RU2487960C2 - Method of producing ultrafine-grained structures by rolling - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: proposed method comprises curling the billet by passing it through skew rolls and squeezing it by reducing its linear and angular velocity on passing through rollers.

EFFECT: simplified process, finished billet with practically unlimited length.

1 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам получения ультрамелкозернистых материалов способами интенсивной пластической деформации.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods for producing ultrafine-grained materials by means of intensive plastic deformation.

Известен способ получения ультрамелкозернистых материалов, при котором заготовку продавливают через канал матрицы, имеющий винтовую форму (Я.Е.Бейгельзимер, В.Н.Варюхин, Д.В.Орлов, С.Г.Сынков. Винтовая экструзия - процесс накопления деформации.- Донецк: Фирма ТЕАН, 2003. - 87 с.).A known method of producing ultrafine-grained materials, in which the preform is pressed through a matrix channel having a helical shape (Y. E. Beigelzimer, V. N. Varyukhin, D. Orlov, S. G. Synkov. Screw extrusion - the process of accumulation of deformation .- Donetsk: TEAN Firm, 2003. - 87 p.).

Недостатками такого способа получения ультрамелкозернистых материалов являются использование крупногабаритного технологического оборудования, что усложняет процесс обработки и ограничивает конечный размер получаемых изделий до 200 мм в длину.The disadvantages of this method of producing ultrafine-grained materials are the use of large-sized technological equipment, which complicates the processing process and limits the final size of the resulting products to 200 mm in length.

Известен также способ (патент РФ RU 2240197 МПК B21J 5/00, C22F 1/18, В21С 25/00, опубликован 20.11.2004), при котором комбинируют способ обработки винтовой экструзией и равноканальное угловое прессование, для чего заготовку продавливают через матрицу с двумя каналами, расположенными под углом друг к другу, причем входной канал имеет винтовую форму.There is also a method (RF patent RU 2240197 IPC B21J 5/00, C22F 1/18, B21C 25/00, published November 20, 2004), in which the method of processing by screw extrusion and equal-channel angular pressing are combined, for which the workpiece is pressed through a die with two channels located at an angle to each other, and the input channel has a helical shape.

Преимущество этого способа заключается в том, что в процессе обработки обеспечивается формирование более равномерной ультрамелкозернистой структуры.The advantage of this method is that during processing, a more uniform ultrafine-grained structure is formed.

Недостатками этого способа являются использование крупногабаритного технологического оборудования, а также усложнение изготовления матрицы, при неизменных размерах получаемого изделия.The disadvantages of this method are the use of large-sized technological equipment, as well as the complexity of manufacturing the matrix, with the same dimensions of the resulting product.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является известный способ (патент РФ RU 2237109 МПК C22F 1/18, опубликован 27.09.2004), при котором заготовку закручивают в условиях сжатия, для чего ее помещают в прямолинейную заходную часть матрицы с винтовым каналом, через который заготовку продавливают до тех пор, пока ее задний торец не выйдет в прямолинейную выходную часть матрицы.The closest to the invention according to the achieved result is the known method (RF patent RU 2237109 IPC C22F 1/18, published September 27, 2004), in which the workpiece is twisted under compression conditions, for which it is placed in the straight-in entry part of the matrix with a screw channel through which the workpiece is pressed through until its rear end extends into the rectilinear output part of the matrix.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии получения ультрамелкозернистых структур.The technical result of the invention is to simplify the technology of obtaining ultrafine-grained structures.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе, включающем закручивание заготовки из проволоки в условиях сжатия, согласно изобретению заготовку пропускают через скрещивающиеся под углом валки, а сжатие осуществляют посредством снижения линейной и угловой скорости заготовки при прохождении ее через ролики.The specified technical result is achieved by the fact that in the method comprising twisting the workpiece from wire under compression conditions, according to the invention, the workpiece is passed through rolls intersecting at an angle, and the compression is carried out by reducing the linear and angular velocity of the workpiece when it passes through the rollers.

Положительный эффект от изобретения обеспечивается за счет того, что способ позволяет за один проход обрабатывать заготовку большой длинны, уменьшая тем самым потребность в крупногабаритном оборудовании.The positive effect of the invention is provided due to the fact that the method allows to process a large workpiece in one pass, thereby reducing the need for bulky equipment.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, где показана принципиальная схема способа интенсивной пластической деформации прокаткой.The claimed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of a method of intensive plastic deformation by rolling.

Заявляемый способ получения ультрамелкозернистых структур прокаткой осуществляют следующим образом.The inventive method for producing ultrafine structures by rolling is as follows.

Заготовку 1 одновременно пропускают через скрещивающиеся валки 2, тем самым закручивая ее, и тормозят роликами 3, в которых из-за сил трения заготовка снижает свою линейную и угловую скорость, за счет чего реализуется сдвиг в условиях сжатия, что является основным условием измельчения структуры.The workpiece 1 is simultaneously passed through the crossing rolls 2, thereby twisting it, and slowed down by the rollers 3, in which, due to friction forces, the workpiece reduces its linear and angular velocity, due to which shear is realized under compression conditions, which is the main condition for grinding the structure.

Пример конкретного примененияCase Study

Заготовку диаметром 1,2 мм пропускают через скрещивающиеся валки, установленные под заданным углом (например, 20°С), при прохождении через валки проволока закручивается, затем проволока на выходе из волков попадает в ролики и за счет сил трения в роликах снижает свою угловую и линейную скорость, тем самым на участке между валками и роликами реализуется сдвиг (за счет закручивания заготовки в скрещивающихся валках) в условиях сжатия (за счет разности скоростей на выходе из валков и скорости заготовки в роликах). При необходимости получения более равномерной структуры заготовки возможно повторить процесс несколько раз.A billet with a diameter of 1.2 mm is passed through crossing rolls installed at a given angle (for example, 20 ° C), when passing through the rolls, the wire is twisted, then the wire at the exit of the wolves gets into the rollers and due to the friction forces in the rollers reduces its angular and linear speed, thus, a shift is realized between the rolls and rollers (due to the twisting of the workpiece in the crossing rolls) under compression conditions (due to the difference in speeds at the exit of the rolls and the speed of the workpiece in the rollers). If it is necessary to obtain a more uniform workpiece structure, it is possible to repeat the process several times.

Результаты металлографических исследований заготовки, полученной по режимам, приведенным в примере, показали, что после обработки зерна фрагментируются и доля фрагментов с размерами до 200 нм увеличивается до 20%. Микродифракционные картины, по-прежнему, монокристаллические, но на рефлексах присутствуют тяжи в виде «крестов». Это свидетельствует об идущих в твердом растворе превращениях.The results of metallographic studies of the billet obtained according to the modes given in the example showed that after processing the grains are fragmented and the fraction of fragments with sizes up to 200 nm increases to 20%. Microdiffraction patterns, as before, are single-crystal, but there are strands in the form of “crosses” on the reflexes. This indicates transformations taking place in a solid solution.

Как показали исследования, если отсутствует кручение или сжатие, то в образце не происходит требуемых изменений. Таким образом, реализация данной схемы является необходимостью для успешного использования способа деформационного наноструктурирования прокаткой.As studies have shown, if there is no torsion or compression, then the required changes do not occur in the sample. Thus, the implementation of this scheme is a necessity for the successful use of the method of deformation nanostructuring by rolling.

По сравнению с прототипом при реализации предлагаемого способа обеспечивается возможность получения конечной заготовки с практически неограниченной длиной.Compared with the prototype, when implementing the proposed method, it is possible to obtain the final workpiece with an almost unlimited length.

Claims (1)

Способ получения прокаткой проволоки с ультрамелкозернистой структурой, включающий закручивание и сжатие заготовки из проволоки, отличающийся тем, что закручивание заготовки из проволоки проводят путем пропускания ее через скрещивающиеся под углом валки, а сжатие осуществляют посредством снижения линейной и угловой скорости заготовки при прохождении ее через ролики. A method of producing rolled wire with an ultrafine-grained structure, including twisting and compressing a workpiece from a wire, characterized in that the twisting of the workpiece from the wire is carried out by passing it through rolls intersecting at an angle, and the compression is carried out by reducing the linear and angular velocity of the workpiece when it passes through the rollers.

Images