RU1790477C - Способ изготовлени сварочной проволоки с антикоррозийным металлическим покрытием - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к изготовлению сварочной проволоки с антикоррозийным металлическим покрытием методом волочени  и может быть использовано в метизном производстве. Способ заключаетс  в волочении и термообработке заготовки, декапировании . нанесении покрыти , промывке и обжатии заготовки с покрытием. На поверхность заготовки нанос т покрытие толщиной 50 - 0,5 KiK2(RZK + Rzo dlt do -). где Ki коэффициент , учитывающий уплотнение материала покрыти  при обжатии; Кг - коэффициент изменени  толщины покрыти ; Rzo - высота микронеровностей на поверхности основного материала (под покрытием ): Я/к высота микронеровностей на поверхности готовой проволоки, do - диаметр заготовки; d - диаметр готовой проволоки , при этом минимальное обжатие заготовки с покрытием на стане многократного волочени  определ ют сучётбм величины допускаемых отклонений от ее размера. Ј Ј

Description

Изобретение относитс  к способу изготовлени  сварочной проволоки с антикоррозийным металлическим покрытием и может быть использовано в метизном производстве . , .. . ., / . .

Известен способ изготовлени  сварочной проволоки с антикоррозийным металлическим покрытием, включающий волочение и термообработку заготовки, декапирова- ние, нанесение покрыти  на заготовку, промывку и калибровку с обжатием .1-5% заготовки с покрытием.

Нанесение покрыти  на ЗаготОЁку про- извод т без учета ее геометрии и шероховатости . Шероховатость R/ калибрующей и рабочей поверхности волоки, допускающа  дальнейшую ее эксплуатацию без травмировани  поверхности заготовки при обжатии , составл ет 0,4 мкм и при толщине покрыти  0,4 мкм возможно локальное нарушение сплошности покрыти , возникающее при совпадении или близком располо- жении вершин микронеровностей на стальной основе под материалом покрыти  и вершинами микронеровностей на рабочей и калибрующей част х волоки. Нарушение сплошности покрыти  приводит к точечной коррозии на поверхности проволоки. При калибровке проволоки в волоке возможно прохождение овальной проволоки (заготовки ), изготовленной в пределах допускаемых размеров, в овальной волоке, изготовленной также в пределах допускаемых размеров , с взаимно перпендикул рной

i

I

VI VI

CJ

ориентацией больших осей овалов заготовки и волоки. При критической степени деормации , когда размер по малой оси овала заготовки буде равен размеру по большой оси овала калибрующей части волоки, про- исходит разрыв масл ного клина между заготовкой и волокой, привод щей к металлическому контакту между заготовкой и волокой и последующему соскабливанию материала покрыти  с заготовки, т.е. к зональному полосчатому нарушению сплошности покрыти  в зонах металлического контакта. При степени деформации меньше критической ширина полосы с нарушением сплошности покрыти  увеличиваетс . При степени деформации больше критической обеспечиваетс  сплошно сть покрыти  проволоки . Так, допуск на размерi при нормальной точности на Проволоку диаметром 4 и 1 мм собтавл ет 0,08 и 6,06 мм соответственно . При-этом критическа  степень деформации соответственно составл ет 4 и 11,64%. Когда стё пёйь деформ ации меньше или равна ук азанЙЬй ,: происх 6дит нарушение сплошности НШр ы тШ заготовки. Кроме того , калибро вкасЪб жатием 1-1,5% не позвол ет с достаточной степенью уплотнить материал покрыти , в котором остаютс  поры ,  вл ющиес  носител ми воды и кислорода , что отрицательно сказываетс  на коррозийной стойкости проволоки.

Известен также.способ изготовлени  проволоки с металлическим покрытием, включающий волочение заготовки, отжиг в контролируемой атмосфере, декапирова- ние,налесение покрыти , промывку и обжатие заготовки с покрытием.

Способ предназначен дл  производства металлокорДа с латунным покрытием , он включает последовательное нанесение медного и цинкового слоев с последующей термодиффузией и образованием латунного покрыти . После обжати , на станке многократного волочени  толщина покрыти  готовой проволоки, Определ ема  адгезионнымй свойствами покрыти , составл ет « 0,3 мкм. Суммарное обжатие заготовки с покрытием 96%, единичные обжати  16-18%.

Однако толщийа покрыти  готовой про- волоки не гарантирует сплошность покры- ти  из-за того, что возможно локальное нарушение наружного покрыти , возникающее при совпадении или близком расположении вершин микронеровностей на стальной основе под материалом покрыти  и вершинами микронеровностей на поверхности покрыти  или на рабочей или калибрующей част х волоки, Кроме того, примен емые обжати  недостаточны при

малых диаметрах дл  обеспечени  волочени  без разрыва масл ной пленки между .проволокой и волокой, что приводит к нарушению сплошности покрыти . Толщина покрыти  и степень единичной деформации выбираютс  без учета шероховатости поверхности и точности проволоки, Так, при чистовом волочении на размер 0,15 мм (допуск на размер при нормальной точности

0.035 мкм) критическа  степень деформации составл ет 41,2%, при повышенной точности проволоки.

Критическа  степень деформации значительно больше примен емой на практике

степени деформации 16%, поэтому при волочении возможно нарушение сплошности покрыти .

Сущность изобретени  заключаетс  в том. что на поверхность заготовки нанос т покрын

тие толщиной60 - 0.5KvK2 (RZK + RZO T-) 0).

;.;... .-. .;-.. ..--.. : do

где KI - коэффициент, учитывающий уплотнение материала покрыти  при обжатии; Кг - коэффициент изменени  толщины покрыти ; RZo - высота микронеровностей на поверхности основного материала (под покрытием ), мкм; RZR - высота микронеровностей на поверхности готовой проволоки,

мкм; do - диаметр заготовки, мм; dK - диаметр готовой проволоки, мм, при этом заготовку с покрытием подвергают волочению с единичными минимальными обжати ми Э| в одной волоке I, равными

ф к -i -(Др -ДГ-1 )2

-к- - ; 1- Г2- -ди-м (2),

di-i Ldi-i J

где К - коэффициент пропорциональности;

ДГ - верхнее отклонение допуска на размер I - волоки, в которой происходит обжатие;

Дн- 1 - нижнее отклонение допуска на размер (Ы)-й волоки, предыдущей той, в которой происходит обжатие, мм; di-i - диаметр (Ы)-волоки, мм.

На фиг, 1 представлена схема волочени  проволоки в волоках на стане многократного волочени  (продольное сечение); на фиг. 2 и фиг. 3 - высота микронеровно- стей на заготовке и на проволоке; на фиг. 4 -схема нарушени  масл ного клина; на фиг. 5 - график допускаемых отклонений размеров на изготовление проволоки; на фиг. 6 - график допускаемых минимальных обжатий ( в , %) при одинаковой точности изготовлени  проволоки различных диаметров (0- 10,0 мм)..

Способ изготовлени  сварочной проволоки с антикоррозийным металлическим покрытием осуществл ют следующим образом. Заготовку дл  сварочной проволоки подвергают предварительному волочению на определенный диаметр, затем очищают от технологической смазки, подвергают термообработке дл  сн ти  остаточных напр жений и наклепа, возникших при волочении. После этого заготовку декапируют (травление, обычно в водном растворе кислоты), промывают в ваннах с проточной водой дл  удалени  продуктов травлени  и остатков кислоты на поверхности заготовки. На очищенную от окалины поверхность заготовки нанос т антикоррозионное металлическое покрытие, например медное, гальваническим способом, после чего заготовку промывают в воде дл  удалени  остатков солей с поверхности проволоки . Обезжиривание, термообработку, декапирование, нанесение антикоррозийного металлического покрыти  и промывку заготовки производ т непрерывно в нитку.

Заготовку 1 диаметром d обжимают на стане многократного волочени  дл  обеспечени  плотного антикоррозийного покрыти  2 толщиной дк на поверхности проволоки. Толщину покрыти  2 на заготовке 1 можно изменить, измен   скорость прохождени  заготовки через ванны гальванизации , плотность тока и концентрацию рабочего раствора. Толщину покрыти  регулируют в зависимости от шероховатости заготовки RZo перед нанесением покрыти 

(см.фиг. 2), величины обжати  заготовки и чистоты поверхности готовой проволоки RZK (см.фиг. 3) по зависимости (1), где Ki 1,01-1,02 (установлен экспериментально при гальваническом нанесении меди и зависит от условий осаждени  металла и величины обжати ), К2 1,1-5 (нижнее значение К2 1.1 обусловлено-наличием минимальной толщины покрыти  между впадинами микронеровностей стальной основы проволоки под покрытием; верхнее значение «2 5 обусловлено ограничением расхода материала покрыти , а также прочностью сцеплени  покрыти  со стальной основой). Величина RZK зависит от класса чистоты обработки рабочей и калибрующей поверхности волоки, материала волоки, величины обжати , угла рабочей части волоки, рабочей смазки, а величина RZo - от класса чистоты обработки инструмента дл  волочени , условий волочени , рабочей смазки, качества поверхности заготовки

после декапировани . Отношение

gJL do

означает изменение высоты микронеровностей при обжатии.

5Обжатие заготовки 1 с покрытием 2 (см.фиг. 1) с диаметра d0 на диаметр dK осуществл ют с единичным обжатием в каждой волоке 3. При волочении между покрытием 2 заготовки 1 и рабочей и калибрующей по0 верхност ми волоки 3 образуетс  масл ный клин 4, предотвращающий непосредственный контакт материала покрыти  2 заготовки 1 и волоки 3. Одним из условий наличи  масл ного клина 4 между покрытием 2 заго5 товки 1 и волокой 3  вл етс  возможность обжати  заготовки в волоке по всему ее периметру . Заготовка 1 с покрытием 2. а также рабоча  и калибрующа  части волоки 3 не имеют идеального круглого сечени , а от0 клонени  от правильной геометрической формы (овальность) обусловлены допусками на изготовление поволоки согласно стандартам . В св зи с этим возникает возможность расположени  в одной плоскости

5 большей оси волоки 3 и малой оси ai-ai заготовки 1 (см.фиг. 4). При совпадении расположений этих осей возникают возможность разрушени  масл ного клина 4. При этом образуютс  зоны 5 металлического

0 контакта между покрытием 2 заготовки 1 и волокой 3. Металлический контакт приводит к нарушению сплошности покрыти  на поверхности заготовки. При этом обжатие в каждой волоке определ ют из выражени 

5 (2), где К 1-10. Нижнее значение К 1 обусловлено совпадением малой оси ai-ai заготовки 1 с покрытием 2 и большой оси- а2-а2 волоки 3 и определ ет минимальную величину единичного обжати . Верхнее зна0 чение К 10 определ етс  максимальной величиной обжати , обусловливающей волочение без обрывов и нарушени  покрыти . Обычно максимальные единичные обжати  при многократном волочении

5 составл ют 25-30%. При этом большие значени  коэффициента К соответствуют большим диаметрам заготовки. .

В соответствии с обжатием в одной во- . локе 01, рассчитанным из выражени  (2), и

0 графиком допускаемых отклонений на изготовление проволоки согласно стандартам дл  различной точности изготовлени  (см.фиг. 5) составлены кривые минимальных величин обжати  0 (см,фиг. 6) дл  различ5 ных диаметров проволоки (0-10 мм). При этом горизонтальна  лини  б (см. фиг. 5) с допускаемым отклонением на размер, равным 0, отображает верхнее отклонение на изготовление проволоки, а ступенчатые линии 7, 8. 9 отображают нижнее отклонение на изготовление проволоки соответственно дл  высокой, повышенной и нормальной точности. Заштрихованна  область 10 отображаетдопускаемые отклонени  на изготовление сварочной проволоки диаметром 0.6-5 мм. Крив.ые линий 11, 12, 13 (см. фиг. 6) соответствуют нормальной, повышенной и высокой точности изготовлени . Видно, что при малых диаметрах проволоки Минимальные допустимые обжати  значительно выше, чем при больших диаметрах сварочной проволоки.

Пример, Заготовка из стали марки св. 08Г2С диаметром d0 1.6 мм после декапи- ровани  имеет шероховатость поверхности Rz 1,6 мм. Заготовку прот гивают, на диаметр 0,6 мм. Чистота поверхности готовой Проволоки RZK 0,4 мкм, при этом исходна  толщина покрыти  при Ki 1,01 и К2 1.1 будет равна 0,56 мкм. Суммарное обжатие при этом составл ет 86%. ;;

Единичные обжати  6| при нормальной точности на изготовление не должны быть .меньше величины 0 , определ емой линией 11 (см.фиг. 6). Так, минимальна  величина чистового обжати  на диаметр 0,6 мм не должна быть менее 13:5%. При этом минимальным размером заготовки дл  проволоки диаметром 0,6 мм  вл етс  проволока

с диаметром 0.645 мм и допуском на изготовление Qfyje (лини  9, фиг, 5).

При обжатии той же проволоки на диа- метр dK 1,2 мм при Ki 0,01 и К2 1.1 исходна  толщина покрыти  на заготовке составит 0,89 мкм, а суммарное обжатие 44%. Единичное обжатие (©I) при нормальной точности изготовлени  не должно быть меньше величины (в), равной 10%, определ емой линией 11 (см.фиг. 6). Максимальный диаметр заготовки равен 1,26 мм с допуском

на изготовление 006 ЛИНИЯ - Фиг- 5)При ухудшении чистоты поверхности заготовки волоки подлежат замене на новые либо на заготовку необходимо нанести более толстый слой покрыти , ; Использование указанного способа изготовлени  сварочной проволоки с учетом класса чистоты обработки волок и шероховатости поверхности заготовки перед нанесением покрыти , уплотнени  материала покрыти  при обжатии, а также минимальных допустимых единичных обжатий позвол ет установить оптимальную величину толщины покрыти  с сохранением его сплошности при волочении, что повышает качество проволоки. Промышленное изготовление сварочной проволоки по данному способу позволит снизить выпуск проволоки 2-го сорта в 5-10 раз и приблизить выход годного к 100%.

Формула йзобpeteни  

Способ изготовлени  сварочной проволоки с антикоррозийным металлическим пО- крьТт ием Г включающий волочение и термообработку заготовки, декапйрование, нанесение покрыти , промывку и обжатие заготовки с покрытием, отличающийс  тем, что на поверхность заготовки нанос т покрытие толщиной, равной

(5o 0.5KiK2(RzK + Rz0

где

толщина покрыти :

Ki - коэффициент/учитывающий уплотнение материала покрыти  при обжатии;

Ка - коэффициент изменени  толщины покрыти :

RZO высота микронеровностей на поверхности основного материала заготовки (под покрытием);

R2K - высота микронеровностёй на поверхности готовой проволоки;

do - диаметр заготовки с покрытием;

dK - диаметр готовой проволоки, при этом минимальное обжатие заготовки с покрытием в волоке определ ют с учетом величины допускаемых отклонений от ее размера.

HonpotweHUQ болочёйи  Фиг.1

о

Фиг 2

-, : .- -.-..: - .. . . . : . .

-:::-- ;; ..;Vf.; -;:... -.;

- :.:;. . ;:;v-N,

- /v m%i ; //:;, : .,

.-. ™

J : -.;-V Ч. I . . ....;«.« - . -..

.. : . :( . . .- -, . - - t. -.

. ..-.: ,- . , ,-... -X.;

.. .:- /... .. .

:,;;;,:r.-.-- .. . --.. ;

(pus. 6