Устройство для перемещения заготовки в рабочую зону вакуумного прокатного стана Советский патент 1992 года по МПК B23K20/04 

в виде фильер с различными внутренними диаметрами.

Недостатком известного устройства является ненадежная герметизация вакуумного пространства, где происходит сварка и деформирование заготовки, что не позволяет обеспечить прочное соединение между оболочкой и сердечником по всему периметру поперечного сечения заготовки. Отсутствие надежного и вакуум-плотного сцепления по всему периметру поперечного сечения биметаллической проволоки объясняется тем, что в процессе формовки и сварки при давлениях кислорода воздуха, близких к атмосферному, поверхности ленты и сердечника покрываются слоями плотно адсорбированных молекул газа, так как зачищенная поверхность является активной и обладает сильным адсорбционным действием. После обжатия такой заготовки в пространстве между лентой и сердечником может находится газ, который препятствует созданию прочного соединения. Проволока, полученная на данном устройстве, имеет низкие физико-химические характеристики и, как следствие, большой процент брака по газности и натеканию.

Цель изобретения - повышение качества заготовки.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для перемещения заготовки в рабочую зону вакуумого прокатного стана, содержащее размещенную в корпусе вакуумную камеру с контактными уплотнениями, установленными на ее входе и выходе, выполненными в виде фильер с различными внутренними диаметрами, снабжено дополнительными вакуумной камерой и фильерами, размещенными в корпусе группами на входе и выходе в каждую камеру, с числом фильер в каждой группе, их внутренними диаметрами, уменьшающимися в направлении от атмосферы к рабочей зоне стана. При этом фильеры выполнены с возможностью их раздельной самоустановки в корпусе, например каждая фильера установлена в резиновой втулке.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - шлюз для ввода сердечника, продольный разрез.

Устройство (фиг. 1) содержит шлюзы 1 и 2 для ввода соответственно сердечника и ленты, крышку 3 вакуумной камеры, в которой расположены деформирующее устройство 4, отделение 5 сварки и сварочное устройство 6, и шлюз 7 для вывода биметаллической заготовки. Деформирующее устройство состоит из роликов-калибров 8, направляющего ролика 9 и волок 10, установленных на плите 11с помощью кронштейнов 12. Вакуумная камера состоит из стационарной 13 и подвижной 14 зон. Со стороны шлюза 7 вакуумная камера закрыта крышкой 15. Плита 11 и кронштейны 12 закреплены на корпусе вакуумной камеры с помощью кронштейна 16.

Шлюз для ввода сердечника (фиг. 2) содержит камеры 17 и 18 соответственно низкого и среднего вакуума, фланцы 19 и 20,

0 стаканы 21 и 22, в которых установлены резиновые втулки 23, фильер.ы 24 и распорные втулки 25. Фланцы 19 и 20 прижаты шпильками 26 к кожуху 27.

Устройство работает следующим обра5 зом.

Сердечник вводится из атмосферы (давление 1010 Па) в вакуумную камеру (давление 10 Па) через шлюз 1, а лента - через шлюз 2. В деформирующем устройстве 4

0 лента формуется вокруг сердечника в виде трубки, кромки которой свариваются в сварочном устройстве 6, с помощью электронно-лучевой сварки. Биметаллическая заготовка выводится из вакуумного устрой5 ства через шлюз 7. В шлюзе 1 сердечник последовательно проходит через первую группу фильер, камеру низкого вакуума (давление 106 Па), вторую группу фильер, камеру среднего вакуума (давление 103 Па)

0 и третью группу фильер. При этом число фильер в группе и их диаметры уменьшаются в направлении от атмосферы к вакуумной камере. Фильеры 24 выполнены с возможностью из раздельной самоустановки в кор5 пусе шлюза 1 путем фиксации каждой фильеры в отдельной резиновой втулке 23. Общее число фильер и число фильер в каждой группе определяют по логарифмическому закону

0

n-ig(g) g ф

(Ц)Щ + П2+ПЗ,

ЮС

Рнч

Рс

-ид

где п, т, П2 и пз число фильер, соответст- венно: общее, между атмосферой и камерой низкого вакуума, между камерами низкого и среднего вакуума, между камерой среднего вакуума и вакуумной камерой;

Ра, Рн, Рс и Рк - давления, соответственно атмосферы, камер низкого и среднего давления, вакуумной камеры.

Внутренние диаметры фильер выполняют уменьшающимися в направлении от атмосферы к вакуумной камере по показательному закону

Dj d//wi, где DJ - диаметр i-й фильеры;

d - начальный диаметр сердечника; ft - вытяжка.

При этом вытяжку выбирают в пределах л 1,01-1,05. Величина вытяжки /и в каждой фильере выбирается в диапазоне 1,01-1,05. При fi 1,01 не обеспечивается требуемая герметичность ввода, а при ff 1,05 возмо- жен обрыв сердечника из-за значительного возрастания усилия волочения.

Эмпирическим путем установлено, что волочением сердечника через фильеру с вытяжкой 1,01-1,05 удается удержать перепад давлений, отличающихся на 1-1,3 порядка, т.е. lg(Pi/P2) 1-1,3, где Pi и Ра-давления соответственно до и после фильеры. Таким образом, для поддержания в рабочей камере остаточного давления 10 Па при давле- нии атмосферы воздуха Па необходимо установить lg( : 10) 9 фильер. Полученная логарифмическая зависимость находится в полном соответствии с известным из теории вакуумных систем со- отношением между скоростью откачки установки и давлением в камере до и после откачки.

П р и м е р. На предлагаемом вакуумном устройстве получали биметаллическую про- волочную заготовку медь - ферроникель. Зачищенные лента и проволока через шлюзы с фильерами поступали в вакуумную камеру с остаточным давлением 13,3 Па, где происходила формовка ленты вокруг сер- дечника (проволоки) в трубку диаметром 12,7мм. Вытяжка в фильерах составила 1,02 и 1,03.

Сварку кромок ленты проводили электронным лучом по режиму: напряжение пушки 26 KV, ток пушки 30 А, скорость сварки 3 м/мин. Затем трубку в вакууме спрессовывали вокруг проволоки в фильере со степенью деформации трубки 7,0%. Полученную заготовку подавали в установку ин- Аукционного нагрева, где нагревали до 850 С при остаточном давлении 13,3 Па. После нагрева заготовку подвергали горячему волочению через четыре последовательно расположенные волоки. Диаметр вакуумированной заготовки после волочения в первой волоке 9,10 мм, после волочения во второй волоке 8,80 мм, после третьей и четвертой - 8,50 мм. Диаметр вакуумированной заготовки 9,20 мм. Затем заготовку охлаждали водяным душем и сматывали в бунт на намоточном устройстве.

Образцы биметаллической заготовки медь - ферроникель, полученной с линии, были исследованы на прочность соедине- ния медной оболочки с сердечником, которую определяли испытанием образцов на срез.

За базовый объект была принята проволока, полученная по существующей технологии производства трубчатого платинита, в которой в качестве исходных материалов ис- пользуют цельнотянутую медную трубку (оболочка) и ферроникелевый пруток (сердечник). Сравнение результатов испытаний показало, что проволока, полученная на предлагаемом устройстве, имеет прочность на срез 190-210 МПа, в то время как проволока, полученная по известной технологии, - 100-150 МПа. Металлографический анализ зоны контакта показал, что проволока, полученная на известном устройстве, имеет единичные поры и окисления, а на проволоке, полученной на предлагаемом устройстве, дефектов нет.

Образцы готовой биметаллической проволоки были исследованы на соответствие требованиям отраслевого стандарта и испытаны при технологическом опробовании на вакуумную плотность в изделиях электронной техники у потребителя. Брак по газно- сти и натеканию снизился с 0,5 до 0,18%.

Технико-экономические преимущества изобретения в сравнении с прототипом заключаются в получении биметаллической заготовки с гарантированным вакуум-плотным прочным соединениям между оболочкой и сердечником, что существенно улучшает качество электронных приборов, в том числе их долговечность. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составит 350 тыс. руб. в год.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Устройство для перемещения заготовки в рабочую зону вакуумного прокатного стана, содержащее размещенную в корпусе вакуумную камеру с контактными уплотнениями, установленными на ее входе и выходе, выполненными в виде фильер с различными внутренними диаметрами, отличающееся тем, что с целью повышения качества заготовок, оно снабжено дополнительными вакуумной камерой и фильерами, размещенными в корпусе группами на входе и выходе в каждую камеру с числом фильер в каждой группе, их внутренними диаметрами, уменьшающимися в направлении от атмосферы к рабочей зоне стана.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что фильеры выполнены с возможностью их раздельной самоустановки.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающее с я тем, что оно снабжено резиновыми втулками по числу фильер, размещенными в корпусе, а каждая из фильер установлена в соответствующую ей втулку.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использова- но при производстве проволочных биметаллических заготовок, применяемых для изготовления приборов в электронной технике. Цель изобретения - повышение качества биметаллической заготовки за счет получения прочного и вакуум-плотного соединения составляющих в процессе сварки и деформирования за счет надежной герметизации вакуумной камеры. Устройство содержит вакуумную камеру, шлюзы для ввода Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано при производстве проволочных биметаллических заготовок, применяемых для изготовления приборов в электронной технике. Известно вакуумное устройство, содержащее вакуумную камеру с патрубком для откачки, шлюзы для ввода и вывода как с щелевым, так и с контактным уплотнением. Недостатком известного устройства является невозможность использования для сердечника и ленты из атмосферы в вакуумную камеру, сварочное и реформирующее устройства, расположенные внутри вакуумной камеры, и шлюз для вывода биметаллической заготовки из вакуумной камеры, выполненный в виде последовательно расположенных камер низкого и среднего вакуума, изолированных от атмосферы, друг от друга и от вакуумной камеры группами фильер с числом фильер в группе, уменьшающимися в направлении от атмосферы в вакуумной камере. Защищенные лента и проволока через шлюзы с фильерами поступают в вакуумную камеру, в которой осуществляется формовка ленты вокруг проволоки. Сварка кромок осуществляется электронным лучом. Далее составную заготовку спрессовывают в вакууме в фильере со степенью деформации 7,0%. После нагрева заготовку подвергают горячему волочению и охлаждению. Выполнение внутренних диаметров фильер уменьшающимися в направлении от атмосферы к вакуумной камере обеспечивает требуемую герметичность ввода, что. позволяет получать вакуум-плотное соединение между оболочкой и сердечником. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. его уплотнения труб и прутков, не имеющих полированных поверхностей и нагретых до температуры свыше 60°С. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для перемещения заготовки в рабочую зону вакуумного прокатного стана, содержащее размещенную в корпусе вакуумную камеру с контактными уплотнениями, установленными на ее входе и выходе, выполненными (/) С х| го |ЧЭ XI 00