Способ прокатки биметалла Советский патент 1992 года по МПК B23K20/04 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к производству биметаллов, и может быть использовано на заводах черной и цветной металлургии, выпускающих биметаллическую продукцию.

Известен способ изготовления биметалла, преимущественно сталь-медь, включающий прокатку предварительно сваренного взрывом пакета в валках одинакового диаметра с рассогласованием угловых скоростей. При этом отношение угловой скорости валка, контактирующего со слоэм стали, к угловой скорости валка, контактирующего со слоем меди, равно 0,9-0,95. Данный способ позволяет снизить неравномерность послойной деформации биметалла, и, как следствие, повысить его качество.

Однако узкий диапазон регламентируемых значений расссгласования скоростей валков не позволяет использовать данный способ для других возможных сочетаний

Ё

компонентов, различных по своим геометрическим и механическим характеристикам. Кроме того, при прокатке с деформацией менее 5% при указанном соотношении скоростей валков (0,9-0,95) происходит пробуксовка валка, контактирующего со слоем меди, относительно поверхности металла, что отрицательно сказывается на качестве поверхности биметалла.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ плакированных полос, включающий регулирование скорости вращения верхнего и нижнего валков в зависимости от соотношения толщин исходных полосовых заготовок. Способ позволяет достигать требуемого соотношения толщин составляющих биметаллической полосы.

Однако в случае, когда требуемая вытяжка полос невелика, а разница геометрических и механических характеристик компонентов значительна, способ может не

4 W

А

сл со со

дать требуемого результата, так как величина рассогласования скоростей валков не может превышать вытяжку, т.е.

,

VB2

где vBi, vB2 - соответственно окружные скорости валка, вращающегося быстрее (ведущего), и валка, вращающегося медленнее (ведомого);

А- вытяжка полосы.

В случае, если vBi/vB2 А, наступает пробуксовка ведущего валка относительно поверхности полосы, что ведет к нарушению стабильности процесса прокатки. Дальнейшее увеличение рассогласований скоростей валков вследствие пробуксовки не оказывает влияния на соотношение толщин. Таким образом, при реализации данного способа может оказаться, что, изменяя рассогласование скоростей валков, не удается достичь требуемого соотношения толщин компонентов.

Цель-изобретения - повышение качества биметалла за счет изменения геометрии полосы и сцепления слоев.

Поставленная цель достигается тем, что при способе прокатки биметалла с различными свойствами слоев в валках с рассогласованием окружных скоростей, причем компонент с большим сопротивлением деформации располагают со стороны валка имеющего меньшую окружную скорость, полосу на входе и на выходе из очага деформации направляют под углом к горизонтальной плоскости со стороны валка, имеющего большую окружную скорость, при этом угол берут равным не менее угла захвата.

На чертеже показана схема осуществления способа.

Низкое качество геометрии, характеризующееся остаточным изгибом полосы, и низкое качество сцепления слоев, приводящее к расслоению биметалла при его дальнейшей обработке, являются следствием неодинаковых условий деформации компонентов биметалла в силу различия их геометрических и механических (прочностных) характеристик. Условия деформации различных по свойствам компонентов могут быть выравнены путем использования скоростной асимметрии процесса прокатки. Из практики прокатного производства известно, что деформация металла со стороны ведомого валка больше, чем со стороны ведущего, причем чем больше рассогласование скоростей валков, тем заметнее этот эффект, Однако при значительной разнице

механических и геометрических характеристик составляющих биметалла может иметь место случай, когда использование данного приема может оказаться недостаточным для

выравнивания условий деформации компонентов.

При прохождении биметаллической полосой валков по U-образной траектории, как показано на схеме, условие деформации

0 компонентов выравнивается. Последнее объясняется тем, что при изгибе полосы в ней возникают дополнительные напряжения, а именно напряжения сжатия (-) для внутренних слоев и напряжения растяже5 ния (+) для наружных слоев. При этом наличие напряжений сжатия препятствует деформации, а наличие напряжений растяжения способствует деформации. Следовательно, изгибая полосу таким образом, что

0 компонент с меньшим сопротивлением деформации находится внутри дуги изгиба, препятствуют его деформации, одновременно способствуя деформации компонента с большим сопротивлением деформации.

5 Следовательно, создаются условия для выравнивания послойной деформации компонентов.

Максимальный эффект предлагаемый прием имеет в том случае, если угол между

0 полосой и осью прокатки будет не меньше угла между осью прокатки и касательной к валку, проведенной в точке входа полосы в очаг деформации, т.е. угла захвата.

Увеличение угла между полосой и осью

5 прокатки свыше угла захвата не оказывает положительного эффекта на выравнивание послойной деформации, но уменьшение его приводит к увеличению неравномерности послойной деформации компонентов биме0 талла.

Способ осуществляют следующим образом.

При способе прокатки биметалла с различными свойствами слоев в валках с рас5 согласованием окружных скоростей, причем компонент с большим сопротивлением деформации располагают со стороны валка, имеющего меньшую окружную скорость, полосу на входе и на выходе из очага

0 деформации направляют под углом к горизонтальной плоскости со стороны валка, имеющего большую окружную скорость, при этом угол берут равным не менее, угла захвата.

5 П р и м е р. В качестве исходного материала использовалась отожженная биметаллическая лента медь + сталь 12Х18Н9. Толщина медного слоя 0,2 мм, толщина стального слоя О.б мм. Прокатка осуществлялась на стене дуо с диаметром рабочих

валков 200 мм. Лента прокатывалась с толщины 0,8 мм на толщину 0,6 мм, при этом вытяжка составляла А 1,33. С целью максимального использования возможностей скоростной асимметрии рассогласование скоростей валков во всех случаях составляло 1,3.

Прокатка осуществлялась по способу- прототипу и по предлагаемому способу. При этом рекомендуемый угол загиба полосы

A rarccos() 2,56°.

Вследствие особенностей конструкции стана угол загиба полосы составляет 10°.

Качество сцепления слоев оценивалось способом многократного перегиба ленты на 180° по ГОСТ до появления расслоения или излома. В исходном состоянии лента выдерживала без расслоения 4 перегиба.

Сравнительные результаты прокатки приведены в таблице.

Из анализа полученных результатов очевидно, что предлагаемый способ поэволяет повысить качество биметалла за счет повышения качества сцепления слоев и за счет снижения изгиба полосы на выходе из валков.

Формула изобретения

Способ прокатки биметалла с различными свойствами слоев в валах с рассогласованием окружных скоростей, причем слой с большим сопротивлением деформации располагают со стороны валка, имеющего

меньшую окружную скорость, отличающийся тем, что, с целью повышения качества биметалла за счет изменения геометрии полосы и сцепления слоев, полосу ,на входе и на выходе из очага деформации

направляют под углом к горизонтальной плоск-ости со стороны валка, имеющего большую окружную скорость, при этом угол берут равным не менее угла захвата.

Использование: на заводах черной и цветной металлургии, выпускающих биме- , таллический прокат. Проводят прокатку биметалла с различными свойствами слоев в валках с рассогласованием окружных скоростей, причем компонент с большим сопротивлением деформации располагают со стороны валка, имеющего меньшую окружную скорость. Во время прокатки полосу на входе и на выходе из очага деформации направляют под углом к горизонтальной плоскости со стороны валка, имеющего большую окружную скорость. Угол между полосой и горизонталью должен быть не меньше угла захвата. 1 ил., 1 табл.

Компонент с - меньшим сопротивлением дедхэрноции

Компонент Q большим

сопротивленцем

деформации