Способ изготовления многослойных изделий Советский патент 1980 года по МПК B23P3/02 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве полиметаллических изделий, например, листов, прутков и труб из разнородных металлов методами обработки давлением.

Известен способ получения многослойных изделий из разнородных металлов, в котором проводят нагартовку заготовки из более прочного металла (сплава), сборку многослойного пакета из разнородных металлов (сплавов); нагрев пакета и его деформирование 1 .

Описанный способ удовлетворяет высоким требованиям, предъявляемым к-прочности сварного соединения. Однако наличие ск.ладчатой поверхности в контакте разнородных металлов ойижает качество многослойных изделий ввиду непостоянства сечений контактирующих слоев и увеличение припусков на обработку при необходимости из.готовления из многослойных полуфабрикатов изделий со снятием стружки.

Цель изобретения - устранение отмеченых недостатков известного способа.

2

Цел.ь достигается тем, что перед сборкой составляющие пакета, выполненные из более прочного металла (сплава), отжигают при температурах 0,95 - 1,2 Тр (-Тр - температура рекристаллизации, °С) с обеспечением размера рекристаллизованного.зерна 5-40 мкм. Термообработку более прочной составляющей выполняют или перед

10 сборкой пакета, или в процессе нагрева собранного пакета перед деформированием.

Термическая обработка в температурном интервале 0,95-1,2 Тр приводит

15 к снятию деформационного упрочнения и преследует цель выравнивания механических свойств заготовки в различных направлениях. .

Кроме того, при регламентирован20ном размере рекристаллизованного зерна (5-40 мкм) протяженность границ зерен и их площадь достигают значительных величин. Последнее, в условиях обработки давлением при

25 повышенных температурах, например, 0,7-0,9 Тр (т.е. когда диффузионные процессы играют важную роль в меха низмах пластической деформации) обеспечивают резкое снижение прочност30ных характеристик и существенно сни жает возможность проявления анизотропии механических свойств отдельные; кристаллов. В процессе обработки давлением при указанных выше температурах, способствующих выравниванию механических свойств составлякнцих пакета j .мелкозернистая структура заготовки из б.олее прочного металла деформируется н.е только скольжением (как в случае нагартоваиного матери ала) , но и путем сдвигов по граница зерен и поворота последних. В резул тате структурные элементы заготовки из более прочного металла, ответственные в силу наличия в них анизотропии механических свойств за фopм рование рельефа, становятся (например, при прессовании) неспособными избирательно (локально) противостоять воздействию равномерно распределенных по периметру радиальных сжимающих напряжений и не образуют выступов и впадин на поверхности. Таким образом, после деформирова ния многослойного пакета .в контакте разнородных металлов получают равнь поверхность и тем самым достигают высокую точность слоев в М13ОГОСЛОЙном изделии, По данным проведенных исследований оптимальными у :;ловиям(5 получени BbicoKoft точности следует признать отжиг на завершение ре-кристаллизаци обработки заготовки из более прочно го металла с обеспечением размера рекристэллизованного зерна,15 25мкм Нижняя граница температурного интервала (0,95 Тр) при продолжительных изотермических выдержках, используемых в практике термообработки материалов с низким коэффициентом теплопроводности. От жиг заготовок на верхнем пределе т пературы (1,2 Тр) предполагает проведение скоростного нагрева (свыше 100°/сек), в результате которого начало рекристаллизации сдвигается в область высоких температур на 5-15%„ П р и м е р. Проводилось, изгото ление биметаллических труб, малоугле родистая сталь марки ст. 3 - сплав молибдена ВМ-1. Размер труб 15,9x8,5 мм, Исходные материалы, сталь марки ст. 3 - пруток 40 мм,горячекатанный молибденовый сплав ВИ-1 - пруток мм, нагартованный со степенью деформации 5% прессованием при 1000°С, Температура рекристаплизадди сплава , Изготовление трубосуществляется следующим образом. Пруток сплава ВМ-1 отжи1али при температуре 1500 С (1,07 Тр) в-теченйе 1 ч в вакууме с остаточным давлением I-IO мм рт.ст. После от-жига размер рекристаллизованного зеркала составляет 25мкм, Из полученного полуфабриката механической обработкой вытачивают полую.цилиндрическую заготовку и устанавливают ее в стакан из-стали марки ст. 3. Во внутреннюю полость заготовки из ВМ-1 вставляют втулку с наружным буртом, предназначенную для герметизации поверхности соединения разнородных металлов и изготовленную из стали марки ст. 3. Собранный пакет заваривают на электроннолучевой установке в вакууме не хуже 1 рт.ст., нагревают в индукционной печи до температуры 1100-1150°С (0,78-0,82 Тр) и прессуют на игле с коэффициентом вытяжки 8. Контроль за состоянием поверхности контакта стали со сплавом молибдена проводят визуальным осмотром трубы из сплава ВМ-1 после удаления с ее поверхности плакирующего слоя стали хи1даческим травлением, а также на поперечных сечениях биметаллических труб.. . Предлагаемый способ был также опробован при прессовании биметаллических труб сталь Х18Н10Т - сплав ВН-1, сталь Х18Н10Т - сплав ниобия, сталь марки ст. 3 - сплав вольфрама Размеры труб из менялись в пределах от 16,0x11,0 до 36,0x32,0 мм. Результаты выполненных экспериментов были аналогичны полученным при изготовлении .биметаллических труб ст. 3 --сплав ВМ-1. Предлагаемый способ получения ГУШОГОСЛОЙНЫХ изделий из разнородных металлов (сплавов) по сравнению с существующими способами обес/гечивает следующие преимущества. Повышается точность сечений слоев разнородных металлов в изделии и тем улучшается качество последних, создается возможность изготовления -полиметаллических изделий с особо- тонкими слоями и постоянным объемным содержанием составляющих в каждом сечении изделия, а также увеличивается выход годного .при обработке многослойных изделий со снятием стружки за счет снижения припусков на обработку. Формула изобретения Способ изготовления многослойных изделий из разнородных металлов, включающий сборку составляющих в пакет, нагрев и пластическое деформирование собранного пакета, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий, перед

57339486

сборкой в пакет составляющие, вьзполИсточники информации,

ненные из более прочногочиеталла,принятые во внимание при экспертизе

отжигают при темпер атуре, равной1. Авторское свидетельство СССР

0,95-1,2 температуры рекристаллиза-по заявке № 2640448/25-27,

цин.кл. в 21 С 23/24, 09.03.77.