Способ подготовки заготовки из тугоплавких металлов к прокатке Советский патент 1982 года по МПК B21B19/00 B21B45/02 

(54} СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЗАГОТОВКИ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ

МЕТАЛЛОВ К ПРОКАТКЕ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и касается подготов ки заготовки из тугоплавких металлов и сплавов к прокатке. Известен способ подготовки заготовки для волочения, включающий нанесение на заготовку в печи покрытия, такого как тальк, каолин, пиропилит, графит, слюда с добавками гудрона, резиНы и полимеров на базе кремния, солн ClJ. Эти материалы покрывают заготовку, щ)едо:фаняя ее от окисления. Однако эта же пленка, являющаяся смазкой, в значительной степени снижает эффективность таких методов обработки давлением как продольная и винтовая прокатка, в которых при деформации подготовленных таки образом заготовок наблюдается ухудшение условий захвата металла валками, пр , ска;1ьзыванве и торможение заготовки в стане. Известен также способ подготовки к прсяиивке, включающий нанесение на задний конец заготовки на длине, составляющей 1-3 ее диаметра, мелкозернистого порошка кальдита, способствующего увеличению коэффициента трения и, соответственно, тянущих сил, соэдаваемьа валками f 2 . Этот способ не подходит для подготовки к прокатке заготовок вз тугоппавкик металлов, так как значительная часть ш верхносги (заготовки н защищена от окисления с образованием жидких и летучих окислов (на1фимер| MoOij и 1ЛоО ), которые, помимо потерь металла, 1фиводят к нарушению стабильности процесса гфокатки и снижению таким образом производительности оборудования и повыше нию процента бракованных изделий. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ под1х товки заготовки из тугоплавких металлов к 1фокатке, включающий безокислвтельный нагрев заготовки дотемпературы 1фокатки, выдержку ее на воздухе в течение 4-10 с и ; вавесевне ва наружную поверхность заготовки псщ давлением 95 кристаллического фрикционного покрытия ТЗ. В данном случае улучшаются условия .-захвата металлавалками, но выдержка за готовки на.воздухе после нагрева до температуры прокатки и последующее нанесение фрикционного) материала на наружную поверхность заготовки приводит к значил тельным потерям тепла. В результате окисления теряется дорогостоящий металл происходит насыщение окислами поверхностного слоя заготовки и ослабление в результате этого связей между отдельными зернами в структуре тугоплавкого металла, что приводит к снижению пластических свойств, и качества поверхности прокатанного изделия. При нанесении фрик ционного материала и последующей прока ке мелкие кристаллические,частички, щэоникая под давлением в межзёренные гранты, способствуют образованию трещин и других поверхностных дефектов на полученном изделии. Цель изобретения - улучшение качеств проката. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки заготов ки из тугоплавких металлов к гфокатке, о включающем безокислительный нагрев заготовки под прокатку и нанесение фрикционного покрытия на ее наружную поверхность, покрытие наносят до нагрева под прокатку в виде фосфатной пасты, . имеющей состав; алюмозфомфосфат 5-15% огнеупсрная глина 45-80% и остальное вода, на ттрёдварительно подогретую до температуры 80-95 0 заготовку. Предлагаемый способ позволяет заици- тить заготовку от окисления при нагреве, способствует надежному захвату заготовки при прокатке и защите поверхнос ти от загрязнения. Способ подготовки заготовки из тугоплавкого металла осуществляется следующим образом. Заготовку зацентровывают и подают по транспортирующему устройству в печь предварительного подогрева, где ее нагревают до температуры 80-95С. Зате на ее наружную поверхность наносят фос пасту и Подают к индукционной печи, где ее нагревают до температуры прокатки. Нагрев осуществляется в атмосфере нейтрального газа или в вак:уум В процессе нагрева компоненты, входящие в состав фосфатной пасты, спекаются и образуют на поверхности загртовки плотную защитную пленку, предотвращаю щую окисление поверхностных слоев ме564талла и способствующую стабильному захвату и протеканию процесса прокатки. Предварительный подогрев загчэтовкй применяется для ускорения процесса высыхания фосфатной пасты и получения плотной защитной корки толщиной 0,21 мм. Подогрев до температуры 80°С приводит к замедленному высыханию пасты и неравномерному расхфеделению получанного покрытия на поверхности заготовки. При подогреве до температуры QSPc вода, входящая в состав пасты, слшиком быстро испаряется и образует в высохшей корке мелкую пористость, нарушая защитную функцию покрытия (через образовавщиеся поры кислород воздуха проникает к поверхности заготовки и Окисляет металл). М елкодисперсный порсниок огнеупорной гаины, используемый в качестве одной из компонент фосфатной пасты, оказался наиболее приемлемым с -точки зрения образования на поверхности заготовки ироч- ноРо сплошного покрытия. Частички глины, связанные между собой за счет алюмохром фосфата и образующие плотную защитную пленку на заготовке, препятствуют проникновению кислорода воздуха к поверхности тугоплавкого металла. Если сод жание огнеупорной глины в фосфатной пасте будет 45%, то на , поверхности заготовки получится слишком тонкий слой защитной/пленки, которая :г будет слабо препятствовать Щ)оникновешсю кислорода воздуха к поверхности заготовки при транспортировке нагретого металла к стану, и поверх защитной пленки осядут жидкол«тучие окислы тугоплавкого металла. Эти окислы, являясь смазкой, будут препятствовать захвату заготовки валками и стабильному протеканию процесса прокатки. При содержании огнеупорной глины 8О% получается очень густая паста, которую, с одной стороны, тяжело наносить на поверхность заготовки, а с другой после нагрева заготовки под прокагку покрытие оказывается очень хрупким и откалывается с поверхности металла при транспортировке заготовки к стану, теряя таким образом свою защитную функцию,, При содержании в фосфатной пасте 5% алюмохромфосфата из-за недостатка связующего материала защитная пленка получается Пористой и легкосыпучей и не является поэтому гфепятствием для кислорода воздуха. При содержа нти алюмохромфосфата 15% частички огнеупор5ной глины будут покрыты сверху избытк связующего материала, у которого фрик ционные свойства гораздо хуже, чем у глины. Это приводит к тому, что коэффи циент трения при прокатке заготовок с таким покрытием значительно снижается что, в свою очередь, обуславливает нестабильность процесса винтовой щ)окатк торможение заготовок в стане. Вода служит в данном случае для созд ния необходимой консистенции фосфатной пасты, позволяющей быстро нанести покрытие на поверхность заготовки и получить прочный беспористый защитный ,слой. Так как покрытие включаieT в себя тугоплавкие составляющие, то при последующем нагреве заготовки до температуры прокатки 140О-160О®С не происходит сплавления компонентов покрытия. Отсутствие жидкой фазы на поверхности заготовки позволяет повысить коэффициент трения при захвате ме талла валками и в процессе прокатки, что дает возможность применять, наприj мер при винтовой прокатке, повьпиенные степени деформации за проход и больши углы подачи; При прокатке полученное из фосфатной пасты покрытие отделяетс от заготовки, не загрязняя ее поверхно ти, и в то же время оно обеспечивает надежную защиту металла от окисления во время транспортировки заготовки к стану. П р и м е р 1. Проводилась подготовка заготовок спеченного молибдена d 8О мм к винтовой прокатке и прошивке. Заготовки нагревали до температуры 80 с и наносили на всю наружную поверхность фосфатную пасту, которая высыхала в течение 3-5 с, образуя прочную защитную пленку. Затем заготовки подвергали индукционному нагреву до температуры прокатки в атмосфере арго на и дефс мировали на стане винтовой щэокатки при t 1450 С. Заготовки с нанесенным на их поверхность покрытием, включающим 45% огн упорной глины, 5% алюмохромфосфата к 50% воды {после нагрева под щзокатку), в гфоцессе их транспортировки к стану окислялись в некоторой степени кислородом воздуха. Поэтому на поверхности заготовки присутствовали в небольшом количестве жвдкие окислы молибдена. Это однако не оказало заметного влияния на захват металла валками и процесс винтовой прокатки. Заготовки после про56катки не имели на поверхности какиелибо дефекты. Пример 2. При нанесении на заготовки 1ФИ t 95°С фосфатной пасты, включеющей 80% огнеупорной глины, 15% алюмохромфосфата и 5% воды, на юс поверхности образовывался слой значи. тельной толщины (до 1 мм), который хорошо предохранял молибден от окисления на воздухе. Процесс винтовой 1фокатки молибдена в данном случае тфотекал стабильно, поверхность заготовки после про катки была чистая, без трещин и закатов. Здесь нужно отметить, что образование защитного слоя толщиной до 1-1,5мм приво|дит к чрезмерному расходованию матерш лов, входящих в фосфатную пасту. Пример 3. На молибденовые аечготовкк шносили при t 9Ос фосфатную пасту, состоящую из 6О% огнеупорной глины, 1О% алюмохромфосфата и ЗО% воды. После нагрева под прокатку на поверхности заготовки получали прочное плотное покрытие толщиной О,2-О,3 мм. Все десять заготовок спеченного молибдена с этим покрытием были прокатаны без торможения в стане. На поверхности металла после прокатки трещин, плен, закатов или других дефектов ненаблюдали. Металлографический анализ прокатанных заготовок показал отсутствие окисления поверхностных слоев металла. Это позвол};ет -использовать такие заготовки для дальнейших операций (например, раскатка на станах ТПТР) без дополнительной механической обработки. За базовый объект был лрннят известный способ подготовки заготовки из ту1х плавких металлов, включающий 1нагрев заготовки до температуры прокатки, выдержку ее на воздухе в -паченвв 4-10 с и нанесенке на всю поверхность захч товки под давлением кристаллического ({рикционного материала. По сравнению с ним экономический эфф«1кт от внедрения предлагаемого изобpeтeiшя составит 4О-6О тыс.руб. Формула изобретения Способ подготовки заготовки из тугоплавких металлов к 1фокатке, включающий безокислвтельный нагрев заготовки под прокатку и нанесенне ||рикционного покрытия на ее наружную поверхность, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества проката, покрытие наносят до нагрева под прокатку

в виде фосфатной пасты, имеющей состав:1. Патеет Франции № 1555636,

алюмохромфосфат , огнеупорнаякл. В 21 f , опублик. 1968.

глина 45-80%. и . остальное - вода, на2. Авторское свидетельство СССР

предварительно, подогретуюдо температу-№ 533407, кл. В 21 В 19/06,

ры 80-95 С заготовку.5 опублик. 1975.

Источники информации,№791438, кл. В 21 В 19/02,

принятые во внимание при экспертизеопублик. 1979.

;. V

3- Авторское свидетельство СССР