RU2023727C1

RU2023727C1 - Process for continuously patenting wire and apparatus for carrying out same

Info

Publication number: RU2023727C1
Authority: RU
Inventors: В.С. Крылов; С.В. Чернов; Г.Ф. Глащенков; В.Б. Шилков; Э.Я. Классен; Б.А. Сивак
Original assignee: Крылов Владимир Степанович; Чернов Сергей Валентинович; Глащенков Геннадий Федорович; Шилков Виктор Борисович; Классен Эдгар Яковлевич; Сивак Борис Александрович
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: heat-treatment of steel products. SUBSTANCE: this process prescribes passing wire through chamber containing graphite having density of 0.5 to 1.8 g/cu. cm by means of drawing mechanism, applying graphite coating to wire, heating latter in vacuum of 1 to 40 Pa to austenitic condition, rapidly cooling heated wire to ferrite transformation point by abstracting heat through water-cooled graphite having density of 0.5 to 1.8 g/cu. cm, heat-conducting graphite layer thickness δ being equal to 5≅ δ≅ 15-d8, where d represents wire diameter in mm, isometrically standing promptly cooled wire in graphite having density of 0.5 to 1.8 g/cu. cm and heated to temperature of perlite transformation of austenite and then cooling wire to room temperature by abstracting heat using water via water-cooled graphite having density of 0.5 to 1.8 g/cu. cm. EFFECT: patenting according to disclosed technique improves ecological conditions, scales up ductility of wire and reduces number of steps in drawing. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки стали, и может быть использовано для безокислительного патентирования проволоки. The invention relates to metallurgy, in particular to methods for heat treatment of steel, and can be used for non-oxidative patenting of wire.

Известен способ патентирования проволоки, включающий нагрев в печи до температуры аустенизации, выдержку в расплаве свинца или солей до завершения ферритного превращения [1]. Недостатком способа является наличие окисной пленки на поверхности проволоки. A known method of patenting wire, including heating in an oven to an austenitizing temperature, holding lead or salts in the melt until the ferrite transformation is completed [1]. The disadvantage of this method is the presence of an oxide film on the surface of the wire.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ патентирования стальной проволоки, включающий нагрев в безокислительной атмосфере до аустенитного состояния и медленное охлаждение в безокислительной атмосфере в области температур ферритного превращения [3]. Недостатком способа является наличие в структуре патентированной стали избыточного количества феррита, образующегося в результате медленного охлаждения до области температур ферритного превращения. Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method of patenting steel wire, which includes heating in an oxygen-free atmosphere to an austenitic state and slow cooling in an oxygen-free atmosphere in the temperature range of ferrite transformation [3]. The disadvantage of this method is the presence in the structure of the patented steel of an excessive amount of ferrite formed as a result of slow cooling to the temperature range of the ferrite transformation.

Известно устройство для непрерывной обработки длинномерных изделий, состоящее из лентопротяжного механизма, камеры подогрева, камеры окончательного нагрева и камеры охлаждения газом [2]. Недостатком устройства является то, что оно не позволяет охлаждать изделия ниже 600^оС.A device for the continuous processing of long products, consisting of a tape drive mechanism, a heating chamber, a final heating chamber and a gas cooling chamber [2]. The disadvantage of this device is that it does not allow cooling products below 600 ^about C.

Известно устройство для непрерывного патентирования проволоки, состоящее из лентопротяжного механизма, печи, камеры медленного охлаждения, системы подвода газов [3]. Данное устройство не позволяет производить распад аустенита при фиксированном значении температуры. A device for continuous patenting a wire, consisting of a tape drive, a furnace, a slow cooling chamber, a gas supply system [3]. This device does not allow the decomposition of austenite at a fixed temperature value.

Цель изобретения - улучшение экологических условий процесса патентирования проволоки, уменьшение количества последующих операций при переработке проволоки, повышение ее пластичности. The purpose of the invention is to improve the environmental conditions of the process of patenting wire, reducing the number of subsequent operations in the processing of wire, increasing its ductility.

Цель достигается тем, что в способе непрерывного патентирования проволоки, включающем нагрев проволоки в безокислительной атмосфере до аустенитного состояния и медленное охлаждение в области температур ферритного превращения данной марки стали в безокислительной атмосфере, перед нагревом проволоку пропускают через камеру, содержащую графит плотностью 0,5-1,8 г/см³, нагрев ведут в вакууме 1-40 Па, после нагрева проводят ускоренное охлаждение до области температур ферритного превращения путем отвода тепла водой через графит плотностью 0,5-1,8 г/см³, при этом толщина теплопроводящего слоя графита δ составляет 5 ≅δ≅ 15 - d, где d - диаметр проволоки в мм, после ускоренного охлаждения проводят изотермическую выдержку в графите плотностью 0,5 - 1,8 г/см³, разогретом до температуры ферритного превращения аустенита, а затем проволоку охлаждают до комнатной температуры путем отвода тепла водой через графит плотностью 0,5-1,8 г/см³.The goal is achieved in that in a method for continuous patenting of a wire, including heating the wire in an oxidizing atmosphere to an austenitic state and slow cooling in the temperature range of the ferritic transformation of this steel grade in an oxidizing atmosphere, the wire is passed through a chamber containing graphite with a density of 0.5-1 before heating , 8 g / cm ³ , the heating is carried out in a vacuum of 1-40 Pa, after heating, accelerated cooling is carried out to the temperature range of the ferrite transformation by removing heat with water through graphite with a density of 0.5-1 , 8 g / cm ³ , while the thickness of the heat-conducting layer of graphite δ is 5 ≅ δ≅ 15 - d, where d is the wire diameter in mm, after accelerated cooling, isothermal exposure is carried out in graphite with a density of 0.5 - 1.8 g / cm ³ , heated to the temperature of ferritic transformation of austenite, and then the wire is cooled to room temperature by removing heat with water through graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ .

Цель достигается тем, что в устройстве для патентирования проволоки, состоящем из лентопротяжного механизма, печи и камеры охлаждения, перед печью установлена одно- или многосекционная шлюзовая камера, содержащая графит плотностью 0,5-1,8 г/см³, камера охлаждения выполнена в виде трехсекционной камеры, содержащая графит плотностью 0,5-1,8 г/см³, при этом средняя секция оснащена средством подогрева, крайние секции выполнены водоохлаждаемыми, а печь и пространство между секциями снабжены средствами вакуумирования.The goal is achieved in that in a device for patenting a wire, consisting of a tape drive, a furnace and a cooling chamber, a single or multi-section lock chamber is installed in front of the furnace, containing graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ , the cooling chamber is made in in the form of a three-section chamber containing graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ , while the middle section is equipped with heating means, the outer sections are made water-cooled, and the furnace and the space between the sections are equipped with vacuum means.

На чертеже представлено устройство для патентирования проволоки. The drawing shows a device for patenting wire.

Устройство состоит из механизма протяжки проволоки, включающего в себя барабан 1, направляющие ролики 2 и барабан 3 с электроприводом, шлюзовой цилиндрической камеры 4, наполненной графитом плотностью 0,5-1,8 г/см³, трубчатой печи 5, трехсекционной цилиндрической камеры 6-8 охлаждения, наполненной графитом плотностью 0,5-1,8 г/см³, при этом секция 7 оснащена средствами нагрева, секции 6 и 8 выполнены водоохлаждаемыми, а печь и пространство между секциями снабжены средствами вакуумирования.The device consists of a wire pulling mechanism, including a drum 1, guide rollers 2 and an electric drum 3, a cylindrical lock chamber 4 filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ , a tube furnace 5, a three-section cylindrical chamber 6 -8 cooling, filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ , while section 7 is equipped with heating means, sections 6 and 8 are made water-cooled, and the furnace and the space between the sections are equipped with evacuation means.

Камера 4 и секция 8 могут быть одинарными или составными. Chamber 4 and section 8 may be single or multiple.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Проволоку 9 с барабана 1 пропускают через камеру 4, наполненную графитом плотностью 0,5-1,8 г/см³, и нагревают в трубчатой печи 5 до аустенитного состояния, при этом давление в печи составляет 1-40 Па. После нагрева проволоку пропускают через секцию 6, при этом тепло от проволоки через графит толщиной 5 ≅δ≅ 15 - d, где d - диаметр проволоки в мм, передается воде, и проволока подстуживается до области температур ферритного превращения аустенита. Затем проволоку пропускают через секцию 7, наполненную графитом плотностью 0,5-1,8 г/см³ и разогретую до температуры ферритного превращения проволоки. После завершения ферритного превращения проволоку пропускают через секцию 8, наполненную графитом плотностью 0,5-1,8 г/см³ и охлаждаемую водой, в результате чего проволока охлаждается до комнатной температуры. Давление в межсекционном пространстве составляет 1-40 Па.The wire 9 from the drum 1 is passed through a chamber 4 filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ and heated in a tube furnace 5 to an austenitic state, while the pressure in the furnace is 1-40 Pa. After heating, the wire is passed through section 6, while the heat from the wire through graphite with a thickness of 5 ≅ δ≅ 15 - d, where d is the diameter of the wire in mm, is transferred to water, and the wire is bent to the temperature range of austenite ferrite transformation. Then the wire is passed through section 7, filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ and heated to a temperature of ferrite transformation of the wire. After completion of the ferrite transformation, the wire is passed through a section 8 filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ and cooled with water, as a result of which the wire is cooled to room temperature. The pressure in the intersection space is 1-40 Pa.

Улучшение технологических условий достигается за счет использования в качестве безокислительной атмосферы вакуума. Improvement of technological conditions is achieved through the use of a vacuum as an oxygen-free atmosphere.

Уменьшение числа операций достигается за сет наличия на поверхности проволоки тонкого графитового слоя, являющегося хорошим смазывающим материалом, что устраняет операции нанесения на проволоку подсмазочного слоя и смазки при волочении. A reduction in the number of operations is achieved due to the presence on the wire surface of a thin graphite layer, which is a good lubricant, which eliminates the operations of applying a lubricant layer and lubricant to the wire during drawing.

Повышение пластичности достигается за счет ускоренного подстуживания до области температур ферритного превращения и изотермической выдержки при этих температурах, в результате чего микроструктура проволоки состоит из однородного сорбита. The increase in ductility is achieved due to accelerated cooling to the temperature range of ferrite transformation and isothermal holding at these temperatures, as a result of which the microstructure of the wire consists of homogeneous sorbitol.

Плотность графита 0,5-1,8 г/см³ обусловлена следующими причинами. При плотности менее 0,5 г/см³ графит перестает уплотнять пространство печи, что приводит к окислению проволоки. Применение графита с плотностью 1,8 г/см³ нецелесообразно, так как не приводит к улучшению качества проволоки. Кроме того при плотности ниже 0,5 г/см³ значительно понижается теплопроводность графита и ухудшаются свойства проволоки.The density of graphite is 0.5-1.8 g / cm ³ due to the following reasons. At a density of less than 0.5 g / cm ^3, graphite ceases to compact the furnace space, which leads to wire oxidation. The use of graphite with a density of 1.8 g / cm ^{3 is} impractical, since it does not lead to an improvement in the quality of the wire. In addition, at a density below 0.5 g / cm ^{3 the} thermal conductivity of graphite is significantly reduced and the properties of the wire are deteriorated.

Остаточное давление 1-40 Па обусловлено тем, что при давлении ниже 1 Па качество проволоки не улучшается, а при давлении более 40 Па на проволоке появляется окисная пленка. The residual pressure of 1-40 Pa is due to the fact that at a pressure below 1 Pa the quality of the wire does not improve, and at a pressure of more than 40 Pa, an oxide film appears on the wire.

Толщина теплопроводящего слоя графита при подстуживании δ , равная 5 ≥δ≥ 15 - d, где d - диаметр проволоки в мм, обусловлена тем, что при толщине более, чем δ = =15 - d, замедляется скорость охлаждения и ферритное превращение начинается прежде, чем температура проволоки понизится до требуемой температуры, а толщина δ менее 5 мм нецелесообразна, так как не улучшается качество проволоки. The thickness of the heat-conducting graphite layer when undercoating δ is equal to 5 ≥ δ≥ 15 - d, where d is the wire diameter in mm, due to the fact that when the thickness is more than δ = 15 - d, the cooling rate slows down and the ferrite transformation begins before than the temperature of the wire decreases to the required temperature, and the thickness δ less than 5 mm is impractical, since the quality of the wire does not improve.

Необходимость пропускания проволоки через графит перед нагревом обусловлена тем, что нагрев проводят при низком вакууме и налипший на проволоку слой графита толщиной около 0,01 мм предохраняет ее от окисления. The need to pass the wire through graphite before heating is due to the fact that the heating is carried out at low vacuum and a layer of graphite adhering to the wire with a thickness of about 0.01 mm protects it from oxidation.

Многосекционная входная шлюзовая камера необходима в случае низкой плотности графита (0,5 г/см³) для понижения натекания в печь. Это относится и к секции окончательного охлаждения.A multi-section entrance lock chamber is necessary in case of low density of graphite (0.5 g / cm ³ ) to reduce leakage into the furnace. This also applies to the final cooling section.

Из вышеизложенного следует, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "Существенные отличия". From the foregoing, it follows that the proposed technical solution meets the criteria of the invention "Significant differences".

П р и м е р 1. Проволоку из стали 65Г диаметром 2 мм пропускали через камеру, наполненную графитом плотностью 1,1 г/см³, и нагревали в печи до 900^оС при давлении 1 Па. После нагрева проволоку подстуживали, пропуская ее через водоохлаждаемый графитовый цилиндр плотностью 1,1 г/см³ с толщиной стенки 8,5 мм, до температуры 600^оС, выдерживали при 600^оС в течение 15 с в разогретой до этой температуры секции с графитом плотностью 1,1 г/см³ и охлаждали до комнатной температуры в водоохлаждаемой секции с графитом плотностью 1,1 г/см³. В результате обработки микроструктура стали соответствует сорбиту, поверхность проволоки покрыта тонким слоем графита (0,01 мм), окисная пленка отсутствует. Временное сопротивление проволоки равно σ_в = 1100 МПа. Перед последующим волочением очистка поверхности и нанесение подсмазочного слоя не производились.EXAMPLES EXAMPLE 1 Steel Wire 65G 2 mm in diameter was passed through a chamber filled with graphite density of 1.1 g / cm ^3, and heated in an oven to 900 ° ^C under a pressure of 1 Pa. After heating wire podstuzhivali by passing it through a water-cooled graphite cylinder density of 1.1 g / cm ³ with a wall thickness of 8.5 mm, to 600 ^{° C} temperature was maintained at ⁶⁰⁰ ° C for 15 seconds in a preheated temperature of this section with graphite density 1.1 g / cm ³ and cooled to room temperature in a water-cooled section with graphite density 1.1 g / cm ³ . As a result of processing, the microstructure of steel corresponds to sorbitol, the surface of the wire is covered with a thin layer of graphite (0.01 mm), and there is no oxide film. The temporary resistance of the wire is equal to σ _in = 1100 MPa. Before the subsequent drawing, the surface was not cleaned and a lubricating layer was applied.

Другие примеры выполнения способа представлены в таблице. Other examples of the method are presented in the table.

Как следует из таблицы, патентирование проволоки по предложенному способу приводит к повышению экологических условий производства, сокращению последующих операций при волочении проволоки и повышению ее пластичности. As follows from the table, patenting the wire according to the proposed method leads to an increase in environmental conditions of production, a reduction in subsequent operations during wire drawing and increase its ductility.

Claims

1. A method for continuous patenting of a wire, comprising heating the wire in an oxidizing atmosphere to an austenitic state and cooling in an oxidizing atmosphere, characterized in that before heating, a layer of graphite is applied to the wire by passing it through a chamber filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm, heating is carried out in a vacuum of 1 - 40 Pa, cooling chambers are gradually filled with graphite having a density of 0.5 - 1.8 g / cm ^3, are accelerated cooling to ferrite transformation temperature in the first stage, the second - isotherm matic exposure before completion ferrite transformation and the third - final cooling, while the first and third cooling step is carried out in a water-cooled heat conducting graphite layer thickness of 5 - 15 d, where d - wire diameter, mm.

2. Installation for continuous patenting of a wire, comprising a wire pulling mechanism, a heating furnace and a cooling chamber, characterized in that it is equipped with a lock chamber located in front of the heating furnace, filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ , a cooling chamber made of three sections and filled with graphite with a density of 0.5 - 1.9 g / cm ³ , while the sections are separated by means of evacuation, the extreme sections are water-cooled, and the middle one is with a heater.