Спосіб одержання біметалевих стрічок, листів і смуг з металевих порошків

Спосіб одержання біметалевих стрічок, листів і смуг з металевих порошків, що включає прокатку порошків різного складу у валках з однаковими діаметрами, спікання одержаного виробу і подальшу ущільнюючу прокатку виробу, який відрізняється тим, що ущільнюючу прокатку здійснюють у валках різного діаметра з відношенням діаметра більшого валка до діаметра меншого валка 1,1-1,3 зі ступенем відносного обтиснення 0,45-0,55. Винахід належить до галузі порошкової металургії, зокрема, до способів одержання біметалевих стрічок, листів і смуг з металевих порошків методом прокатки. Біметали знаходять застосування, наприклад для виготовлення термобіметалевих пластин і інших виробів електротехнічного призначення. Відомий спосіб одержання термобіметалу [Авторське свідоцтво СРСР №1510981, МПК B22F7/00, B22F3/20, опубл. 30.09.89, БИ №36], що включає пошарове засипання і пресування металевих порошків, спікання і холодну прокатку виробів. Недоліком цього способу є те, що ним неможливо одержати смуги великої довжини, тому що розміри виробів обмежені розмірами пресового обладнання. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як найближчий аналог, є спосіб прокатки тришарових стрічок мідь-залізо-мідь [Виноградов Г.А., Семенов Ю.Н., Катрус О.А., Каташинский В.П. Прокатка металлических порошков. - М.: Металлургия, 1969. - С.195, 239, 311], у якому стрічки після холодної прокатки у валках однакового діаметра спікали у водні при температурі 900 °C протягом 2 годин, а потім проводили кілька ущільнюючих прокаток також у валках одного діаметра, чергуючи їх з відпалом при температурі 800 °C протягом 30 хвилин. Недоліком найближчого аналога є складність процесу, у якому повторюються енергоємні операції нагрівання і прокатки, та недостатня точність розмірів одержуваних стрічок, тобто велика їх неплощинність. В основу винаходу поставлено задачу спрощення способу одержання біметалевих стрічок, листів і смуг, скорочення енергетичних витрат за рахунок зменшення зусиль ущільнюючої прокатки, і підвищення якості виробів за рахунок зменшення неплощинності. Суть способу одержання біметалевих смуг, листів і стрічок з металевих порошків, що включає прокатку порошків різного складу у валках з однаковими діаметрами, спікання отриманого виробу і його подальшу ущільнюючу прокатку, полягає в тому, що ущільнюючу прокатку здійснюють у валках різного діаметра з відношенням діаметра бі (19) UA (11) 96397 (13) C2 (21) a201013986 (22) 23.11.2010 (24) 25.10.2011 (46) 25.10.2011, Бюл.№ 20, 2011 р. (72) ГОГАЄВ КАЗБЕК ОЛЕКСАНДРОВИЧ, РАДЧЕНКО ОЛЕКСАНДР КУЗЬМИЧ, ВОРОПАЄВ ВІТАЛІЙ СЕМЕНОВИЧ, КАЛУЦЬКИЙ ГЕОРГІЙ ЯКОВИЧ, КОЛПАКОВ АРТУР СЕРГІЙОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВА ІМ. І. М. ФРАНЦЕВИЧА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) UA, 77719, C2, 15.01.2007 SU, 1510981, A1, 30.09.1989 US, 4108651, 22.08.1978 JP, 63307204, A, 14.12.1988 3 96397 льшого валка до діаметра меншого валка 1,1 - 1,3 зі ступенем відносного обтиснення 0,45 - 0,55. Проведення ущільнюючої прокатки спеченого виробу у валках різного діаметра дозволяє досягти безпористого стану матеріалу при менших тисках на робочі валки, високої якості контактів між частинками, які деформуються, забезпечити рівномірність напружено-деформованого стану в осередку деформації по ширині прокату і підвищити якість за рахунок зменшення зміни розмірів виробу по ширині. При ущільнюючій прокатці з однаковими розмірами валків різниця товщини смуги в середині и по краях досить значна. Це явище викликане, у деякій мірі, нерівномірним розподілом контактних напружень у зоні деформації, які властиві прокатці на валках однакового діаметра. Ущільнююча прокатка на валках різного діаметра дозволяє одержати той же ступінь відносного обтиснення порошку, що і при прокатці на валках одного діаметра, але при набагато менших зусиллях, що значно підвищує якість за рахунок зменшення неплощинності, та зменшує розтріскування країв виробів. Запропонований спосіб відрізняється від найближчого аналога тим, що біметалевий виріб після холодної прокатки у валках однакових діаметрів і спікання піддають прокатці у валках різного діаметра при відношенні діаметра більшого валка до меншого 1,1 - 1,3 зі ступенем відносного обтиснення 0,45 - 0,55. Відношення діаметрів валків 1,1 - 1,3 вибирали з тих міркувань, що при відношенні діаметра більшого валка до діаметра меншого валка меншому за 1,1 не спостерігається істотних змін процесу прокатки у порівнянні з прокаткою у валках однакового діаметра. При збільшенні відношення діаметра більшого валка до діаметра меншого валка до 1,3 спостерігається поліпшення якості одержуваних стрічок і смуг та значно скорочується кількість браку. Максимальний позитивний ефект спостерігається при співвідношенні діаметрів валків 1,3, а подальше збільшення цього співвідношення може призвести до виходу з ладу деталей 4 прокатного стана. При збільшенні співвідношення діаметрів валків від 1,1 до 1,3 відбувається значне зменшення зусиль прокатки у порівнянні з прокаткою у валках однакового діаметра, що дозволяє знизити економічні витрати на виготовлення біметалевих стрічок, листів та смуг. При ступені відносного обтиснення менше 0,45 неможливо одержати виріб зі 100 % щільністю, а проводити прокатку зі ступенем відносного обтиснення більше 0,55 % енергетично недоцільно. На прокатному стані з горизонтальним розташуванням валків однакового діаметра прокатували біметалеву стрічку з порошків нікелю і міді. Одержаний виріб спікали при температурі 1000 °C протягом 2 годин і потім піддавали прокатуванню у валках різного діаметра з відношенням діаметра більшого валка до діаметра меншого валка 1,1-1,3 та зі ступенем обтиснення 0,45-0,55. Неплощинність або поперечну різнотовщинність, визначали як різницю товщини середини та кромок смуги [див. А.И. Целиков, Т.С. Никитин, СЕ. Рокотян. Теория продольной прокатки. - М.: Металлургия, 1980. - С. 262]. Вона становила 0,0150,030 мм. Для порівняння виготовили смугу за способом - найближчим аналогом. Неплощинність становила 0,050 мм. Приклад. Прокатку біметалевої смуги шириною 60 мм проводили на чорновій кліті прокатного стану ІМ-1 з діаметром валків 210 мм. У бункер, розділений шибером на дві частини, засипали порошки нікелю марки ПНЭ-1 і міді марки ПМС-1. Прокатку здійснювали з лінійною швидкістю 2 м/хв. Одержану після прокатки смугу товщиною 0,9 мм спікали у водні при температурі 1000 °C протягом 2 годин. Потім спечену смугу прокатували у валках різного діаметра з відношенням діаметра більшого валка до меншого 1,3 зі ступенем відносного обтиснення 0,5. Одержали практично безпористу смугу, неплощинність якої становила 0,015 мм. Інші приклади наведені в таблиці. Таблиця №№ п. п. 1 2 3 4 Відношення діаметра більшого валка до діаметра меншого валка 1,3 1,2 1,1 найближчий аналог Спосіб одержання біметалевих стрічок, листів і смуг може знайти застосування на підприємствах порошкової металургії для виготовлення біметалів шляхом прокатки порошків у валках різного діаме Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Ступінь обтиснення, % Неплощинність, мм 0,55 0,50 0,45 0,015 0,020 0,030 0,050 тра. Отримані біметали можуть бути використані для виготовлення, наприклад термобіметалевих пластин і інших виробів електротехнічного призначення. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601