Способ получения полосы с алюминиевым газотермическим покрытием Советский патент 1992 года по МПК B21B1/22 C23C4/12 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при нанесении газотермических покрытий и последующей прокатке изделий с покрытием

Известен способ получения изделий с газотермическими покрытиями, в котором покрытие напыляют параллельными полосами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения полосы с алюминиевым газотермическим покрытием, включающий напыление покрытия параллельными полосами на основу преимущественно из малоуглеродистой стали и совместную прокатку покрытия и основы.

Однако в работе полоса с покрытием обладает низким качеством из-за нарушения плоскостности, так как отсутствуют ограничения на разнотолицинность покрытия при напылении.

Цель изобретения - повышение качества получаемой полосы за счет устранения возможности появления неплоскостности при прокатке.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом способе получения полосы с алюминиевым газотермическим покрытием, включающем напыление покрытия параллельными полосами на основу преимущественно из малоуглеродистой стали и последующую совместную прокатку полученной заготовки, покрытие напыляют с разнотолщинностью, определяемой из выражения

А

Нет + Нп

+ 0,0167е2ХИ (0,02-0,0225 Ј +

П ,

100

сл о ч сл сл

где Д- разнотолщинность покрытия, мм;

Нет - исходная толщина стальной основы, мм;

Нп - средняя толщина алюминиевого покрытия, соответствующая началу пластической деформации основы, мм;

Ј - относительное обжатие заготовки при прокатке;

П - пористость покрытия после напыления, %,

Напыление алюминиевого газотермического покрытия с разнотолщинностью. рассчитанной из соотношения (1) для конкретных толщин основы и покрытия, суммарного обжатия заготовки при прокатке и пористости покрытия после напыления позволяет, по сравнению с известным решением, получить ровную в соответствии с ГОСТом 19904-74 полосу.

Под нарушением плоскостности понимают превышение предельно допустимых по ГОСТу 19904-74 значений коробоватости или волнистости полос.

Следует отметить, что напыление алюминиевого газотермического покрытия на полосу с разнотолщинностью большей, чем рассчитанной из соотношения (1), вызывает появление коробоватости или волновитости при прокатке, превышающие предельно допустимые значения для нормальной плоскостности (ГОСТ 19904-74). Согласно ГОСТу-74 отклонения от плоскостности для нормальной плоскостности не должны превышать 12 мм/М.

Получение зависимости для определения разнотолщинности покрытия, не приводящей к нарушению плоскостности, проводилось экспериментально путем напыления алюминиевого газотермического покрытия параллельными полосами на полосы из малоуглеродистых марок стали и последующей их прокатки до появления коробоватости или волновитости, превышающей предельно допустимые значения для нормальной плоскостности по ГОСТу 19904-74.

Покрытие напыляли толщиной 0,05-0,2 мм. Разнотолщинность покрытия получают изусловия, чтобы минимальная толщина покрытия была не меньше 0,05 мм, максимальная - не больше 0,2 мм. Толщину стальной основы изменяют в интервале 0,4-2,5 мм. Обжатие заготовки было не меньше величины, соответствующей началу пластической деформации основы и не превосходило 0,5.

Прокатку полос с покрытием проводят в несколько проходов с приращением суммарного обжатия на 0,01.

Толщину покрытия по ширине полос измеряют при помощи магнитного толщиномера. Разнотолщинность покрытия определяют как разность между максимальной и минимальной толщиной покрытия. Амплитуду короба определяют плоскоме- ром, а волны - линейкой на столе после каждого прохода. Пористость покрытия определяют методом гидростатического взвешивания.

Поскольку величина допустимых напряжений, соответствующих нарушению пло скостности полос без покрытия, пропорциональна толщине стальной основы,

то и Разнотолщинность тоже пропорциональна толщине стальной основы и части толщины покрытия, соответствующей пластической деформации основы. Это было подтверждено экспериментально. Среднюю толщину покрытия, соответствующую началу пластической деформации основы, определяют на пробной заготовке. Задают приращение суммарного относительного обжатия на 0,01 и измеряют длину заготовки после каждого прохода. Указанную толщину покрытия измеряли на заготовке после того, как ее длина станет отличной от первоначальной.

Результаты эксперимента представлены в таблице.

В результате обработки экспериментальных данных с помощью регрессионного анализа получают соотношение (1).

Предлагаемый способ осуществляют

следующим образом.

По известной начальной толщине стальной основы и толщине покрытия, соответствующей началу пластической деформации основы, суммарному обжатию и определенной пористости покрытия, определяют раз- нотолщинность покрытия, не приводящую к нарушению плоскостности по соотношению (1). Далее покрытие напыляют параллельными полосами на полосу из малоуглеродистой стали с разнотолщинностью, не превышающей полученную из соотношения (1). Требуемую Разнотолщинность при необходимой средней толщине покрытия получают за счет напыления покрытия со

смещением полос с амплитудой полосы напыления, определяемых из соотношений

,712+0,562-JEJ 45 -q- 0,026+1,126 |

(2) (3)

где S - смещение полос, мм;

сг - половина ширины полосы напыления, мм; Л- разнотолщинность покрытия, мкм;

Н - средняя толщина напыленного покрытия, мкм;

а - амплитуда полосы напыления, мкм.

Соотношения (2)и(3)известны. Заготов- ку прокатывают с необходимым обжатием. Получают ровную в соответствии с ГОСТом 19904-74 полосу.

П р и м е р 1. Требуется получить после прокатки ровную полосу в соответствии с ГОСТом 19904-74 из стали 08КП с алюминиевым газотермическим покрытием. Ширина полосы 500 мм, толщина 0,95 мм. Разнотолщинность полосы до напыления находилась в пределах ГОСТа 19904-74. Средняя толщина покрытия после наполнения должна быть 100 мкм, а суммарное обжатие должно составлять 0,1. Пористость покрытия составила 20%. На пробной заготовке устанавли- вают, что средняя толщина покрытия, соответствующая началу пластической деформации основы, составляет 50 мкм. По соотношению (1) определяют разнотолщин- ность покрыт ия, не приводящую к превышению предельно допустимой коробоватости или волнистости:

Д(0,95+0,05)(0,02-0,0225 -0,1 +

о7П

+ 0,0167 -0,Г)(1-|- )21,5мкм.

По соотношениям (2) и (3) установила, что для получения разнотолщинности 21,5 мкм при ширине полосы напыления 80 мм и при средней толщине покрытия после напыления 100 мкм необходимо смещение полос 33,3 мм, а амплитуда полосы напыления должна быть 96,4 мкм. После дробеструйной подготовки поверхности покрытие с определенными амплитудой полосы напыления и смещением полос напыляют параллельными полосами, ориентированными вдоль полосы, при помощи стационарного электрометаллизатора ЭМ- 12М. Толщину покрытия по ширине полосы измеряют при помощи магнитного толщиномера МТ-41НЦ. Далее полосу с пократи- ем прокатывают на четырехвалковом реверсивном стане 320.

Амплитуду короба измеряют на листе длиной 1 м, отрезанном от полосы, при помощи плоскомера на столе. Она оказалась равной 12 мм/м, что удовлетворяет требованию ГОСТа 19904-74.

Пример 2. Алюминиевое газотермическое покрытие по примеру 1 напыляют с разнотолщинностью 51 мкм при средней толщине 100 мкм. Такие средняя толщина и разнотолщинность покрытия получены при смещении полос напыления на 40 мм, амплитуде полосы напыления 115 мкм и ширине поломы напыления 80 мм. В результате последующей прокатки с суммарным обжатием 0,1 амплитуда короба оказалась равной

19 мм/м, т е. превысила предельно допустимую по ГОСТу 19904-74.

Пример 3. Алюминиевое газотермическое покрытие по примеру 1 напыляют с

разнотолщинностью, практически равной нулю при средней толщине 100 мкм. Такие средняя толщина и разнотолщинность покрытия получены при смещении полос напыления на 20 мм, амплитуде полосы

0 напыления 59 мкм и ширине полосы напыления 80 мм.

В результате последующей прокатки с суммарным обжатием 0,1 амплитуда короба также оказалась практически равной нулю.

5 Следовательно, напыление алюминиевого покрытия с разнотолщинностью, не превосходящей определяемую из соотношения (1), обеспечивает при прокатке с необходимым суммарным обжатием получение

0 ровной полосы.

Устранение возможности появления неплоскостности из-за разнотолщинности покрытия при прокатке полос с покрытием позволяет существенно уменьшить количе5 ство металлопроката, идущего в брак.

Формула изобретения Способ получения полосы с алюминиевым газотермическим покрытием, включаю0 щий напыление покрытия параллельными полосами на основу преимущественно из малоуглеродистой стали и последующую совместную прокатку полученной заготовки, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения качества получаемой полосы за счет устранения возможности появления неплоскостности при прокатке, покрытие напыляют с разнотолщинностью, определяемой из выражения

0 u lu (0,02-0,0225е +

Ист + Нп

+ 0.0167-Е2)-(1+щ).

где Д - разнотолщинность покрытия, мм;

5 Нет - исходная толщина стальной основы, мм;

Нп - средняя толщина алюминиевого покрытия, соответствующая началу пластической деформации основы, мм;

0 Ј - относительное обжатие заготовки при прокатке;

П - пористость покрытия после напыления, %

Использование: в металлургии при нанесении газотермических покрытий и последующей прокатке изделий с покрытием. Сущность изобретения: напыление покрытия производят параллельными полосами на оснору преимущественно из малоуглеродистых сталей. Покрытие напыляют с разнотолщинностью, определяемой по регламентированному выражению. осуществляют прокатку. 1 табл.