Способ изготовления порошковой проволоки в металлической оболочке Советский патент 1993 года по МПК C22B9/10 B22F3/02 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам изготовления материалов для микролегирования и рафинирования жидких металлоё, и может быть использовано, прежде всего, в черной металлургии для обработки расплавов стали и чугуна, а также при изготовлении порошковой проволоки для сварки и наплавки.

Известен способ изготовления порошковой проволоки в металлической оболочке, в котором формуют из металлической ленты желоб, дозируют порошок в желоб и формуют замкнутую оболочку. В этом способе изготавливают порошковую проволоку небольших диаметров (преимущественно диаметром от 1 до 2 мм) для сваркой наплавки с упрощенной конфигурацией замков.

.Рассмотренный способ не обеспечивает необходимого Качества проволоки, требующего для порошковой проволоки с увеличенными диаметрами (порядка 8-15 мм), применяемыми для ввода в жидкий металл, а именно более равномерного уплотнения порошка, повышенной герметичности и др....:.

Более высокое качество проволоки получено в способе изготовления порошковой проволоки, включающем формирование из металлической ленты желоба с кромками замка, засыпку порошка в желоб, соединение кромок замка желоба с образованием замкнутой оболочки и уплотнения оболочки с порошком.

При этом формуют открытую складку на проволоке после дозирования порошка в желоб и образования замкнутой оболочки, т.е. путем местного вдавливания оболочки в порошок и передачи давления при этом на сердцевину.

Недостатками известного способа является недостаточно равномерное уплотнение порошка, возникновение неравномерных напряжений в оболочке в результате совместных локальных деформаций оболочки и

ю N о ю so

Сл)

сжатия порошка, что снижает качество проволоки, причем, чем больше диаметр проволоки, тем больше- характерны эти недостатки, кроме того, более низкая производительность, по сравнению с предлагав- мым способом.;: : : / ; / Целью, настоящего изобретения являет1 с.я .устранение указанных недостатков., а именно повышен ие равноплотности прово

локи и увеличения производительности,

10

Указанная цель достигается благодаря ; ..:„;; тому, что в способе изготовления порошке- :fl вой проволоки в металлической оболочке, : к включающем формирование из металличе- екой ленты желоба с кромками замка, за- .. 15 сытсу порошка в желоб, соединение кромок замка жёлоба с образованием замкнутой .: оболочки и уплотнение оболочки.с порош- . ком, согласно изобретений, формуют желоб.

-образной формы сечения с высотой ре-. 20 бра складки, не превышающей половины; высоту сечения желоба, а перед образоеа- .. -.; нием замкнутой оболочки порошок предва-. - рительно уплотняют. ч

,. Кроме того, желоб формуют с углом рас-. 25 крытия складки, выбираемым из интервала : бО-ТОО13, предварительное уплотнение порошка осуществляют с помощью прижима, .. выполненного в виде приводного диска, а ,; формирование желоба осуществляют путем 30 протягивания металлической ленты /йёжду...

профилированными роликами, : ;-;,.- . :./:.

Указанные выше отличительные при-... знаки являются существенными, т.к, не об-; наружены е известных авторам способах 35 изготовления, порошковой проволоки в ме- ... таллической оболочке для ввода в. расплав: : металлов и создают положительный эффект. ; Предварительное формование из ленты желоба со -образной формы сечения с высо- 40 той ребра складки, не превышающей половины высоты сечения жёлоба до дози-: рования порошкапредупреждаетобраз оВ а- : V; ние: повышенной, концентрации и : неравномерности напрйженйй в проволоке, 45 возникающих при формировании подобной :;:; формы сечения из оболочки, заполненной

порошком. Неравномерные напряжения § проволоке могут ВУЗЫ вэть значительное : , спиралевидное закручивание проволоки по- 50 еле сматывания с катушки перед ввб Дом в Г. расплав. При таком дефекте может йару- : . : шаться правильность ввода проволоки й; ; : глубину жидкого металла.

Предварительное образование со -об- 55 разной формы сечения и открытой складки облегчает создание более равномерного давлений ма порошок и его распределение по сечению проволоки, т.к. при этом оболоч

ки обладают необходимой податливостью и возможностью более равномерного обжатия с порошком на заключительных опера- циях:..:о.. -;. / v;-.... :. ., . : :... .- : : : В прототипе а -образную форму сечения проволоки с открытой складкой формуют при протягивании, закрытой оболочки, заполненной порошком, что требует повышенных напряжений при рбразрвании внутреннего ребра и может вызвать разрыв бболочки. Эти недостатки могут быть устранены благодаря тому, что формуют жел.об. О)-образной формы сечения путём протягива- ни металлической ленты между профили- . ровайными роликами. ..: :. , ; : Предварительное уплотнение порошка с помощью прижима в виде приводного диска введенного в открытый желоб, способствует более равномерному распределению и уплотнению порошка. Если уплотнение недостаточно, то порошок имеет тенденцию к перемещению внутри оболочки, чтомолет вызывать его потери при вводе в жидкий расплаё, следовательно неравномерное распределение легирующих компонентов,

ведущее к ухудшению качества металла. . : Благодаря тому, что желоб формуют с

углом раскрытия складки 60-100° площадь печения проволоки только за счет смыканий ребра может уплотняться на f6165-27,78%,lli что превышает уплотнение в прототипе, ко-., торое .производится только на 15% при вдавливании ребра в заполненной порошком оболочке, /.-: ;: . . : .: ; . Таким образом, р предлагаемом спосо-

:.бе йзготовлейия порошковой проволоки

улучшается качество проволоки за счет более равномерного уплотнения порошка и снижения концентраций напряжений в про- вйлоке, КроМетого, повышается производительность, т.к. после.дозирования порошка происходит его предварительное уплотне- н/иё й, по.крайнейjrnepe одно, дополнитель. :н рё; дЬ;зйрр :н;ие;:.Нор6.ш ка ;.;.;- V На чертеже показана технолотическая СхёМа операций при фбрмовании проволо- KwV.совмещенная со схемой варианта линии для ЛройзвоДства тУорошковой проволоки.

:г: Cxef(ia установки для производства порошковой проволоки включает размоточное устройство 1 с кассетой 2 для металлической ленты 3; компенсатор 4 с направляющими роликайи 5 и натяжным роликом 6; формующий стан 7 с формующими клетями 8 и профилирЬвайными роликами 9, 10, уста- новНенными на входном участке Li, участке дозирования LЈ и участке обжатия La; дозирующие устройства 11,12 и 13: прижимы 14 и 15 в виде приводных дисков, введенных в желоб и вращающихся против часовой

стрелки; прижим 16 в виде плоского разрав- нивателя порошка ; тянущее устройство 18 и катушку 19. Приводные диски и разравни- ватель порошка снабжены гребенчатыми канавками для поперечного разравнивания порошка. При изготовлении порошковой проволоки, в металлической оболочке производят нижеследующие операции. Сначала (на входном участке Li) формуют из металлической ленты желоб со -образного сечения, кромки замка и открытую складку с внутренним ребром высотой, не превышающей половины высоты сечения (на фиг. 1 поз. а, б, в, г), при этом протягивают плоскую ленту между профилированными роликами 9 и 13.

Угол раскрытия открытой складки наиболее целесообразен в пределах 60-100° и зависит от пластичности металла обечайки, диаметра проволоки, вида порошка и тгг. Затем (на участке дозирования ) дозируют порошок в желоб (фиг. 1, поз. д). предварительно уплотняют порошок с помощью прижима 14, введенного в желоб (поз. е), дополнительно дозируют порошок в желоб (поз. ж) и вновь уплотняют порошок с помощью прижима 15 (поз, з), затем окончательно заполняют желоб порошком (поз. и) и разравнивают его прижимом 16 s виде плоского разравнивателя (поз. к). После заполнения порошком (на участке обжатия La) формуют замкнутую оболочку с получением двухвальцевогр замка и.внутреннего ребра складки с высотой, менее половины высоты сечения желоба (на фиг.1 поз. и, л, м, н, о). Оболочку с порошком окончательно обжимают в калибрующей волоке 17 с целью снижения отклонения от круглой формы и повышения точности профиля сечения.

Для данной схемы приведенных операций при применении трех дозирующих устройств, количество которых зависит от диаметра формуемой проволоки, свойств порошков и. необходимой производительности (как правило не более 3 шт.). После калибрования проволоку наматывают на катушку 19 или вводят в жидкий металл.

Далее приведен конкретный пример осуществления способа.

П р и м е р. Изготавливают порошковую проволоку в металлической оболочке диаметром 12 мм (12 мм) из стальной ленты с размерами 52 х 0,4 мм. Порошок для заполнения - силикокальций с размерами частиц до 2 мм..На участке Li формуют из металлической ленты желоб и -образного сечения глубиной 17,5 мм с гнутыми кромками под замок и открытой сладкой с ребром h (4 ±1) мм, направленным внутрь, при этом протягивают ленту между профилированными роликами 9 и 10. На участке дозируют порошок из дозирующего устройства 11 на высоту в желоба (12-15) мм (средняя высота

13,5 мм), предварительно уплотняют порошок при помощи прижима 14 до высоты 9 мм (поз. е), дополнительно дозируют порошок в желоб из следующего дозирующего устройства 12 также на высоту (12-15 мм)

(средняя высота 13,5 мм) и уплотняют порошок до высоты 10,5 мм (поз. 3). Окончательно дозируют порошок в желоб на высоту (13-16) мм из дозирующего устройства 13 и разравнивают его прижимом 16 до средней

высоты 14,5 мм. Замкнутую оболочку формуют при протягивании желоба на участке з через профилированные ролики, образующие замок и производящие смыкание открытой складки (поз. л, м, н, о) с получением

круглого профиля сечения. Затем окончательно обжимают оболочку с порошком в калибрующей волоке до диаметра 12 мм,, при обжатии плотность силикокальция изменяется от 1,58 до 2,84 г/см3. Для теоретического анализа результатов сравним степень уплотнения порошка при изготовлении порошковой проволоки из одного дозатора, без предварительного уплотнения, т.е. при исходной средней высоте засыпки

порошка в желоб 16 мм (максимальная величина) получим степень уплотнения для

проволоки 2 x10Q 25%.

Как следует из примера, средняя высота первоначально засыпанного порошка 13,5 мм, после уплотнения и второго дозирования досыпан порошка высотой 4,5 мм, при последнем дозировании высота досыпанного слоя составила 4 мм, т.е. суммарная величина слоя порошка составит 13,5 + 4,5 + 4 22 мм. Тогда по аналогии степень

22 - 12 уплотнения составит --99 х 100 45%,

22

45

, т.е. « 1,8 раза возрастет объем порошка,

обжатый в порошковой проволоке одного и того же размера, что на 40% больше, чем в прототипе, имевшем увеличение степени уплотнения в 1,29 раза.

0В зависимости от диаметра проволоки и вида порошка можно полагать увеличение массы порошка в 1,3-1,4 раза.

При определенных допущениях по данным в примере можно оценить степень уп5 лотнения каждого слоя после очередного дозирования следующим образом: после 1- й засыпки порошка и уплотнения до 9 мм 13,5-9

13,5

х100 33,2%;

после 2-й досыпки порошка и уплотнения до 10,5 мм . .- ;-. :. - ;- .; -,

х 100 33,2%; . ; i

-.. Tu.-O .- У ... . . . .. .. ..

после 3-й окончательной досыпки порошка и калибровки до 12 мм

12 -10,5 „ 14,5 - 10,5 х А

Полученные результаты показывают достигнутую высокую равномерность уплотнения, причем относительная величина 37,5% (разница 4,5%) учитывает смыкание складки и калибровку.

Техническая эффективность предложенного способа заключается в повышении качества порошковой проволоки (более равномерное уплотнение порошка, снижение

концентрации напряжений, повышение сте пени .уплотнения), и увеличение производи- тёльности. ПЬ сравнению с качественными показателями масса одного погонного метра порошковой проволоки возрастает в 1,3; 1,4 раза и выше, т.е. увеличивается

количественно производство проволоки .

на одном и том же оборудовании. При этом

сокращаются производственные площади в

случае использования способа для непосредственного ввода в жидкий металл в 1,5-2 раза. Получение более качественной порошковой проволоки повышает равномерность распределения -легирующих

элементов в слитках и. следовател ьно, улучшает механические и другие качественные показатели металла.

Сущность; формуют из металлической ленты желоб w -образной формы сечения с образованием по крайней мере одной открытой складки, дозируют порошок, предварительно уплотняют его с помощью прижима в виде приводного диска, введенного в желоб, формуют замкнутую оболочку с образованием замка для скрепления оболочки и смыканием складки, причем оконча- тельно обжимают проволоку в калибрующей волоке. Формование желоба о) -образной формы сечения производят при протягивании металлической ленты между профилегибочными роликами. 3 з.п.ф-лы, СО С

Формула изобретения

1 порошка в желоб, соединение кромок замка желоба с образованием замкнутой оболочки

и уплотнение оболочки с порошком, о т л и- ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения равноплотности проволоки и увеличения .производительности способа, формуют желоб с сечением ш-образкой формы и высотой ребра складки, не превышающей половины высоты сечения желоба, а перед образованием замкнутой оболочки порошок предварительно уплотняют.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что формирование желоба осуществля- ют путем протягивания металлической ленты между профилированными роликами.