SU1325094A1 - Способ термической обработки проволоки - Google Patents

Description

Изобретет1е относитс  к металлургии , в частности к термической обработке проволоки.

Известен способ обработки стально проволоки, согласно которому с иелью получени  микроструктуры металла, обладающий улучшенными свойствами, проволоку при достаточно высокой температуре непрерывно в виде концентрических витков укладывают в теплую вод ную баню, температура котйрой регулируетс  таким образом, чтобы на поверхности проволоки поддерживать тонкую паровую пленку ll.

Дл  осуществлени  этого способа требуютс  специальные паровые камеры (резервуары) и аппратура дп  регулировани  подцерлсивани  необходамого количества пара на поверхности проволоки . Использование такого способа сопр жено со сложностью и опасностью эксплуатации паровых камер и практически не применимо дл  тep шчecкoй обработки движущейс  нитью проволоки в совмещенных процессах термической обработки и волочени .

Известен способ безокислительного нагрева проволоки, согласно ко юрог у получение неокисленной поверхности проволоки заключаетс  в резком ограни че1ши количества во,цы, вводимой в трубу и быстром выпаривании воды путем нагрева металлической проволоки электросопротивлением, С целью образовани  нагретого пара давление пара в трубе повьпиают путем peryjuspoBa- ни  выхода пара из трубы, В трубу вода поступает в строх о регулируемом количестве, и ее хватает только дп  смачивани  поверхности нагретой металлической проволоки 2.

Этот способ уменьшени  окалипо- образовапи  при нагреве издели  требует дп  своего осуществлени  изготовлени  дополнительных дорогосто щих устройств, а отсутствие в нем замедленного охлалдени  в безокислительной атмосфере не обеспечивает в полной мере получение структуры, механических свойств и поверхности при отжиге проволоки, необходимых дп  последнего волочени , например из низкоуглеродистьрс марок сталей.

Наиболее близким к предлаг емому по технической сущности  вл етс  спо соб отжига металлических полос, в котором способ непрерывного отжига движущейс  металлической полосы  клю

5

0

5

0

5

0

чает непрерывный электронагрев полосы в две стадии, а затем непрерывное охлаждение также в дне стадии до комнатной температуры. Причем на второй стадии нагрев ведетс  частично в воде, котора  образует вокруг металлической полосы паровую пленку, а осуществлением второй стадии охлаждени   вл етс  обдув воздухом., в результате чего полоса сушитс  и охлаждаетс  до комнатной температуры З.

Недостаток известного способа заключаетс  в том, что применение двухстадийного нагрева и охлаждени  требует дл  своего осуществлени  сложной дорО1 Осто щей аппаратуры и устройств. Кроме того, известный способ не обеспечивает получение определенной подсмазочного сло , что вызывает необходимость введени  отдельной дополнительной операщп подготовки поверхности проволоки дл  последующего ее волочени , а это ограничивает применение известного способа отжига в совмещенных процессах производства проволоки ,

Целью изобретени   вл етс  повышение однородности свойств проволоки и создани  подсмазочного сло  дл  последующего волочени  за счет образовани  тонкой окисной пленки.

Предлагаема  цель достигаетс  тем, что прот гиваемую проволоку нагревают между двум  контактами, один из которых располагают под слоем жидкости на водной основе, причем необходимую длину участка проволоки, проход щую через атмосферу вод ного пара, определ ют из следующего соотношени 

45

1

V( - t

V

50

55

где 1 - длина участка проволоки, наход щейс  в атмосфере образующегос  пара, м;

V - скорость движепи  проволоки , м/с;

1ц - температура нагрева проволоки , °Г.;

t : - температура, до которой необходимо охладить проволоку , °С;

V. - скорость охлаждени  проволоки в

охлаждени 

о ,, / жидкости, L/C,

31

Движущуюс  проволоку нагревают между контактами, один из которых располагают под слоем жидкости на водной основе. В результате соприкосновени  жидкости с поверхностью нагретого металла вокруг движущейс  проволоки образуетс  атмосфера вод ного пара в виде паровой пленки (.парова  рубагака), котора  предохран ет нагретую проволоку от интенсивного окислени .

Кроме того, при охлаждении сохран етс  определенной длины парова  пленка вокруг движущейс  в жидкости проволоки, благодар  чему повышает - с  однородность свойств и на поверхности проволоки образуетс  подсма- зочный слой в виде тонкой окисной пленки.

В зависимости от длины участка проволоки, проход щей через атмосферу образующегос  вод ного пара, получают подсмазочный слой такой толщины и качества, которые позвол ют осуществл ть последующее волочение проволоки без дополнительной операции подготовки поверхности. Необходимую длину участка проволоки наход щейс  в атмосфере образ тощего с  пара, определ ют по формуле.

На чертеже представлена схема предлагаемого способа.

На схеме обозначено размоточное устройство 1, проволока 2, контакты 3, жидкость 4 на водной основе, намоточное устройство (волочильный стан 5), сливное отверстие 6, отверстие 7 дл  подачи жидкости, длина 1 участка проволоки, наход щейс  в атмосфере образ тощегос  пара. Способ осуществл етс  следующим образом.

Движущуюс  проволоку 2 нагревают между контактами 3, один из которых расположен в переливной ванне под слоем жидкости 4 на водной основе. Уровень и количество жидкости в ван за счет регулировани  подачи и слива через отверсти  6 и 7 поддерживаетс  таким, чтобы посто нно обеспечивалс  надежный нагрев и охлаждени проволоки в атмосфере образующегос  пара. Поскольку контакт и проволока расположены в ванне под слоем жидкости , а нагрета  проволока при движении в жидкость образует вокруг себ  паровую пленку определенной дпины, котора  меньше длины ванны.

5

0

5

0

то при прохождении проволоки через ванну до полного ее охлаждени , интенсивного окислени  поверхности не происходит. В зависимости от определенной по формуле дпины участка проволоки , наход щейс  в атмосф|ере образующегос  пара, получают структуру, однородность свойств и подсмазочный слой, необходимые дл  последующего волочени  проволоки.

По предлагаемому способу обрабатывают стали марок 08кп, телеграфную и сталь аустенитного класса 12Х18Н9Т.

Например, движущуюс  проволоку со скоростью 0,7 м/с., диаметрами 1,2 и 1,6 мм из низкоуглеродистой стали марки 08кп подвергают электроконтактному нагреву до и охлаждению до 400 С в атмосфере пара, образующегос  вокруг движущейс  в жидкости нагретой проволоки, а затем окончательному охлаждению в жидкости до ее температуры.

С целью получени  однородности свойств и создани  подсмазочного сло  дл  последующего волочени  в потоке, длину участка-проволоки, наход щейс  в атмосфере образующегос  пара, определ ют по формуле

V(t4 -t

При этом пользу сь уравнением теплового баланса, скорость охлаждени  проволоки в жидкости определ ют из следующего соотношени 

40

4 d tnp (,tnp - t j

5

где

U

np

np

-коэффициент теплоотдачи с поверхности проволоки, Вт/м трад;

-средн   температура проволоки в интервале

-,4-0 Op. Ср / I d ;

Р

теьтература жидкости. С; коэффициент, учитывающий относительное перемещение проволоки и жидкости;

плотность проволо- , ки, Дж/кг-град;

- теплоемкость проволоки , Дж/кг-град , - диаметр проволоки, м.

Подставив в 4 OpMyjjy иифроиые значени ; a {tnp) 60,7 Ит/ 1 -град; fc,p- t 20°С; К 0,1; f 7860 кг/м с 590,3 Дж/к г. град, получаем ;лд1  проволоки диаметром 1,2 мм 1 1,1 м, дп  проволоки диаметром 1,6 мм 1 1,5 м.

Припе;1снные расчетные данные впол не удовлетворительно сси ласуютс  с даннь Ь и, полученными оп лтным нутем ( ,9-1 ,0 м дл  нронолоки дигтметром 1,2 мм и ,5-1,6 м дл  нроволоки днг1метром 1 ,6 мм). Из серии опытов повторимость и отклонение отдельных онределений o6i:.i4Ho не нревьичают 5%, т.е. бы.п  в нрел.елах точности, до- нустимоГ ;дл  нрименсни  в практических цел х.

Проволока, Г1олуче1 на  в результате нримененп  нредложенного способа, обладает вь сокнми нластическимн свой ствл. и. После термообработки она имеет 6б 34-35 кгс/мм, 25-30%. Микроструктура такой нроволоки соответствует структуре oTO i- KeHHoii стали

На поверхности проволоки, после терм чес1-;ой обработки по пре/цшгае- мому способу, образуетс  тонка  ( в { есколько микрон) окисна  пленка, имеюща  большую прочность сн.еилени  с металлом. Поверхность с OKHCuoii

5

0

5

с

пленкой лучше удерживает смазку при дальнейшем волочений нроволоки; смазка при наличии окисной пленки уменьша ет коэффициент трени  межлу проволокой и волокой. При этом выдел етс  меньшее количество тепла, дольше сохран етс  нормальна  форма волок. Кроме того, при применении способа на готовом размере (не требующем дальнейшего волочени  ) окисна  пленка придает проволоке товарнъш вид и предохран ет ее от коррозии. Коррозионна  устойчивость пленки не уступает покрыти м, полученным при химическом оксидировании.

Предлагаемый способ термической обработки движущейс  проволоки  вл етс  простым и эффективным способом в технологии производства проволоки, не требующим дорогосто щего оборудовани , его применение позвол ет значительно сократить технологический цикл и обеспечить возможность сов мещени  операций термической обработки проволоки и многократное холодное дальнейшее ее волочение на готовые размеры в один непрерывный поток без предварительной подготовки поверх- , iiocTH и без снижени  производительности волочильных станов.

2 3

- I

-

Р еда к т о р Г. В о.п к о в а

Составитель Л.Секей Техред А.Кравчук

Заказ 3022/25 Тираж 549Подписное

BdlU nil Государственного комитета СССР

но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

lip jH3PcviCTi,teHHO-nonHграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,А

Корректор В.Бут га

Claims (1)

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОВОЛОКИ, преимущественно из малоуглеродистых и нержавеющих сталей и сплавов аустенитного класса, включающий электроконтактный нагрев до температуры аустенизации в атмосфере водяного пара, образованного при контакте проволоки с жидкостью, и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности свойств и создания подсмазочного слоя для последующего волочения за счет образования тонкой окисной пленки, протягиваемую проволоку нагревают между двумя контактами, один из которых располагают под слоем жидкости на водной основе, причем необходимую длину участка проволоки, проходящую через атмосферу водяного пара, определяют из соотношения _Ί V(tn - t_k°) ______ , где 1 - длина участка проволоки, находящаяся в атмосфере образующегося пара, м;

   V - скорость движения проволоки м/с;

   t° - температура нагрева проволоки, С;

   t - температура до которой необходимо охладить проволоку, °с;

   V_T - скорость охлаждения проволоки в жидкости, град/с.