Спосіб одержання дрібнозернистої структури мідних напівфабрикатів після їх гарячої обробки тиском

1. Спосіб одержання дрібнозернистої структури мідних напівфабрикатів після їх гарячої обробки тиском, в якому одержаний у процесі гарячого пресування напівфабрикат після виходу з матриці Корисна модель належить до області кольорової металургії, зокрема до способів обробки металів тиском у тому числі при виробництві труб та прутків волочінням, а саме до способу одержання дрібнозернистої структури мідних напівфабрикатів після їх гарячої обробки тиском. Спеціалістам відомо, що характер зернистої структури напівфабрикатів, одержаних за технологіями гарячої обробки металів тиском, наприклад, при гарячому пресуванні, визначає технологічність їх подальшого використання для обробки, наприклад волочінням. За умов великих розмірів зерен напівфабрикатів, чітко спостерігається розтріскування металу при куванні захваток та безпосередньо на етапі волочіння, що у першому випадку призводить до зупинки лінії" та втрати довжини заготовки, зумовлену необхідністю кування нової захватки, а у другому випадку спричиняє випуск неякісної продукції. При цьому встановлено, що оптимальний розмір зерен міді у напівфабрикатах становить 20-70мкм, в залежності від поперечного перетину напівфабрикату та марки міді. З рівня техніки [А. Д. Ландихов. Производство труб, прутков и профилей из цветных металлов, Москва, 1962] відомий спосіб одержання дрібнозернистої структури мідних напівфабрикатів, за рахунок відпалювання в результаті якого відбувається рекристалізація зерна міді. Вказаний спосіб полягає у наступному: завантажують партію, охо протягують через рідинний затвор та жолоб, заповнений охолоджувальною рідиною, який відрізняється тим, що у жолобі для інтенсивного охолодження напівфабрикату за допомогою встановлених на вхідній ділянці спреєрних пристроїв утворюють турбулентні потоки охолоджувальної рідини. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при використанні води як охолоджувальної рідини її температуру у жолобі та рідинному затворі підтримують на рівні 50-90 °С. лодженого після попередньої стадії обробки, наприклад пресування тиском, мідного напівфабрикату до попередньо нагрітої печі, наприклад, скриньового (ковпакового) типу, поступово розігрівають її шляхом збільшення температури внутрішнього простору печі до температури рекристалізації (в залежності від геометрії напівфабрикату, його КІЛЬКОСТІ, та марки міді). Розігрітий напівфабрикат поступово охолоджують разом із піччю або за її межами на повітрі. До основних недоліків вказаного способу відносять високу енергоємність відпалювання напівфабрикатів у печі та порівняно низьку ефективність у зв'язку із тривалістю природного охолодження, що призводить до істотного збільшення часу, який витрачається на одержання готової продукції. Також з рівня техніки [В. В. Жолобов Прессование металлов, Москва, 1971] відомий, обраний за прототип, спосіб охолодження мідних напівфабрикатів після гарячого пресування в якому одержаний у процесі гарячого пресування вказаний напівфабрикат після виходу з матриці протягують через рідинний затвор та жолоб заповнений охолоджувальною рідиною за яку використовують воду. Важливою перевагою використання вказаного способу є його порівняно висока ефективність для запобігання утворенню на поверхні охолоджувано ю 00 о о> 10851 го напівфабрикату плівки окислів або сприяння утворенню таких плівок значно меншої* товщини ніж при повітряному охолодженні. В той же час, основним недоліком прототипу є неможливість його використання для одержання рівномірної дрібнозернистої структури мідних напівфабрикатів після їх гарячої обробки тиском, зумовлена утворенням навколо напівфабрикату парової' сорочки під час контакту останнього із охолоджувальною водою у жолобі. В свою чергу, утворена парова сорочка істотно зменшує швидкість та збільшує час і нерівномірність охолодження напівфабрикату. Задачею запропонованої" корисної' моделі є створення простого у реалізації, високоефективного, високопродуктивного та низьковитратного способу одержання дрібнозернистої структури мідних напівфабрикатів після їх гарячої обробки тиском з рівномірним розподілом розміру зерна у оптимальному діапазоні 20-70мш, в залежності від геометричних розмірів напівфабрикатів та марки міді, з якої вони виготовлені. Поставлену задачу вирішують створенням способу одержання дрібнозернистої' структури мідних напівфабрикатів після їх гарячої обробки тиском в якому одержаний у процесі гарячого пресування напівфабрикат після виходу з матриці протягують через рідинний затвор та жолоб заповнений охолоджувальною рідиною. При цьому, відповідно до корисної моделі у жолобі для інтенсивного охолодження напівфабрикату за допомогою встановлених на вхідній ділянці спреєрних пристроїв, утворюють турбулентні потоки охолоджувальної рідини. При цьому, відповідно до корисної моделі, при використанні води як охолоджувальної рідини її температуру у жолобі та рідинному затворі підтримують на рівні 50-90ГС. Перераховані ознаки складають суть корисної моделі і забезпечують досягнення технічного результату - високоефективне та просте у реалізації одержання дрібнозернистої структури мідних напівфабрикатів після їх гарячої обробки тиском із з рівномірним розподілом розміру зерен міді у оптимальному діапазоні 20-70мкм, в залежності від геометричних розмірів напівфабрикатів та марки міді, з якої' вони виготовлені, за порівняно низьких енергетичних витрат та значної продуктивності. Причинно-наслідковий зв'язок суттєвих ознак корисної моделі та технічного результату полягає Комп'ютерна верстка А. Крижашвський у тому, що: - використання для охолоджування напівфабрикату спреєрних, пристроїв встановлених на початковій ділянці жолобу, дозволяє створити турбулентні потоки, що сприяють інтенсивному руйнуванню парової сорочки, утвореної при контакті гарячого напівфабрикату із охолоджувальною рідиною, сприяючи його швидкому та рівномірному охолодженню і позитивно позначаючись на швидкості процесу, а також на якості одержаної подрібненої структури продукції; - використання температурного діапазону для води обраної за охолоджувальну рідину в межах 50-95LC є оптимальним для ефективного протікання процесу. Експериментальним шляхом встановлено, що при температурі води нижче 50 1С в центрі мікрошліфа пресованої заготовки спостерігалися окремі зерна, розмір яких відрізнявся від зерен на периферії у два та більше разів, а при температурі води більше 95 С спостерігалося значне пароутворення, що ускладнювало охолодження напівфабрикату; - при застосуванні вказаного способу спостерігається зменшення товщини окисної плівки на поверхні напівфабрикату порівняно із прототипом за рахунок збільшення швидкості його охолодження та відповідно зменшення швидкості утворення оксидної плівки. Використання способу відповідно до запропонованої корисної моделі може бути проілюстроване наступним прикладом. З матриці пресу зусиллям 1500-3150т/с одержують гарячий напівфабрикат трубної заготовки виготовленої' із міді марки DHP довжиною 10м та подають через рідинний затвор до жолобу заповненого охолоджувальною рідиною за яку використовують воду з температурою 70 іС. У жолобі здійснюють інтенсивне охолодження напівфабрикату за допомогою турбулентних потоків води утворених спреєрними пристроями встановленими на вхідній ділянці жолобу, одержуючи розмір зерна міді в діапазоні 2070мкм. При цьому, порівняно з прототипом, за рахунок зменшення часу охолодження напівфабрикату з 2хв. до 50с. також спостерігається зменшення товщини окисної плівки на поверхні напівфабрикату з 3-4тис. до 2-Зтис. А . Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ -42_01601