SU963583A1 - Способ получени изделий из тугоплавких металлов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ

МЕТАЛЛОВ

1

Изобретение относитс  к области металлургического производства, а именно к технологии получени  изделий из тугоплавких металлов и сплавов.

Известен способ получени  изделий из металлов, включающий поперечно-винтовую прокатку слитков на трехвалковом стане.

По этому способу слиток, нагретый до 1200°С, прокатывают в трех валках, развернутых на угол подачи 20-45° с обжатием за проход 25-50%.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что при прокатке в трех валках, развернутых на угол подачи, структура прорабатываетс  неравномерно по всему сечению.

Наиболее интенсивно структура прорабатываетс  в кольцевой зоне поперечного сечени , тогда как в центральной части структура остаетс  непроработанной. При последующем деформировании таких прутков инструментом скольжени  (прессование, ковка ) интенсивные сдвиговые деформации происход т в основном в периферийных сло х, при этом центральные слои прорабатываютс  незначительно.

Слитки тугоплавких металлов, например молибдена, имеют грубую крупнокристаллическую структуру. Кристаллиты ориентированы вдоль оси слитка и достигают нескольких дес тков миллиметров в длину и 2-10 мм в поперечнике.

При поперечно-винтовой прокатке в трехвалковом стане слитков из тугоплавких металлов структура прорабатываетс  только в кольцевой зоне. В осевой зоне остаютс  практически недеформированные кристаллиты .

Известен способ получени  изделий из

10 тугоплавких металлов молибдена, вольфрама и их сплавов, включающий операцию прессовани  слитка в пруток и последующие операции продольной прокатки, ковки, волочени  в различной последовательности 15 в зависимости от вида издели .

Недостатком этого способа  вл етс  высока  анизотропи  физико-механических свойств и низкое качество изделий. . Это обусловлено тем, что схемы напр женно-деформированного состо ни  при обработке методом продольной прокатки, ковки ,  вл ютс  неблагопри тными дл  обработки полуфабрикатов из тугоплавких металлов , полученных прессованием.

После прессовани  заготовок из молибдена и вольфрама полученный полуфабрикат-пруток или сутунка имеют сильно выраженную продольно-строчечную, волокнистую структуру. При последующей про-, дольной прокатке вдоль оси полуфабриката текстура деформации принимает еще более выраженный характер. С увеличением степени деформации положение плоскостей скольжени  все больше приближаетс  к направлению прокатки, зерна выт гиваютс  в направлении наибольщей деформации.

Дл  раздроблени  волокнистой-структуры изделий, полученных продольной прокаткой прессованных полуфабрикатов примен ют операцию ковки. Деформаци  при ковке носит дискретный характер. Изменение деформации по длине издели  носит немонотонный характер, имеет  рковыраженные пики. Ковка изделий из тугоплавких металлов, полученных продольной прокаткой прессованных полуфабрикатов, затруднена , так как плоскости скольжени  в кристаллитах в основном направлены вдоль оси издели  и плотность таких изделий в поперечном направлении низка. Поэтому при ковке после продольной прокатки образуютс  поперечные трещины, которые привод т к браку.

Применение операции ковки после прессовани  полуфабрикатов имеет существенный недостаток.

Прессованные заготовки из тугоплавких металлов и сплавов имеют волокнистую структуру, волокна выт нуты вдоль оси полуфабрикатов. Поэтому металл имеет низкие пластические свойства в поперечном направлении и деформаци  таких заготовок в поперечном направлении затруднена . Ковка прессованных заготовок из тугоплавких металлов приводит к по влению поперечных трещин.

Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  способ получени  изделий из тугоплавких металлов, вклю чающий прессование заготовок, их поперечно-винтовую прокатку в двухвалковом стане с последующими операци ми продольной прокатки, ковки и волочени  заготовок.

гт

При прессовании слитка через матрицу

структура металла прорабатываетс  неравномерно . Из-за неравномерности распределени  сдвиговых деформаций по сечению наиболее интенсивные сдвиговые деформации развиваютс  в периферийной части заготовки в приконтактной области металла с деформирующим инструментом.

Поэтому структура металла в периферийных част х проработана значительно лучше , чем в осевой зоне.

При последующей винтовой прокатке в двухвалковом стане линии скольжени  пересекаютс  в осевой зоне заготовки. Это приводит к тому, что в этом случае наиболее интенсивнее структура прорабатываетс  в осевой зоне заготовки и в приконтактной зоне. При этом в кольцевой зоне структура остаетс  проработанной недостаточно. При последующем деформировании методами продольной прокатки, ковки, волочени  этот дефект не устран етс , что приводит к неравномерности проработки структуры по сечению и обуславливает неравномерность физико-механических свойств металла по сечению и снижение качества -изделий.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества изделий путем повыщени  равномерности преобразовани  структуры по всему сечению заготовок.

Цель достигаетс  тем, что по способу получени  изделий из тугоплавких металлов , включающему прессование заготовок, их поперечно-винтовую прокатку в двухвалковой клети с последующими операци ми продольной прокатки, ковки и волочени , после поперечно-винтовой прокатки в двух валковом стане провод т поперечновинтовую прокатку в трехвалковом стане с выт жкой, равной 1,2-5 за проход.

На фиг. 1 показана макроструктура молибденового прутка поперечно-винтовой прокаткой слитка; на фиг. 2 - макроструктура прессованного прутка из молибдена, продольное направление; на фиг. 3 - макроструктура прутка, прокатанного в двухвалковом стане поперечно-винтовой прокатки после прессовани  слитка, продольное направление; на фиг. 4 - макроструктура молибденового прутка, прокатанного в трехвалковом стане после деформировани  в двухвалковом стане, продольное направление .

Способ осуществл ют следующим образом .

Заготовку, полученную прессованием и последующей поперечно-винтовой прокаткой в двухвалковом стане, нагревают до температуры деформации и затем деформируют с выт жкой 1,2-5 в трехвалковом стане в калибре, образованном трем  валками, развернутыми на угол подачи и раскатки. Далее производ т продольную прокатку, ковку, волочение заготовок. Последовательность данных операций может быть различна.

В процессе деформировани  в трехвалковом стане наиболее интенсивные сдвиговые локализуютс  в зоне пересечени  линий скольжени  металла, характерной дл  трехвалковой схемы - кольцевой зоне поперечного сечени . Это позвол ет преобразовать структуру в этой зоне заготовки. При этом происходит выравнивание степени проработки структуры по всему сечению, что приводит к устранению анизотропии физико-механических свойств по сечению и улучшению качества изделий.

Деформирование осуществл ют с выт жками ju 1,2-5 за, проход. Диапазон выт жек выбран на основе проведенных исследований . При прокатке с выт жкой меньше, чем ft 1,2, структура металла . не преобразуетс  в кольцевой зоне поперечного сечени . Преобразуетс  лишь структура приконтактной , периферийной зон..Это не позвол ет получать издели  высокого качества с равномерно проработанной структурой. При прокатке с выт жками больше, чем /« 5, происходит разрушение металла в кольцевой зоне, что приводит к браку и потер м металла. Применение последовательности деформировани  прессованных прутков сначала в двухвалковом стане, а затем в трехвалковом наиболее эффективно и с точки зрени  производительности пресса , так как прокатку в двухвалковом стане прутков большего диаметра можно осушествл ть с повышенными выт жками за проход, чем прокатку -заготовок меньшего диаметра, полученных после прокатки в трехвалковом стане. Это вызвано тем, что после прокатки в трехвалковом стане прессеванного прутка осева  зона металла прорабатываетс  недостаточно. При этом диаметр заготовки становитс  настолько малым, что возрастает вли ние геометрического фактора на повышение веро тности вскрыти  полости при прокатке в двухвалковом стане. Значение критических обжатий снижаетс . Это усугубл етс  еше тем, что с уменьшением диаметра заготовки возрастает количество циклов знакопеременной деформации за счет уменьшени  шага подачи . А это также снижает значени  критических обжатий, что отрицательно вли ет на качество изделий и снижает значение выт жки при прокатке, а следовательно, и производительность процесса.

Производительность процесса и качество изделий зависит от значени  суммарной выт жки, котора  равна произведению значений выт жки в двухвалковом стане ft и при прокатке в трехвалковом стане /Ij Значение суммарной выт жки Яг /2/«j будет тогда максимальным, когда значени  2 и JUj будут наивысшими. Так как вли ние геометрического фактора на значение критических обжатий при прокатке в трехвалковом стане незначительно, то допустимое значение выт жки ъ практически не зависит от последовательности операций. Поэтому значение будет тогда наивысшим, когда наивысшим будет значение при неизменном значении jWj. А это возможно только при деформировании прессованных прутков сначала в двухвалковом стане, а затем в трехвалковом стане.

Применение процесса поперечно-винтовой прокатки заготовок малого диаметра в двухвалковом стане после прокатки прессованных прутков в трехвалковом стане Неэффективно и нецелесообразно.

Пример. Двенадцать заготовок из молибдена марки МЧВП 098 мм были пропрессованы с выт жкой JM 6 в пруток диаметром 40 мм. Затем полученные прутки были прокатаны в вакууме на двухвалковом стане поперечно винтовой прокатки МИСИС-60 с выт жкой 1,78 за проход в пруток 030 мм. После этого прутки разделили на три группы и деформировали в трехвалковом стане поперечно-винтовой прокатки с выт жками:

Группа Iju 1,2 до диаметра 27,4 мм

Группа llfi 2,25 до диаметра 20 мм Группа IIIu 5 до диаметра 34 мм

Исследовани  макро- и микроструктуры полученных прутков показали, что у прутков группы I структура проработана более равномерно, чем у прутков после прокатки в двухвалковом стане. Однако зерна в кольцевой зоне более крупные, чем в осевой и приконтактной зонах. У прутков группы II структура проработана равномерно по всему сечению. У прутков группы III зона металла в кольцевой зоне мельче, чем осевой и приконтактной зонах. Это обуславливает повышение неравномерности проработки структуры по всему сечению и возможность по влени  микроразрушений металла в этой зоне. .

При последуюшей продольной прокатке, ковке, волочении указанных прутков не наблюдалось образовани  треш,ин, расслоений.

Предлагаемый способ примен етс  на Узбекском комбинате тугоплавких и жаропрочных металлов (Уз КТЖиМ). По этому способу слитки из молибдена, вольфрама и их сплавов прессуют вдоль оси, а затем полученные прутки подвергают ковке, продольной прокатке, волочению в различной последовательности. Экономический эффект от внедрени  способа составит 36 тыс. руб.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  изделий из тугоплавких металлов, включающий прессование заготовок , их поперечно-винтовую прокатку в двухвалковом стане с последуюшими операци ми продольной прокатки, ковки и волочени  заготовок, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества изделий путем повышени  равномерности преобразовани  структуры по всему сечению заготовок , после поперечно-винтовой прокатки в двухвалковом стане производ т поперечно-винтовую прокатку заготовок в трехвалковом стане с выт жкой, равной 1,2- 5 за проход.