PL223340B1

PL223340B1 - Sposób rozdrobnienia mikrostruktury w płaskich wyrobach walcowanych

Info

Publication number: PL223340B1
Application number: PL398794A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Stobrawa; Zbigniew Rdzawski; Wojciech Głuchowski; Justyna Domagała-Dubiel; Joanna Sobota; Krzysztof Marszowski; Zbigniew Drzyzga
Original assignee: Inst Metali Nieżelaznych
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2016-10-31
Also published as: PL398794A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdrobnienia mikrostruktury w płaskich wyrobach walcowanych.

Znane są metody wytwarzania materiałów metalowych o strukturze nano i/lub submikronowej, do których zaliczamy m.in. intensywne odkształcanie plastyczne (SPD - ang. Severe Plastic Deformation).

Z amerykańskiego patentu US6895795 jest znana metoda wytwarzania przez przeciskanie przez kanał kątowy.

Amerykański patent US6399215 ujawnia metodę HPT, opisującą skręcanie materiałów pod wysokim ciśnieniem, natomiast patent US6399215 - metodę CEC cyklicznego wyciskania ściskającego.

Z kolei zgłoszenie patentowe US20090126444 opisuje metodę skumulowanego odkształcenia MaxStrain.

Z opisu patentowego WO 0183129 jest znana metoda cyklicznego przeginania i prostowania (RCS - ang. repetitive corrugation and straightening), a także urządzenie do uzyskania ultradrobnoziarnistych materiałów poprzez walcowanie zestawem walców zębatych i płaskich. Kolejne przejścia na walcach zębatych i płaskich są realizowane dopóki nie zostanie osiągnięta wymagana twardość i wytrzymałość obrabianego materiału. Zgodnie z ujawnionym sposobem materiałem obrabianym była miedź wyżarzona w temperaturze 900°C przez 1 h. Drugi ujawniony w tym zgłoszeniu sposób rozdrobnienia mikrostruktury polega na ściskaniu elementu obrabianego między płytami bruzdowymi, a następnie płaskimi przy zadanym obciążeniu około 3 ton przez 10 sekund na całej długości elementu. Proces powtarzany jest dziesięciokrotnie. Średnia wielkość ziarna jest rozdrobniona z 765 gm do około 480 nm. Mikrotwardość z 678 ± 8 MPa wzrasta do 1359 ± 9 MPa. Problemem pozostaje jednak uzyskanie wymaganej jednorodności mikrostruktury.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu rozdrobienia mikrostruktury w płaskich w yrobach walcowanych, w którego wyniku, za pomocą naprzemiennego cyklicznego przeginania (w walcach bruzdowych i zębatych) i prostowania (w walcach płaskich), uzyskane zostaną płaskie materiały o jednorodnej ultradrobnej i/lub nanometrycznej strukturze.

Zgodny z wynalazkiem sposób rozdrobnienia mikrostruktury w płaskich wyrobach walcowanych charakteryzuje się tym, że walcowaną taśmę przegina się w walcarce na walcach zębatych prostopadle do kierunku walcowania, prostuje się na walcach płaskich, a następnie przegina się na walcach bruzdowych i ponownie prostuje się na walcach płaskich, a tak opisany cykl powtarza się nie mniej niż dwa razy, przy czym taśmę pomiędzy cyklami każdorazowo odwraca się o 180°.

W innej odmianie realizacji sposób rozdrobnienia mikrostruktury w płaskich wyrobach walcow anych charakteryzuje się tym, że walcowaną taśmę przegina się w walcarce na walcach zębatych prostopadle do kierunku walcowania, a następnie przegina się na walcach bruzdowych, a tak opisany cykl powtarza się nie mniej niż dwa razy, przy czym taśmę pomiędzy cyklami każdorazowo odwraca się o 180°. Taśmy z miedzi, mosiądzu oraz brązu poddane naprzemiennemu procesowi cyklicznego przeginania i prostowania charakteryzują się rozdrobnieniem mikrostruktury. Opisany cykl przeginania i prostowania jest powtarzany aż do uzyskania wielkości ziaren nie większych niż 1 gm.

Sposób złożonego cyklu naprzemiennego przeginania i prostowania, obejmującego przeginanie na walcach zębatych, prostowanie na walcach płaskich, przeginanie na walcach profilowych i pono wne prostowanie na walcach płaskich jest ciągła, nie ma ograniczeń w zakresie długości obrabianego materiału, a uzyskana struktura jest jednorodna. Mikrostruktura taśm charakteryzuje się drobnoziarnistą strukturą o wielkości ziaren w zakresie 50-300 nm rozdzielonych wysokokątowymi granicami ziaren. Wywołany w taśmie złożony stan naprężeń i odkształceń przyczynia się do obniżenia siły walc owania umożliwiający intensyfikację tegoż procesu, a także ograniczenie konieczności stosowani a międzyoperacyjnej obróbki cieplnej.

P r z y k ł a d I

Taśmy z miedzi - Cu, mosiądzu - CuZn36 i brązu - CuSn6 zostały wyżarzone w temperaturze 550°C przez 1 godzinę. Średnia wielkość ziaren zawierała się w przedziale 5,5-23 gm. W walcarce taśma kolejno jest przeginana na walcach zębatych prostopadle do kierunku walcowania, prostowana na walcach płaskich, przeginana na walcach bruzdowych i prostowana na walcach płaskich. Tak opisany cykl jest powtarzany 10 krotnie, przy czym taśmę pomiędzy cyklami każdorazowo odwraca się o 180°.

PL 223 340 B1

P r z y k ł a d II

Taśmy z miedzi - Cu, mosiądzu - CuZn36 i brązu - CuSn6 zostały wyżarzone w temperaturze 550°C przez 1 godzinę. Średnia wielkość ziaren zawierała się w przedziale 5,5-23 ąm. W walcarce taśma kolejno jest przeginana na walcach zębatych prostopadle do kierunku walcowania, a następnie przeginana na walcach bruzdowych. Tak opisany cykl jest powtarzany 10 krotnie, przy czym taśmę pomiędzy cyklami każdorazowo odwraca się o 180°.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób rozdrobnienia mikrostruktury w płaskich wyrobach walcowanych, znamienny tym, że walcowaną taśmę przegina się w walcarce na walcach zębatych prostopadle do kierunku walcowania, prostuje się na walcach płaskich, a następnie przegina się na walcach bruzdowych i ponownie prostuje się na walcach płaskich, a tak opisany cykl powtarza się nie mniej niż dwa razy, przy czym taśmę pomiędzy cyklami każdorazowo odwraca się o 180°.
2. Sposób rozdrobnienia mikrostruktury w płaskich wyrobach walcowanych, znamienny tym, że walcowaną taśmę przegina się w walcarce na walcach zębatych prostopadle do kierunku walcowania, a następnie przegina się na walcach bruzdowych, a tak opisany cykl powtarza się nie mniej niż dwa razy, przy czym taśmę pomiędzy cyklami każdorazowo odwraca się o 180°.