Спосіб поверхневої обробки листа з холоднокатаної тонколистової сталі

Реферат: Винахід належить до галузі металургії, а саме до способу поверхневої обробки листа з холоднокатаної тонколистової сталі. Спосіб включає поверхневу обробку листа холоднокатаної сталі шляхом занурювання попередньо знежиреного листа в гарячий розчин епіламу будь-якої марки і утворення на зазначеному сталевому листі покриття з нанорозмірної плівки епіламу при температурі 50-55 °C на 10-20 хвилин з наступною її термофіксацією при температурі 110120 °C протягом 40-60 хвилин. Винахід забезпечує підвищення технологічної пластичності сталевого холоднокатаного листа, якості його поверхні та спрощення технології нанесення такого покриття. UA 114635 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі металургії, а саме до способу поверхневої обробки листа з холоднокатаної тонколистової сталі, призначеної для виготовлення виробів різними способами холодного штампування, в тому числі з глибоким і складним витягуванням. Винахід може бути використаний на машинобудівних підприємствах, де холодним штампуванням виготовляють широку номенклатуру виробів з тонколистового холоднокатаного прокату, а також на металургійних підприємствах, де виготовляють сталеві листи. Брак, пов'язаний з недостатньою здатністю до витягування, знижує економічну ефективність холодного штампування. Зважаючи на масштабність його застосування, пошуки способів підвищення технологічної пластичності і штампованості готового тонкого сталевого листа є дуже актуальними. На сьогодні при виробництві листової холоднокатаної сталі головними важелями керування технологічною пластичністю є хімічний склад та режим рекристалізаційного відпалу. Чим менше вуглецю та домішкових елементів і чим нижча межа текучості після відпалу, тим вища здатність до витягування, а отже, краща штампованість листа. Зазвичай вміст вуглецю не перевищує 0,08 мас. %. Здатність до витягування визначається при випробуваннях за Еріксеном (ГОСТ 9045-93) максимальною глибиною лунки без утворення тріщин. В сучасному виробництві за цією ознакою розділяють сталі з ВГ (глибоким витягуванням), СВ (складним витягуванням), ОСВ (особливо складним витягуванням) і ВОСВ (вельми особливо складним витягуванням). З рахуванням вимог міжнародного стандарту ИСО/3574-86 введена ще одна характеристика витягування – ВОСВ-Т (з підвищеними технологічними властивостями). Для сталі 08кп виробництво забезпечує тільки вимоги ВГ. Але на підприємствах-споживачах часто стикаються з недостатньою штампованістю такої сталі, що призводить до виникнення браку. До недавнього часу взагалі не існувало можливості підвищити технологічну пластичність готового листа. В патенті України на корисну модель за заявкою u 201410886 (UA 96782 U) "Спосіб підвищення деформівності холоднокатаної тонколистової сталі, призначеної для холодного штампування" (опубліковано 10.02.2015) запропоновано спосіб поверхневої обробки листа з холоднокатаної тонколистової сталі з метою покращення технологічної пластичності готового листа шляхом бомбардування його поверхні (з обох сторін) низькоенергетичними іонами титану у пристрої типу "Булат" (наприклад, РРВ-66-И1). Під впливом такої дії заліковуються поверхневі дефекти і створюється особлива структура, яка поєднує елементи субмікроскопічної і нанокристалічної будови. Це впливає на поведінку тіла при деформуванні і на його механічні характеристики, хоча властивості металу листа не змінюються. Залежно від відношення площі поверхні тіла до об'єму (А), що характеризує внесок поверхневого шару в зміну властивостей, автори отримали різний результат: якщо відношення А менше одиниці, дуже суттєво підвищується міцність, якщо більше одиниці – виявляється ефект значної пластифікації, визначальну роль в якому грає заліковування дефектів. Описаний спосіб бомбардування іонами тонкокатаного сталевого листа прийнято як найближчий аналог за наступними спільними ознаками: - енергетична дія на поверхню сталевого листа, при цьому ця поверхнева дія не змінює властивостей матеріалу, а тільки впливає на його поведінку при деформації, чим і обумовлена зміна показників міцності та пластичності; - ефект пластифікації реєструється тільки при А більше одиниці. Спосіб за найближчим аналогом з рівня техніки, поряд позитивними ознаками, має недоліки: потребує спеціального обладнання з робочою камерою великого об'єму, в якій можливо розміщення лита для обробки, професійного обслуговування та промислових площ. Відомі способи покращення властивостей поверхневого шару виробу нанесенням на його поверхню епіламів – розчинів поверхнево-активної речовини. Яка містить фтор (фторПАВ) у легколетючих хладонах (наприклад, ttp://www.epilam.ru/aboutepilams.html). Важливою особливістю епіламів є дуже низька поверхнева енергія, що дозволяє їм проникати в найдрібніші дефекти поверхні. Після нанесення речовини розчинник випаровується і залишається шар молекул фторПАВ, орієнтованих перпендикулярно до поверхні і міцно зв'язаних х нею. Дотепер епіками використовували для зниження коефіцієнта тертя і підвищення зносостійкості, антиадгезійних властивостей, корозійної стійкості, вологозахисту. Для вирішення поставленої задачі – підвищення технологічної пластичності і штампованості тонкого сталевого листа - нами використано той факт, що ця речовина має дуже високу проникну здатність і після висихання перетворюється у тверду плівку, міцно зчеплену з 1 UA 114635 C2 5 10 15 20 25 основним матеріалом. Згідно з авторським задумом, заліковування у такий спосіб поверхневих дефектів може привести до зростання технологічної пластичності листа. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу поверхневої обробки листа з холоднокатаної тонколистової сталі з метою підвищення його технологічної пластичності за рахунок зміни властивостей поверхневого шару шляхом заліковування дефектів. Наслідком цього є підвищення здатності до витягування і одержання високої якості поверхні, що необхідно при подальшому нанесенні будь-якого покриття, наприклад фарбуванням. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що відомий спосіб поверхневої обробки листа х холоднокатаної тонколистової, що включає енергетичну дію іншим за сталь матеріалом на поверхню тонкого сталевого листа, у відповідності до винаходу такою дією є гаряче нанесення на очищену та знежирену поверхню сталевого листа нанорозмірної плівки розчину епіламу будь-якої марки шляхом занурення листа в розчин при температурі 50-55º С на 10-20 хвилин з наступною термофіксацією при температурі 110-120º С протягом 40-60 хвилин. нанесення покриття при відповідних (вказаних) режимах для підвищення його технологічної пластичності (штампованості) за рахунок зміни властивостей поверхневого шару, заліковування дефектів, що утворилися в процесі прокату та термообробки, забезпечення здатності до глибокої витяжки і високої якості поверхні для наступного нанесення покриття (фарби) при сплощенні та здешевленні технології. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі поверхневої обробки листа з холоднокатаної тонколистової сталі, який включає енергетичну дію на його поверхневий шар елементами іншого за сталь матеріалу, у відповідності до винаходу такою дією є гаряче нанесення на знежирену поверхню нанорозмірної плівки з розчину мастильноінгібуючої композиції будь-якої марки, що включає полімер, який містить фтор, наприклад, шляхом занурення листа в розчин при температурі 50-55º С на 10-20 хвилин з наступною термофіксацією при температурі 110-120º С протягом 40-60 хв., Для випробування та порівняння властивостей били використані зразки листа сталі 08кп товщиною 0.5 мм у стані постачання і після обробки епіламом марки СФК-05. Результати випробувань на витягування за Еріксеном наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Результати випробувань на витягування за Еріксеном листа сталі 08 кп товщиною 0,5 мм Стан Без обробки епіламом Після обробки епіламом Глибина лунки, мм 9,05 11,7-11,85 Здатність до витягування ВГ ВОСВ 30 35 40 45 50 Наведений результат свідчить, що обробка сталевого листа епіламом збільшує глибину лунки на 30 %, що суттєво перебільшує вимоги ВОСВ (9,7 мм). Крім цього, після такої обробки при штампуванні зменшується коефіцієнт тертя між листом і пуансоном, що призводить до підвищення стійкості штампової оснастки. Технічний результат, що досягається при застосуванні заявленого способу епіламування: - завдяки утворенню мономолекулярної плівки фторПАВ заліковуються поверхневі дефекти і набагато зменшується можливість виникнення концентраторів напружень, які можуть стати джерелом зародження руйнування; - у порівнянні з найближчим аналогом спосіб значно простіший, не потребує ніякого спеціального обладнання і може бути з успіхом застосований на будь-якому машинобудівному або ремонтному підприємстві; - плівка, яка утворюється після епіламування, покращує якість поверхні, що дозволяє отримати більш привабливий вигляд готового продукту, наприклад, кузовних деталей автомобілів. Враховуючи поширення холодного штампування в сучасному виробництві, отримані результати при практичному використанні принесуть значний економічний ефект. Відмітні ознаки рішення, що заявляється, знаходяться у причинно-наслідковому зв'язку з вирішенням поставленої задачі і технічним результатом, який може бути досягнутий при впровадженні його у виробництво. Саме при зазначених температурах епіламування 50-55º С відбувається заліковування поверхневих дефектів, а великий внесок поверхневого шару при А > 1 забезпечує пластифікацію листа. 2 UA 114635 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Спосіб поверхневої обробки листа з холоднокатаної тонколистової сталі, який включає енергетичну дію іншим за сталь матеріалом, спрямовану на його поверхню, який відрізняється тим, що цією дією є гаряче нанесення на очищену та знежирену поверхню сталевого листа покриття нанорозмірної плівки з розчину епіламу будь-якої марки шляхом занурювання цього листа в розчин епіламу при температурі 50-55 °C на 10-20 хвилин з наступною термофіксацією при температурі 110-120 °C протягом 40-60 хвилин. 10 Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3