RU180709U1 - MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING - Google Patents
MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING Download PDFInfo
- Publication number
- RU180709U1 RU180709U1 RU2017143238U RU2017143238U RU180709U1 RU 180709 U1 RU180709 U1 RU 180709U1 RU 2017143238 U RU2017143238 U RU 2017143238U RU 2017143238 U RU2017143238 U RU 2017143238U RU 180709 U1 RU180709 U1 RU 180709U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- layers
- layer
- workpiece
- manufacture
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 25
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 21
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 30
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005304 joining Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 80
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 46
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 19
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к производству биметаллических заготовок и многослойных пакетов под горячую прокатку и может быть использована в металлургической промышленности, энергомашиностроении, нефтегазостроении, в производстве атомного и нефтехимического оборудования и машиностроении при изготовлении металлических листов или заготовок из разнородных материалов, в том числе крупногабаритных. Биметаллическая заготовка предназначена для изготовления ответственных композиционных деталей из трудносвариваемых материалов, например, для соединения низколегированных сталей со средне- и высоколегированными сталями, а также для получения толстолистового горячекатаного проката из, например, высокопрочных и/или коррозионно-стойких сплавов и сталей.The utility model relates to the production of bimetallic billets and multilayer packages for hot rolling and can be used in the metallurgical industry, power engineering, oil and gas, in the production of nuclear and petrochemical equipment and engineering in the manufacture of metal sheets or billets from dissimilar materials, including bulky materials. The bimetallic billet is intended for the manufacture of critical composite parts from difficult to weld materials, for example, for joining low alloy steels with medium and high alloy steels, as well as for producing hot rolled plate from, for example, high strength and / or corrosion-resistant alloys and steels.
Description
Полезная модель относится к производству биметаллических заготовок и многослойных пакетов под горячую прокатку и может быть использована в металлургической промышленности, энергомашиностроении, нефтегазостроении, в производстве атомного и нефтехимического оборудования, и машиностроении при изготовлении металлических листов или заготовок из разнородных материалов, в том числе крупногабаритных.The utility model relates to the production of bimetallic billets and multilayer packages for hot rolling and can be used in the metallurgical industry, power engineering, oil and gas, in the production of nuclear and petrochemical equipment, and engineering in the manufacture of metal sheets or billets from dissimilar materials, including bulky materials.
Биметаллическая заготовка предназначена для изготовления ответственных композиционных деталей из трудносвариваемых материалов, например, для соединения низколегированных сталей со средне- и высоколегированными сталями, а также для получения толстолистового горячекатаного проката из, например, высокопрочных и/или коррозионно-стойких сплавов и сталей.The bimetallic billet is intended for the manufacture of critical composite parts from difficult to weld materials, for example, for joining low alloy steels with medium and high alloy steels, as well as for producing hot rolled plate from, for example, high strength and / or corrosion-resistant alloys and steels.
Из уровня техники известно изобретение «Пакет для изготовления полого многослойного ячеистого изделия способом диффузионной сварки и сверхпластической формовки», RU 2570714, опубл. 10.12.2015, МПК В23K 20/18, В23K 101/02, B21D 26/02, состоящий из трех заготовок, совмещенных друг с другом с образованием между ними рабочей полости и содержит соединительный элемент для сообщения рабочей полости с системой подачи газа под давлением. Изобретение позволяет создание пакета, который обеспечивает высокое качество изготавливаемого из него полого многослойного ячеистого изделия. Однако он предназначен для изготовлении полых многослойных ячеистых изделий путем диффузионной сварки и сверхпластической формовки и не решает задачи надежного сцепления слоев, один из которых плакирующий для последующей прокатки заготовки. Кроме того, используют диффузионную сварку, а не сварку в среде аргона, кроме того, требует глубокого вакуума между слоями глубиной примерно ~103 Па, что усложняет конструкцию и изготовление заготовки, требуя сложной системы подачи газа при формовке.The prior art invention is known "Package for the manufacture of a hollow multilayer cellular product by diffusion welding and superplastic molding", RU 2570714, publ. 12/10/2015, IPC B23K 20/18, B23K 101/02, B21D 26/02, consisting of three workpieces combined with each other to form a working cavity between them and contains a connecting element for communicating the working cavity with the gas supply system under pressure. The invention allows the creation of a package that provides high quality made from it of a hollow multilayer cellular product. However, it is intended for the manufacture of hollow multilayer cellular products by diffusion welding and superplastic molding and does not solve the problem of reliable adhesion of layers, one of which is clad for subsequent rolling of the workpiece. In addition, diffusion welding is used, and not welding in argon, in addition, it requires a deep vacuum between layers with a depth of about ~ 10 3 Pa, which complicates the design and manufacture of the workpiece, requiring a complex gas supply system during molding.
Известно изобретение «Способ изготовления многослойных панелей», патент RU 2024376, опубл. 15.12.1994, МПК В23K 20/14, заготовку собирают вместе с обшивками в пакет с установкой в технологической зоне газоподводящих трубок, после чего формуют с подачей рабочей среды между листами обшивок и наполнителем. Позволяет повысить качество диффузионного соединения из-за гарантированного отвода рабочей среды. Однако не предназначена для прокатки листов. Предназначена для изготовления методом совмещенного процесса сверхпластической формовки и диффузионной сварки сложнопрофильных изделий. Не может обеспечить вытеснения газа при изменении объема без дополнительных средств откачки, что не может гарантировать полный вывод газа из-за возможного перекрытия путей отвода. При прокатке это приведет к появлению пузырей из-за отсутствия прочного сцепления слоев.The invention is known "Method for the manufacture of multilayer panels", patent RU 2024376, publ. 12/15/1994, IPC B23K 20/14, the workpiece is assembled together with the casing in a bag with the installation of gas supply tubes in the technological zone, and then formed with a working medium between the casing sheets and the filler. Allows you to improve the quality of the diffusion connection due to the guaranteed removal of the working environment. However, it is not intended for rolling sheets. Designed for the manufacture by the combined process of superplastic forming and diffusion welding of complex products. It cannot provide gas displacement when the volume changes without additional pumping means, which cannot guarantee a complete gas outflow due to possible blocking of the exhaust paths. When rolling, this will lead to the appearance of bubbles due to the lack of strong adhesion of the layers.
Известно изобретение «Биметалл повышенной прочности и способ его изготовления», патент RU 2315697, опубл. 27.01.2008, МПК В32B 15/01, В23K 20/08, в котором два различающихся по твердости металла соединены сваркой взрывом, по боковой поверхности выступов металлы соединены сваркой плавлением через металлическую прослойку, воздействуют давлением, которое создают в результате подрыва, а до подрыва заряда между соединяемыми металлами помещают тонкую металлическую прослойку и сваркой взрывом мягкий металл соединяют с прослойкой, а затем осуществляют соединение прослойки с поверхностью твердого металла. Позволяет использовать для изготовления ответственных композиционных деталей из трудносвариваемых материалов, например, для соединения твердых сталей с низкоуглеродистыми, а также толстолистовых и высокопрочных алюминиевых сплавов со сталью, легкоплавких металлов с тугоплавкими. Однако данная технология не предназначена для прокатки, что приводит, особенно при первом усилии, происходящем в первый момент захвата прокатными валками, поэтому для технологии прокатки толстолистовых сталей не голдится, т.к. не получают неразъемное соединение, вдоль сварной поверхности могут развиваться трещины, что вызовет расслоение биметалла, прочная связь металлов по контактным поверхностям отсутствует.The invention is known "Bimetal increased strength and method of its manufacture", patent RU 2315697, publ. 01/27/2008, IPC B32B 15/01, B23K 20/08, in which two metals differing in hardness are connected by explosion welding, on the lateral surface of the protrusions the metals are connected by fusion welding through a metal interlayer, they are affected by the pressure that they create as a result of undermining, and before undermining charge between the joined metals is placed a thin metal layer and explosion welding the soft metal is connected to the layer, and then connect the layer with the surface of the solid metal. Allows you to use for the manufacture of critical composite parts from difficult to weld materials, for example, for joining hard steels with low carbon, as well as plate and high strength aluminum alloys with steel, low-melting metals with refractory. However, this technology is not intended for rolling, which results, especially with the first effort occurring at the first moment of capture by the rolling rolls, therefore, it is not gold-plated for the technology for rolling plate steel, because they do not receive an integral connection, cracks can develop along the welded surface, which will cause the separation of bimetal, there is no strong bond of metals along the contact surfaces.
Известно изобретение «Способ получения крупногабаритных плакированных листов», патент RU 2225781, опубл. 20.03.2004, МПК В23K 20/04, в котором перед сваркой пакета по периметру выполняют подслой ручной дуговой сваркой с последующей продувкой пакета инертным газом, заневоливание плакирующего слоя и нагрев под прокатку совмещают с отпуском сварного шва пакета. Способ используют при получении крупногабаритных плакированных металлических листов из герметичных сварных несимметричных пакетов. Позволяет достичь повышения однородности и прочности сцепления основного и плакирующих слоев и уменьшения отходов биметалла, связанных с локальными отслоениями плакировки, в том числе по кромкам готового проката. Однако не решает задачу отсутствия или использования сварочных зазоров между слоями, что приводит к неравномерности сцепления, появлению отдельных несплавлений по площади и по кромкам, образованию локальных отслоений плакировки вследствие разрушения технологического сварного соединения пакета.The invention is known "A method of producing large clad sheets", patent RU 2225781, publ. 03/20/2004, MPK B23K 20/04, in which, before welding the bag around the perimeter, perform a sublayer by manual arc welding followed by blowing the bag with inert gas, covering the clad layer and heating for rolling are combined with the tempering of the bag weld. The method is used to obtain large clad metal sheets from sealed welded asymmetric packages. It allows to increase the uniformity and adhesion of the main and cladding layers and reduce bimetal waste associated with local delamination of the cladding, including along the edges of the finished product. However, it does not solve the problem of the absence or use of welding gaps between the layers, which leads to uneven adhesion, the appearance of individual non-fusion along the area and edges, the formation of local delamination of the cladding due to the destruction of the welded joint of the package.
Известно изобретение «Способ изготовления плакированного металлического листа», патент RU 2421312, опубл. 20.06.2011, МПК В23K 20/08, В23K 20/04, В32B 7/04, в котором пакет составлен из, по меньшей мере, одного слоя основного и, по меньшей мере, одного слоя плакирующего металла, слои металла сварены взрывом с относительной деформацией пакета 1,3-12%, равной отношению величины сжатия пакета до и после взрыва, контактные поверхности зачищены, по всему контуру сопряжения основного и плакирующего слоев выполнено усиление линии сцепления сваркой. Изобретение позволяет снизить влияние усилия сдвига в первый момент захвата прокатными валками на плакированный слой, удалить и/или блокировать концентраторы напряжений, сформированные непроварами по околокромочной линии сопряжения. Однако не позволяет получить качественный толстолистовой прокат из многослойных заготовок, представляющих собой пакет из «трудносвариваемых» металлов, а также снизить критичность к режиму нагрева перед прокаткой с обеспечением надлежащего качества сцепления слоев. Кроме того, при больших толщинах биметалла в заготовке с применением крупногабаритных подпродуктов основного металла, вокруг диффузионного слоя возникает зона охрупчивания основного металла, что также не решено.The invention is known "A method of manufacturing a clad metal sheet", patent RU 2421312, publ. 06/20/2011, IPC B23K 20/08, B23K 20/04, B32B 7/04, in which the package is composed of at least one layer of the main and at least one layer of clad metal, the metal layers are explosion-welded with a relative the deformation of the package 1.3-12%, equal to the ratio of the compression value of the package before and after the explosion, the contact surfaces are cleaned, along the entire contour of the interface of the main and cladding layers, the adhesion line is strengthened by welding. The invention allows to reduce the influence of shear at the first moment of capture by the rolling rolls on the clad layer, to remove and / or block stress concentrators formed by lack of fusion along the near-edge interface line. However, it does not allow to obtain high-quality plate products from multilayer billets, which are a package of “difficult to weld” metals, and also to reduce criticality to the heating mode before rolling, ensuring the proper adhesion of the layers. In addition, with large thicknesses of bimetal in the workpiece using large-sized subproducts of the base metal, an embrittlement zone of the base metal arises around the diffusion layer, which is also not solved.
Известно изобретение «Способ вакуумирования многослойных пакетов под прокатку и устройство для его осуществления», патент RU 2277464, опубл. 10.06.2006, МПК В23K 20/04, в котором многослойный пакет под прокатку, имеет межконтактный зазор основного металла и плакирующего слоя, осуществлена герметизация зазора по периферии плакируемого слоя и имеется стальная трубка, приваренная к пакету вакуумно-плотным швом и становленная в горизонтальном отверстии, просверленном в основной заготовке, находящейся в контакте с плакирующим слоем, а в основной заготовке выполнено встречное вертикальное отверстие. Позволяет повысить надежность сцепления металлов при производстве плакированных листов методом пакетной прокатки за счет подачи нейтрального газа в пакет. Однако существенно усложняет процесс изготовления заготовки, т.к. требует создания вакуума и сохранения вакуума в пакете, т.к. в сварочном зазоре разницы давлений недостаточно для прижатия плакирующего листа. Кроме того, при установленной стальной трубке для отсоса воздуха, установленной в отверстии основной заготовки, находящейся в контакте с плакирующим слоем, не обеспечивается сохранение инертного газа в процессе нагрева под прокатку. В связи с этим не достигается упрочнения сплавленных слоев или слоев, соединенных в результате прокатки многослойной заготовки при прокатке.The invention is known "Method of evacuation of multilayer bags for rolling and a device for its implementation", patent RU 2277464, publ. 06/10/2006, IPC B23K 20/04, in which the multilayer bag for rolling has an intercontact gap of the base metal and the cladding layer, the gap is sealed around the periphery of the clad layer and there is a steel tube welded to the bag with a vacuum-tight seam and installed in a horizontal hole drilled in the main preform in contact with the cladding layer, and a counter vertical hole is made in the main preform. It improves the adhesion of metals in the production of clad sheets by the method of batch rolling due to the supply of neutral gas in the package. However, it significantly complicates the process of manufacturing the workpiece, because requires creating a vacuum and maintaining the vacuum in the package, as in the welding gap, the pressure difference is not enough to press the clad sheet. In addition, when a steel tube for air suction is installed, which is installed in the opening of the main billet in contact with the cladding layer, the inert gas is not maintained during heating for rolling. In this regard, hardening of the fused layers or layers connected as a result of rolling a multilayer workpiece during rolling is not achieved.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является полезная модель «Биметаллическая заготовка», патент RU 84763, опубл. 20.07.2009, МПК В23K 20/04, В23K 20/08, в которой содержится по меньшей мере, один слой основного металла, по меньшей мере, один слой плакирующего металла и промежуточный диффузионный слой между ними, образованный путем горячей прокатки заготовки за счет сварки слоев основного и плакирующего металлов взрывом, предшествующей горячей прокатке заготовки, и содержит сварочный шов, выполненный по всему контуру сопряжения слоев. Относится к производству биметаллических заготовок и многослойных пакетов под горячую прокатку. Позволяет повысить прочность сцепления слоев, снижение влияния кратности и режимов деформации заготовки к конечному листу на качество сцепления слоев, а также снижение влияния усилия сдвига на плакированный слой в первый момент захвата прокатными валками. Однако имеет ограниченные возможности, поскольку позволяет использовать плакирующий слой только при изготовлении многослойных заготовок, состоящих из сопоставимых по твердости и химическому составу материалов. Одновременно не позволяет получить качественный толстолистовой прокат из многослойных заготовок, представляющих собой пакет из «трудносвариваемых» металлов, а также снизить критичность к режиму нагрева перед прокаткой с обеспечением надлежащего качества сцепления слоев. Так при воздействии взрывом на плакирующий и основной слои металла, температурное воздействие и повышенное давление, приводят к образованию в основном металле зон охрупчивания в результате в стали повышенного процента углерода, что приводит к росту мартенситного зерна. Кроме того, при больших толщинах плакирующего металла и основного металла существенно возрастает вероятность возникновения зон непровара, как при изготовлении заготовки, так и в процессе прокатки, это негативно сказывается на прочности сцепления слоев.Closest to the claimed technical solution is the utility model "Bimetal billet", patent RU 84763, publ. 07/20/2009, IPC B23K 20/04, B23K 20/08, which contains at least one layer of base metal, at least one layer of clad metal and an intermediate diffusion layer between them, formed by hot rolling of the workpiece by welding layers of the base and clad metals by the explosion preceding the hot rolling of the workpiece, and contains a weld made along the entire contour of the mating layers. It relates to the production of bimetallic billets and multilayer bags for hot rolling. It allows to increase the adhesion strength of the layers, reducing the influence of the multiplicity and deformation modes of the workpiece to the final sheet on the adhesion quality of the layers, as well as reducing the influence of shear on the clad layer at the first moment of capture by the rolling rolls. However, it has limited capabilities, since it allows the use of a cladding layer only in the manufacture of multilayer blanks, consisting of materials comparable in hardness and chemical composition. At the same time, it is not possible to obtain high-quality plate products from multilayer billets, which are a package of “difficult to weld” metals, and also to reduce criticality to the heating mode before rolling, ensuring the proper adhesion of the layers. So when exposed to an explosion on the cladding and the main layers of the metal, the temperature effect and increased pressure lead to the formation of embrittlement zones in the base metal, resulting in an increased percentage of carbon in steel, which leads to an increase in martensitic grain. In addition, with large thicknesses of the cladding metal and the base metal, the likelihood of a lack of penetration zones significantly increases, both in the manufacture of the workpiece and in the rolling process, this adversely affects the adhesion of the layers.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение качества горячего проката за счет более простой технологии сборки заготовки.The task to which the claimed technical solution is directed is to improve the quality of hot rolled products due to the simpler technology for assembling the workpiece.
В настоящее время требуется получить такие биметаллические заготовки, которые бы позволили снизить влияние усилия сдвига на плакированный слой в первый момент захвата прокатными валками. Также в судостроении и нефтегазостроении возникает необходимость получить качественный толстолистовой прокат из многослойных заготовок, представляющих собой пакет из «трудносвариваемых» металлов.Currently, it is required to obtain such bimetallic workpieces that would reduce the influence of shear on the clad layer at the first moment of capture by rolling rolls. Also in shipbuilding and oil and gas industry there is a need to get high-quality plate products from multilayer billets, which are a package of "difficult to weld" metals.
При осуществлением горячекатаных листов необходимо добиться ослабления влияния кратности и режимов деформации заготовки при прокатке для получения конечного листа, а также критичности к режиму нагрева перед прокаткой с обеспечением надлежащего качества сцепления слоев. При этом необходимо снизить влияние усилия произошедшего в первый момент захвата прокатными валками, и, тем самым, предотвратить срыв плакирующего слоя при прокатке в первых проходах обжатий. Это, в конечном итоге, увеличит выход готовой продукции.In the implementation of hot-rolled sheets, it is necessary to reduce the influence of the multiplicity and deformation modes of the workpiece during rolling to obtain the final sheet, as well as criticality to the heating mode before rolling, ensuring the proper adhesion of the layers. In this case, it is necessary to reduce the influence of the force that occurred at the first moment of capture by the rolling rolls, and, thereby, to prevent the cladding layer from breaking during rolling in the first passes of the reductions. This will ultimately increase the yield of finished products.
Заготовка должна обеспечивать возможность производства горячекатаных листов с толщинами, большим, чем 4 мм. Кроме того, необходимо добиться получение больших толщин биметалла в заготовке с применением крупногабаритных подпродуктов основного металла, например, из слябов и брамов.The billet should provide the ability to produce hot rolled sheets with thicknesses greater than 4 mm. In addition, it is necessary to obtain large thicknesses of bimetal in the workpiece using large subproducts of the base metal, for example, from slabs and brahms.
Желательно получить расходный коэффициент изготовления заготовки примерно 1,2-1,3, который не будет превышать расходного коэффициента обычной литой слябной или брамной заготовки, в результате отсутствия или значительного снижения дополнительных технологических припусков на боковую кромку и на длину заготовки. При этом при производстве заготовки требуется минимизировать охрупчивание основного металла.It is desirable to obtain a consumption coefficient for manufacturing a workpiece of about 1.2-1.3, which will not exceed the consumption coefficient for a conventional cast slab or tram billet, as a result of the absence or significant reduction of additional technological allowances for the side edge and the length of the workpiece. At the same time, in the production of billets, it is required to minimize embrittlement of the base metal.
Технический результат, достигаемый в случаи выполнения заявленного решения, заключается в получении более простой заготовки при сохранности требований по повышению прочности сцепления слоев и уменьшения охрупчивания.The technical result achieved in cases of implementation of the claimed solution is to obtain a simpler workpiece while maintaining the requirements to increase the adhesion of the layers and reduce embrittlement.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что многослойная заготовка для горячей прокатки содержит слой основного металла и слой плакирующего металла. Новизна состоит в том, что слои зафиксированы посредством сварного шва по периметру слоев плакирующего и основного металлов и между этими слоями имеются зазоры, а в основном слое имеются технологические отверстия и клапаны для подачи инертного газа в зазоры. Количество зазоров, технологических отверстий и клапанов может быть от одного до N, в зависимости от длины заготовки.The claimed technical result is achieved due to the fact that the multilayer billet for hot rolling contains a base metal layer and a clad metal layer. The novelty is that the layers are fixed by means of a weld along the perimeter of the cladding and base metal layers and there are gaps between these layers, and the main layer has technological holes and valves for supplying inert gas to the gaps. The number of gaps, process holes and valves can be from one to N, depending on the length of the workpiece.
На чертеже проиллюстрировано техническое решение, которое не охватывает всех вариантов исполнения заготовки.The drawing illustrates the technical solution, which does not cover all variants of the workpiece.
На фиг. 1 - показана заготовка из слоев основного металла (1), плакирующего металла (2), между плакирующим слоем (2) и основным слоем (1) имеется зазор (3), заполненный инертным газом. Инертный газ подают через проточки (4) в основном металле. Плакирующий и основной металлы заневолены и герметизированы сварным швом (5). Горизонтальная проточка в основном металле заглушена клапаном (6).In FIG. 1 - shows a workpiece made of layers of the base metal (1), clad metal (2), between the clad layer (2) and the main layer (1) there is a gap (3) filled with an inert gas. Inert gas is supplied through the grooves (4) in the base metal. The cladding and base metals are involuntarily and sealed with a weld (5). The horizontal groove in the base metal is plugged with a valve (6).
Возможны варианты заневоливания нескольких слоев плакирующего металла, чередующиеся с несколькими слоями основного металла. Но между всеми слоями оставлен зазор, который заполнен инертным газом и герметизирован.There are options for covering over several layers of clad metal, alternating with several layers of the base metal. But between all layers a gap is left, which is filled with inert gas and sealed.
Способ соединения слоев «сварка взрывом» для образования диффузионного слоя имеет ограниченные возможности, поскольку его трудно применять в отношении разнородных металлов, и, особенно при больших толщинах плакирующего слоя и основного слоя металлов. Наличие аргона, который при прокатке удаляется через клапан (6) приводит к получению более качественного диффузионного слоя после прокатки, поскольку отсутствуют непровары и пузыри.The method of connecting the layers of "explosion welding" for the formation of a diffusion layer has limited possibilities, since it is difficult to apply to dissimilar metals, and especially with large thicknesses of the cladding layer and the base metal layer. The presence of argon, which is removed during rolling through valve (6), leads to a better diffusion layer after rolling, since there are no lack of fusion and bubbles.
Кроме того, при традиционных заготовках в результате охрупчивания основного металла из-за воздействия высоких температур, существенно понижается прочность соединения слоев. Недостаточно высокие точность и плоскостность биметалла, получившиеся в результате сварки взрывом, полностью не устраняются при последующей прокатке, поэтому трудно достичь хорошего качества при изготовлении многослойных заготовок из «трудносвариваемых» металлов.In addition, with traditional workpieces as a result of embrittlement of the base metal due to high temperatures, the strength of the connection of the layers is significantly reduced. Insufficiently high accuracy and flatness of the bimetal resulting from explosion welding are not completely eliminated during subsequent rolling, therefore it is difficult to achieve good quality in the manufacture of multilayer billets of "difficult to weld" metals.
В качестве сплавленного слоя в контексте данной заявки понимают слой металла, который получают при соединении листов за счет воздействия температур и давления валков, и который образуется между листами основного слоя и дополнительного или между листами основного слоя и плакирующего в результате прокатки.As the fused layer in the context of this application, we understand a metal layer that is obtained by joining sheets due to the effects of temperature and pressure of the rolls, and which is formed between the sheets of the main layer and the additional or between the sheets of the main layer and clad as a result of rolling.
Для того, чтобы была возможность повысить прочность сцепления слоев, в зазор между основным металлом и дополнительным слоем закачивается инертный газ. В этом случае можно получить биметалл из разнородных металлов, в котором повышение прочности соединения сочетается с гарантией механической целостности соединения.In order to be able to increase the adhesion of the layers, an inert gas is pumped into the gap between the base metal and the additional layer. In this case, it is possible to obtain bimetal from dissimilar metals, in which an increase in the strength of the joint is combined with a guarantee of the mechanical integrity of the joint.
При воздействии усилия в первый момент захвата прокатными валками, наличие герметичного шва по контуру предотвращает срыв плакирующего слоя при прокатке в первых проходах обжатий.When the force is applied at the first moment of capture by the rolling rolls, the presence of a tight seam along the contour prevents the cladding layer from breaking during rolling in the first passes of the crimps.
В процессе обжатия и прокатки требуется оперативно удалить инертный газ из зазора., поскольку наличие между свариваемыми поверхностями остаточного газа затрудняет развитие физического контакта и препятствует получению качественного сплавленного (сварного) соединения, которые получают уже в процессе прокатки.In the process of compression and rolling, it is necessary to quickly remove the inert gas from the gap., Since the presence of residual gas between the surfaces to be welded makes it difficult to develop physical contact and prevents the production of high-quality fused (welded) joints, which are already obtained during the rolling process.
Наличие проточек в пакете позволяет удалять газообразный продукт, который получают во - первых в результате термического разложения при процессе прокатки, а, во - вторых заполненного инертного газа. Простым разрушением сварного шва в процессе прокатки этого не достичь. Поэтому требуется наличие само срабатывающего клапана, который выпускает газообразный продукт при обжатии и прокатке. Клапан выпускает газообразный продукт по мере спаивания листов пакета в той части, которая подверглась воздействию валков, по мере их продвижения относительно заготовки.The presence of grooves in the bag allows you to remove the gaseous product, which is obtained, firstly, as a result of thermal decomposition during the rolling process, and, secondly, filled inert gas. The simple destruction of the weld during the rolling process does not achieve this. Therefore, a self-actuating valve is required that releases a gaseous product during compression and rolling. The valve releases a gaseous product as the sheets of the packet are soldered in the part that has been exposed to the rolls as they move relative to the workpiece.
При использовании предложенной заготовки прочность сплавленного (сварного) соединения при сплавлении дополнительного слоя или плакирующего слоя с основным слоем металла намного больше, поскольку при обжатии газообразный продукт равномерно выходит, при этом достигнута простота изготовления заготовки. Кроме того, в процессе прокатки, особенно при первом захвате заготовке валками, газообразные продукты удаляются с помощью само срабатывающего не извлекаемого клапана из межлистового зазора, который также обеспечивает отсутствие турбулентности потока при истекании газа во время первой прокатки.When using the proposed billet, the strength of the fused (welded) joint when fusing an additional layer or cladding layer with the main metal layer is much greater, since the gaseous product uniformly exits during compression, and simplicity of manufacturing the billet is achieved. In addition, during the rolling process, especially when rolls capture the workpiece for the first time, gaseous products are removed using a self-actuating, non-removable valve from the inter-sheet gap, which also ensures that there is no flow turbulence during gas outflow during the first rolling.
Для циркуляции инертного газа в межлистовых зазорах пакета, а также отвода инертного газа при прокатке заготовки.For the circulation of inert gas in the inter sheet gaps of the package, as well as the removal of inert gas during rolling of the workpiece.
Полученное неразъемное соединение путем совмещения свариваемых поверхностей, нагрева их до высокой температуры перед прокаткой (порядка 1250°С) и в процессе прокатки (конечная температура порядка 750°С), качество конечной продукции в виде толстолистового плакированного соединения зависит также от параметров исходной микроструктуры свариваемых слоев металла, от состояния поверхностей соединяемых между собой слоев, например, степени ее загрязнения, наличия окисных пленок, микрогеометрии рельефа, а также структуры зерна соединяемых сталей.The obtained one-piece connection by combining the surfaces to be welded, heating them to a high temperature before rolling (about 1250 ° C) and during the rolling process (final temperature about 750 ° C), the quality of the final product in the form of a clad plate is also dependent on the parameters of the initial microstructure of the layers to be welded metal, from the state of the surfaces of the interconnected layers, for example, the degree of contamination, the presence of oxide films, microgeometry of the relief, as well as the grain structure of the joined steel .
Продувка зазора (3) и последующая герметизация сварным швом (5) обеспечивает требуемое состояние поверхностей листов, а также уменьшение возникновения газообразных продуктов за счет термического воздействия. Поэтому при сварке слоев во время проката важен состав газа между этими слоями в межлистовом зазоре. Требуется восстановительная среда, которая способствует дополнительной очистке соединяемых поверхностей от продуктов разложения загрязнителей, поэтому целесообразно применять инертный газ.Purging the gap (3) and subsequent sealing with a weld (5) ensures the required condition of the sheet surfaces, as well as reducing the occurrence of gaseous products due to thermal effects. Therefore, when welding layers during rolling, the composition of the gas between these layers in the inter-sheet gap is important. A reducing medium is required, which contributes to an additional cleaning of the surfaces to be connected from the decomposition products of pollutants, therefore it is advisable to use an inert gas.
Наиболее целесообразно применять предварительную механическую обработку листов, предпочтительно до шероховатости поверхности V 12,5 класса.It is most advisable to apply preliminary machining of the sheets, preferably up to a surface roughness of class V 12.5.
Поскольку плакирующий материал должен обладать пластичностью, то в нем также не должно возникать твердых мартенситных включений или включений карбида хрома в переходной зоне. Склонность к охрупчиванию аустенитного плакирующего слоя преодолевают также с помощью конструкции предложенной заготовки.Since the cladding material must have plasticity, solid martensitic inclusions or inclusions of chromium carbide in the transition zone should also not appear in it. The tendency to embrittlement of the austenitic cladding layer is also overcome by the design of the proposed blank.
Последовательность сборки заготовки осуществляется следующим образом. Перед сборкой пакета происходит шлифовка и обезжиривание контактируемых поверхностей металла основного (1) и плакирующего слоя (2), сборку пакета осуществляют с проведением мероприятий по уменьшению зазора между контактирующими поверхностями. Собранный пакет фиксируют ручной дуговой сваркой по торцу плакирующего слоя. Выполняют автоматическую дуговую сварку пакета проволокой с последующей продувкой межлистового пространства инертным газом, с последующим монтажом, как минимум одного клапана, необходимого для уменьшения давления, образовавшегося при нагреве оставшегося инертного газа и начала прокатки.The assembly sequence of the workpiece is as follows. Before assembling the package, grinding and degreasing of the contacting surfaces of the metal of the main (1) and cladding layer (2) takes place, the assembly of the package is carried out with measures to reduce the gap between the contacting surfaces. The assembled package is fixed by manual arc welding at the end of the cladding layer. An automatic arc welding of the package with wire is carried out, followed by an inert gas purge of the inter-sheet space, followed by the installation of at least one valve necessary to reduce the pressure generated by heating the remaining inert gas and start rolling.
Заявляемая многослойная заготовка может быть изготовлена следующим образом. В качестве исходной заготовки слоя основного металла (1) используют литые и кованые слябы, брамы, листовые слитки или подкат углеродистых, и/или низколегированных, и/или легированных сталей. Для заготовки плакирующего слоя (2) используют подкат нержавеющей, жаропрочной, сталей, титановых, медных или иных сплавов. Далее производят подготовку контактных поверхностей основного и плакирующего слоев, путем, например, механической обработки или ручной машинной зачистки. После чего осуществляют сборку пакета, обварку продувку инертным газом и монтаж клапана, для предотвращения срыва плакирующего слоя и снижения влияния усилия сдвига в первый момент захвата прокатными валками. Прокатку заканчивают при получении заданных габаритов конечной заготовки или листа.The inventive multilayer preform can be made as follows. As the initial billet of the base metal layer (1), cast and forged slabs, dies, sheet ingots or tackles of carbon and / or low alloy and / or alloy steels are used. For the preparation of the cladding layer (2), a tackle of stainless, heat-resistant, steels, titanium, copper or other alloys is used. Next, the contact surfaces of the main and cladding layers are prepared by, for example, machining or manual machine stripping. After that, the package is assembled, inert gas is blown and the valve is mounted to prevent the cladding layer from breaking and reduce the influence of shear at the first moment of capture by the rolling rolls. Rolling is completed upon receipt of the specified dimensions of the final workpiece or sheet.
Кроме того, во всех случаях выполнения заявленного решения, достигается повышение прочности сцепления слоев, а также снижение влияния кратности и режимов деформации заготовки к конечному листу на качество сцепления слоев.In addition, in all cases of the implementation of the claimed solution, an increase in the adhesion strength of the layers is achieved, as well as a decrease in the influence of the multiplicity and deformation modes of the workpiece to the final sheet on the adhesion quality of the layers.
Предложенное техническое решение позволяет выполнить изготовление многослойных заготовок под горячую прокатку и может быть использована в металлургической промышленности и машиностроении при изготовлении металлических листов или заготовок из разнородных материалов, в том числе крупногабаритных.The proposed technical solution allows the manufacture of multilayer billets for hot rolling and can be used in the metallurgical industry and engineering for the manufacture of metal sheets or billets from dissimilar materials, including bulky ones.
Возможность инструментального контроля необходимых показателей качества пакета до дорогостоящих операций нагрева и проката с исправлением дефектов сплошности позволяет оптимизировать процесс изготовления заготовок и снизить их себестоимость. Наличие сварного катета и, как минимум, одного клапана, позволяет снизить влияние усилия произошедшего в первый момент захвата прокатными валкам, и, тем самым, предотвратить срыв плакирующего слоя при прокатке в первых проходах обжатий, что, в конечном итоге, увеличивает выход готовой продукции.The possibility of instrumental control of the necessary indicators of the quality of the package to expensive heating and rolling operations with the correction of continuity defects allows us to optimize the manufacturing process of blanks and reduce their cost. The presence of a welded leg and at least one valve allows one to reduce the influence of the force that occurred at the first moment of capture by the rolling rolls, and thereby prevent the cladding layer from tearing off during rolling in the first compression passes, which ultimately increases the yield of finished products.
Заявленная многослойная заготовка характеризуются простотой изготовления с обеспечением высокого качества проката.The claimed multilayer billet is characterized by ease of manufacture with high quality rolled products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143238U RU180709U1 (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143238U RU180709U1 (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016126384U Division RU178157U1 (en) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU180709U1 true RU180709U1 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=62712587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017143238U RU180709U1 (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU180709U1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2395877A (en) * | 1942-01-22 | 1946-03-05 | Supericr Steel Corp | Bimetallic products and manufacture thereof |
| RU2225781C2 (en) * | 2002-02-14 | 2004-03-20 | Открытое акционерное общество "Ижорские заводы" | Method for making large-size clad sheets |
| RU2277464C2 (en) * | 2004-08-16 | 2006-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ОМЗ-Спецсталь" | Method of and device for evacuating of multilayer packs for rolling |
-
2017
- 2017-12-11 RU RU2017143238U patent/RU180709U1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2395877A (en) * | 1942-01-22 | 1946-03-05 | Supericr Steel Corp | Bimetallic products and manufacture thereof |
| RU2225781C2 (en) * | 2002-02-14 | 2004-03-20 | Открытое акционерное общество "Ижорские заводы" | Method for making large-size clad sheets |
| RU2277464C2 (en) * | 2004-08-16 | 2006-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ОМЗ-Спецсталь" | Method of and device for evacuating of multilayer packs for rolling |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2005322594B2 (en) | Clad alloy substrates and method for making same | |
| CN105478475B (en) | A kind of method of rolling high-strength degree composite metal plate | |
| RU178157U1 (en) | MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING | |
| US20060138094A1 (en) | Method for producing permanent integral connections of oxid-dispersed (ODS) metallic materials or components of oxide-dispersed (ODS) metallic materials by welding | |
| JPS63158B2 (en) | ||
| CN105478476B (en) | A kind of method of rolled metal complex plate strip | |
| CN112475583A (en) | Method for improving sealing welding efficiency of vacuum electron beam of multilayer plate blank | |
| US20060186093A1 (en) | Method and Device for Producing Metal Composite Block Material | |
| RU180709U1 (en) | MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING | |
| JPH04305383A (en) | Manufacture of clad steel material | |
| CN104923935A (en) | Method for welding large-thickness slabs having high alloy content | |
| CN106694600A (en) | Production method of stainless steel ultra-thick composite board | |
| CN107282684A (en) | Production method of stainless steel-carbon steel ultra-thick heterogeneous composite board | |
| WO2010123402A1 (en) | Bimetallic billet and a method for manufacturing a clad metal sheet | |
| CA1151818A (en) | Method for producing clad steel plate | |
| RU2421312C2 (en) | Method of producing clad metal sheet | |
| CN109014580B (en) | Lapping laser gap powder filling welding method with rolling assistance | |
| JP2704452B2 (en) | Butt joining method of coated composite material, method of manufacturing long composite pipe by the joining method, and pipe for transporting metal scouring substance | |
| KR20170074276A (en) | Manufacturing method for stainless welded steel pipe | |
| RU84763U1 (en) | BIMETALLIC PROCESSING | |
| RU2709302C1 (en) | Clad sheet manufacturing method | |
| RU2277464C2 (en) | Method of and device for evacuating of multilayer packs for rolling | |
| CN116021231A (en) | Manufacturing method of bimetal composite steel bar and composite intermediate blank thereof | |
| KR20220067998A (en) | Method of manufacturing clad steel plate | |
| JPS6245485A (en) | Production of clad metallic sheet |