенью обжатия на каждой операции 50...70 % при давлении 800...1200 МПа. Межоперационный отжиг и создание термической окисной пленки проводится при температуре 750...950°С, а разрушение металлических связей между ПЭ осуществляют продольной прокаткой пакета ПЭ с вытяжкой 1,05...1,1 или поперечной прокаткой пакета ПЭ. Использование способа обеспечивает получение волокон по пакетной технологии с интенсивными режимами обработки. 3 з.п. ф-лы.