Спосіб сорбітизації дротяної заготівки для музичних струн в сипучому графіті

УКРАЇНА (19) UA (11) 65131 (13) U (51) МПК C21D 9/52 (2006.01) ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ видається під відповідальність власника патенту ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) СПОСІБ СОРБІТИЗАЦІЇ ДРОТЯНОЇ ЗАГОТІВКИ ДЛЯ МУЗИЧНИХ СТРУН В СИПУЧОМУ ГРАФІТІ 1 2 (13) 65131 (11) ки для здійснення способу, особливо, для рухомого безперервно в декілька ниток дроту. Відомій спосіб термічної обробки сталі, який полягає у попередньому підігріванні, подальшому нагріванні до температури гартування, яка перевищує температуру Ас3+30-40 °C, охолодженні у середовищі з наступним охолодженням на повітрі, в якому як середовище використовують сипучий графіт, який має високу температуру сублімації та є хімічно неактивним до поверхні виробів (Патент Українина корисну модель № 43690, МПК (2009) C21D9/22. Опубл. 25.08.2009. Бюл. № 16,2009). Цей спосіб по технічній суті є найбільш близьким до того, що заявляється і тому прийнятий як найближчий аналог. Ознаками, загальними для найближчого аналога і способу сорбітизації дротяної заготівки для музичних струн в сипкому графіті, що заявляється, є: аустенітизація і охолоджування в сипучому графіті з подальшим охолоджуванням на повітрі. Недоліком відомого способу термічної обробки сталей є його застосовність для сталей типу 654МФ, що мають високу стійкість переохолодженого аустеніту, для яких охолоджування в сипучому графіті приводить до утворення бейнітних, мартенситних або бейніто-мартенситних структур; такі структури є малопластичними і не забезпечу UA Корисна модель належить до виробництва дроту, зокрема до термічної обробки дротяної заготівки шляхом сорбітизації дротяної заготівки з вуглецевих сталей, переважно із вмістом вуглецю 0,35-1,05 % С, призначених для отримання високоміцного дроту різного цільового призначення, переважно для музичних струн. Відомий спосіб безперервного патентування дроту, що включає нагрівання дроту в безокисній атмосфері до аустенітного стану і охолоджування в безокисній атмосфері, в якому перед нагріванням на дріт наносять шар графіту шляхом пропускання її через камеру, заповнену графітом зі щіль3 ністю 0,5-1,8 г/см , нагрівання ведуть у вакуумі 140 Па, охолоджування ведуть поетапно в камерах, 3 заповнених графітом з щільністю 0,5-1,8 г/см , на першому етапі ведуть прискорене охолоджування до температур феритного перетворення, на другому - ізотермічну витримку до завершення феритного перетворення і на третьому - остаточне охолоджування, при цьому на першому і третьому етапах охолоджування проводять у водоохолоджуваному шарі графіту завтовшки 5-15*d, де d – діаметр дроту, мм (Патент РФ № 2023727). Недоліком відомого способу безперервного патентування дроту є необхідність створення вакууму, що істотно ускладнює конструкцію установ U ОЛЕЙНІКОВА ОКСАНА ВІКТОРІВНА, ПОНОМАРЬОВА ІРИНА ВАЛЕРІЇВНА (57) Спосіб сорбітизації дротяної заготівки для музичних струн в сипучому графіті, що включає аустенітизацію, охолоджування в сипучому графіті з подальшим охолоджуванням на повітрі, який відрізняється тим, що сипучий графіт заздалегідь нагрівають до температур 400-600 С, а охолоджування в ньому ведуть до розпаду переохолодженого аустеніту в структуру тонкопластинчатого перліту з міжпластинковою відстанню 0,2-0,7 мкм. (19) (21) u201106109 (22) 16.05.2011 (24) 25.11.2011 (46) 25.11.2011, Бюл.№ 22, 2011 р. (72) АЛІМОВ ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ, ТУКОВ ВОЛОДИМИР АНАТОЛІЙОВИЧ, АЛІМОВА СВІТЛАНА ВАЛЕРІЇВНА, МАКСАКОВ АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ, ОЛЕЙНІКОВА ОКСАНА ВІКТОРІВНА, ПОНОМАРЬОВА ІРИНА ВАЛЕРІЇВНА (73) АЛІМОВ ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ, ТУКОВ ВОЛОДИМИР АНАТОЛІЙОВИЧ, АЛІМОВА СВІТЛАНА ВАЛЕРІЇВНА, МАКСАКОВ АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ, 3 ють деформованість в холодному стані, що необхідно при виробництві холоднодеформованого високоміцного дроту типу рояльної, для металокорда і інших різновидів. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлена задача удосконалити спосіб сорбітизації дротяної заготівки для музичних струн в сипучому графіті, який дозволив би забезпечити деформацію структури тонкопластинчатого перліту в заготовках з вуглецевих сталей і за рахунок цього забезпечив можливість деформації заготовок в холодному стані з обтисканням до 95 % для отримання високоміцного дроту для музичних струн. Поставлена задача вирішується тим, що в способі сорбітизації дротяної заготівки для музичних струн в сипучому графіті, що включає аустенітизацію і охолоджування в сипучому графіті з подальшим охолоджуванням, сипучий графіт заздалегідь нагрівають до температур 400-600 °C, а охолоджування в ньому ведуть до розпаду переохолодженого аустенітув структуру тонкопластинчатого перліту з міжпластинковою відстанню 0,20,7 мкм. Новими істотними ознаками способу сорбітизації дротяної заготівки для музичних струн в сипучому графіті є те, що сипучий графіт заздалегідь нагрівають до температур 400-600 С, а охолоджування в ньому ведуть до розпаду переохолодженого аустеніту в структуру тонкопластинчатого перліту з міжпластинковою відстанню 0,2-0,7 мкм. Завдяки новим ознакам досягається формування структури тонкопластинчатого перліту (сорбіту) в дротяній заготівці з вуглецевих сталей із вмістом 0,35-1,05 % С, а її дисперсність, оцінена за величиною міжпластинкової відстані в 0,2-0,7 мкм, хорошу деформованість в холодному стані з сумарним обтисканням 90-95 %, необхідного для отримання високоміцного дроту, зокрема для музичних струн. При температурі попереднього нагріву сипкого графіту нижче 400 °C відбувається переохолодження аустеніту в бейнітну область з отриманням продуктів розпаду переохолодженого аустеніту з міжпластинковою (міжчастковим) відстанню менше 0,2 мкм; такі структури твердіше сорбіту і гірше деформуються в холодному стані при волочінні дроту. При температурі попереднього нагріву сипкого графіту вище 600 С при розпаді аустеніту формуються перлітові структури з міжпластинковою відстанню більше 0,7 мкм; такі грубодисперсні структури мають знижену пластичність, при воло 65131 4 чінні дроту швидко наклепують, що приводить до передчасного обриву дроту при волочінні. Спосіб сорбітизації дротяної заготівки для музичних струн в сипучому графіті здійснюється наступним чином. Дротяну заготівку діаметром 1,5-5 мм з вуглецевих сталей із вмістом вуглецю 0,35-1,05 % піддають аустенітизації шляхом нагрівання до температур, що перевищують критичні точки Ас3, Асm, до отримання зерна аустеніту № 5-8 за ГОСТ 5639, потім занурюють в сипучий графіт, заздалегідь нагрітий до температур 400-600 °C, витримують в ньому до розпаду переохолодженого аустеніту в структуру тонкопластинчатого перліту (сорбіту) з міжпластинковою відстанню 0,2-0,7 мкм і остаточно охолоджують на повітрі до температури навколишнього середовища. Подальший переділ сорбітизованої таким чином заготовки на дріт, переважно для музичних струн, проводять по прийнятих на виробництвах технологіях. Приклад. Для здійснення способу сорбітизації дротяної заготівки для музичних струн в сипучому графіті узяли заготівку діаметром 2,0 мм з вуглецевої сталі із вмістом хімічних елементів % мас: 0,83 С; 0,64 Μn; 0,26 Si; не більше 0,25 Сr; 0,035 Р; 0,035 S; 0,2 Сu; 0,25 Ni. Цикл термообробки, що заявляється, здійснювали на лабораторній установці, що складається з нагрівальної печі і термостата, що обігрівається, з сипким графітом. Зразки заготівки довжиною по 250 мм нагрівали для аустенітизації до 900±10 °C з витримкою з розрахунку 1 хв. на 1 мм поперечного перерізу, а потім переносили їх в термостат, заздалегідь нагрітий до (400-600)±5 °C і витримували протягом часу, необхідного для розпаду переохолодженого аустеніту в структуру тонкопластинчатого перліту; час визначали по діаграмах ізотермічного розпаду переохолодженого аустеніту. Остаточне охолоджування проводили на повітрі. Термооброблені таким чином заготовки протягували вхолодну на дріт для музичних струн діаметром 0,5 мм в режимі одноразового волочіння з сумарним обтисканням 94 %. Результати оцінки структури і властивостей приведені в таблиці. За ГОСТом 15598-70 "Проволока стальная струнная", дріт діаметром 0,5 мм повинен мати σ в 2 більше 2550 Н/мм , умовну межу пружності більше 2 1230 Н/мм , число скручувань двох паралельних дротів більше 20. Як видно з таблиці, дріт із заготівки, обробленої способом, що заявляється, задовольняє цим вимогам. 5 65131 6 Таблиця Структура і властивості заготівки і струнного дроту Температура графіту, °C Спосіб Що заявляється 350 405 505 595 650 За найближчим аналогом 20 *) Механічні властивості Середня міжпластинЗаготівка, d=2,0 мм Дріт, d=0,5 мм кова відстань, мкм упр., *) 2 2 (або структура) nk в, Н/мм , %_ Ψ, % в, Н/мм 2 Н/мм 0,09 1560 6,5 27 2705 1325 18 0,25 1547 7 29 2697 1310 24 0,49 1535 7 28 2650 1290 26 0,68 1523 7,5 25 2597 1270 23 0,95 1480 5 24 2321 1090 21 Нижній бейніт +5 % Пориви при волочінні на 1645 4,5 17 мартенситу діаметрі 0,9 мм nk – число скручувань до руйнування двох паралельних дротів. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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