RU2136466C1 - Способ изготовления биметаллической проволоки - Google Patents
Способ изготовления биметаллической проволоки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136466C1 RU2136466C1 RU97119725/02A RU97119725A RU2136466C1 RU 2136466 C1 RU2136466 C1 RU 2136466C1 RU 97119725/02 A RU97119725/02 A RU 97119725/02A RU 97119725 A RU97119725 A RU 97119725A RU 2136466 C1 RU2136466 C1 RU 2136466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- copper
- envelope
- steel
- wrapping
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Wire Processing (AREA)
Abstract
Способ изготовления биметаллической проволоки, включает подачу сердечника, оборачивание его оболочкой с соединением кромок, нагрев и прокатку заготовки, причем перед оборачиванием проводят электролитно-плазменную обработку сердечника при анодном растворении электрода, изготовленного из того же материала, что и оболочка. Способ позволяет улучшить соединение сердечника с оболочкой за счет образования подслоя металла, родственного по своей структуре металлу оболочки. 3 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности композиционных материалов и может быть использовано при изготовлении биметаллической - сталемедной, сталеалюминиевой и другой проволоки.
Известен способ получения биметаллической, например сталемедной, проволоки, согласно которому поверхность стального сердечника очищают от загрязнений и укладывают на нее ленту из другого металла, например медную, пропускают их вместе через формующее устройство, в результате чего стальной сердечник оказывается обернутым лентой, затем в зазор между ними подают инертный газ, производят соединение кромок, например сваркой, и обжимают полученную заготовку волочением до требуемого диаметра (з. Японии N 61-154777, В 23 К 20/00, 1986 г.).
К недостаткам известного способа следует отнести низкую прочность соединения двух металлов, обусловленную тем, что поверхность стального сердечника содержит окислы, так как подача инертного газа в малый зазор между слоями не обеспечивает достаточную защиту поверхности сердечника от окисления, что связано с трудностью вытеснения воздуха из малых зазоров. В результате прочность соединения металлов остается низкой.
Известен способ изготовления биметаллической проволоки, в котором поверхность стального сердечника обрабатывают в растворе кальцинированной соды 20-25 г/л, при температуре 60-65oC, после чего производят нанесение на сердечник ленты (оболочки) и последующее их совместное обжатие (а. с. СССР N 1172624, 04.01.84, опубл. 15.08.95, B 21 C 23/22).
Недостатком известного способа является также непрочное соединение двух металлов, потому что поверхность стального сердечника при обработке в растворе кальцинированной соды, пассивируется и в результате, при последующей деформации (обжатии) процесс взаимодействия поверхностей протекает с низкой интенсивностью, что приводит к невысокой прочности соединения.
Известен способ производства биметаллической проволоки, включающий очистку поверхности сердечника методом химического травления, осаждения подслоя меди в гальванических ваннах, последующее оборачивание оболочкой, нагрев и прокатку.
При этом способе более эффективно удаляются с поверхности стального сердечника загрязнения и окислы железа, а осажденный подслой меди, толщиной в несколько микрон, благоприятно содействует соединению медной оболочки со стальным сердечником (книга А.Л. Тарновский и др. Биметаллическая проволока. М.: Металлургиздат, 1963 г.).
Недостатком способа является его низкая производительность, необходимость применения сложного химического оборудования, вредность производства, так как применяются растворы серных и соляных кислот. Кроме того, в составе электролитов для осаждения подслоя используют цианистые соединения, которые являются ядовитыми, дорогими и нестабильными.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ изготовления биметаллической проволоки, включающий подачу сердечника, оборачивание его оболочкой с соединением кромок, нагрев и прокатку заготовки (US N 4331283, В 23 К 20/00, 1989).
В этом способе отсутствует применение химически агрессивных или ядовитых веществ, и он более производителен, чем ранее описанный.
Но в известном способе есть недостаток, заключающийся в том, что с его помощью нельзя получить биметаллические изделия, обладающие достаточно высокой прочностью соединения двух металлов, например стали и меди.
Объясняется это тем, что поверхность стального сердечника содержит оксиды, которые препятствуют развитию соединения при прокатке и разрушаются с образованием активных поверхностей лишь при достаточно высоких степенях деформации - 40-50%. Однако, при такой степени деформации медная оболочка при входе в прокатные валки выдавливается в разъемы за счет переполнения, недопустимо утончается и образует грат. Кроме того, за счет интенсивного упрочнения металлов в очаге деформации происходит накопление внутренних напряжений, которые приводят к частичному разрушению образовавшихся связей и снижению общей прочности соединения.
Предлагаемое изобретение устраняет перечисленные недостатки и при значительно меньших усилиях прокатки обеспечивается прочное соединение двух разнородных металлов, например, стали и меди, при этом медная оболочка не утончается и на ней не образуется грат.
Для достижения этой цели, при изготовлении биметаллической проволоки авторы предлагают производить подачу сердечника, оборачивание его оболочкой, нагрев и прокатку заготовки, но перед оборачиванием необходимо произвести электролитно-плазменную обработку сердечника при анодном растворении электрода, изготовленного из того же материала, что и оболочка.
В процессе электролитно-плазменной обработки сердечника разрядами постоянного тока положительной полярности и при анодном растворении электрода, изготовленного из того же материала, что и оболочка, происходят процессы электролиза, которые сопровождаются образованием вокруг сердечника парогазового слоя. На границах паровых пузырьков происходит коммутирование этого парогазового слоя электродуговыми разрядами с образованием плазменного слоя с высокой энергией.
Процесс коммутации разрядов является незавершенным пробоем, так как при нагреве пара от канала разряда пузырьки схлопываются, разряд гаснет и к поверхности стального сердечника подводится новая порция раствора, который опять разлагается с образованием газа и пара. Таким образом, в зоне действия электродуговых разрядов, на границе раствор - стальной сердечник существует слой хаотически гаснущих и вновь возникающих микродуговых разрядов.
Под воздействием электродуговых разрядов и кавитационных процессов (схлопывание парогазовых пузырьков) происходит эффективное удаление с поверхности стального сердечника всех загрязнений и оксидных слоев. При этом за счет микродуговых разрядов тонкие поверхностные слои стального сердечника локально разогреваются, а при контакте с раствором интенсивно охлаждаются, и это приводит к формированию в них мелкозернистой неравновесной структуры с повышенной энергией, т.е. возникает процесс активации.
Одновременно в силу гальванических процессов происходит анодное растворение электрода, выполненного из того же материала, что и оболочка, например медного, и частички меди устремляются к катоду, роль которого играет стальной сердечник. Если частичка меди закрепилась на загрязненном участке сердечника, то последующими электродуговыми разрядами она будет сбита с него. А если частичка меди осела уже на очищенную активированную поверхность сердечника, то она остается на нем по причине больших адгезионных сил, связанных с проникновением одного металла в другой. Поэтому, при выходе стального сердечника из электролитической ванны, на его поверхности остается прочно скрепленный с ним подслой меди толщиной в несколько микрон.
При последующем оборачивании сердечника медной оболочкой поверхность оболочки уже будет взаимодействовать не с инородным ей металлом - сталью, а с родственным - медью. Дальнейший нагрев и обжатие еще более активизирует медный подслой, и он создаст надежное, прочное соединение оболочки с сердечником. Такое прочное соединение стало возможным лишь потому, что электролитно-плазменную обработку сердечника ведут при анодном растворении электрода, изготовленного из того же материала, что и оболочка.
В данном способе реализован совместный эффект - очищение сердечника электродуговыми разрядами и одновременное закрепление на его поверхности медного подслоя, который более охотно, чем сталь, соединяется с медной оболочкой.
В известных заявителю способах изготовления биметаллической проволоки отсутствует операция электролитно-плазменной обработки сердечника при анодном растворении электрода, изготовленного из того же материала, что и оболочка. Следовательно, можно считать, что в заявляемом изобретении присутствует критерий "новизна".
Новая операция - немедленное нанесение подслоя сразу же после очистки поверхности - позволяет максимально использовать эффект активирования поверхности для соединения сердечника с оболочкой. Приведенная совокупность признаков и достигаемый ими результат характеризуют единство изобретения, не является очевидным специалисту, и потому материалы заявки обладают критерием "изобретательский уровень".
Промышленная применимость изобретения не вызывает сомнений и доказывается описанием примера использования способа.
Линия для осуществления способа изображена:
- на фиг. 1 - общий вид;
- на фиг. 2 изображен разрез электролитической ванны для очистки, активации и нанесения подслоя меди на стальной сердечник;
- на фиг. 3 изображено сечение биметаллического (сталемедного) провода.
- на фиг. 1 - общий вид;
- на фиг. 2 изображен разрез электролитической ванны для очистки, активации и нанесения подслоя меди на стальной сердечник;
- на фиг. 3 изображено сечение биметаллического (сталемедного) провода.
Изготовление биметаллической (сталемедной) проволоки осуществляют следующим образом: стальной сердечник 1 разматывают из бунта 2 и подают в правильное устройство 3, а затем в электролитную ванну 4, где сердечник обрабатывают электролитно-плазменными разрядами. Одновременно с бунта 5 подают оболочку 6, которую выполняют, например, в виде медной ленты и, после ее зачистки, устройством 7 оборачивают вокруг сердечника 1 с помощью формующего блока 8. Соединение кромки медной ленты 6 скрепляют между собой сварочным аппаратом 9. Затем заготовку греют в нагревателе 10 до температуры пластичности стали (800-900oC) и направляют на прокатку в вальцы 11, в которых оболочку 6 и сердечник 1 обжимают до образования прочного сцепления между ними. Готовую биметаллическую проволоку 12 наматывают на барабан 13.
В электролитической ванне 4, в качестве электролита 14 могут быть использованы любые нейтральные электролиты, например водный раствор кальцинированной соды, поташа и др. В ванне 4 находится электрод 15, изготовленный из того же материала, что и оболочка 5, в данном случае из меди. Обработку стального сердечника ведут в режиме анодного растворения, т.е. на медный электрод 14 подают ток положительной полярности. В этом случае возникает гальванический процесс, при котором материал анода (медь) переносится на материал катода (стальной сердечник). По истечению определенного времени стальной сердечник 1 покрывается подслоем меди 16, перенесенным с медного электрода 15 (см. фиг. 3).
Одновременно с этим гальваническим процессом переноса вещества, в ванне 4 развиваются процессы электролиза раствора, которые сопровождаются образованием вокруг стального сердечника 1 парогазового слоя, состоящего из паров жидкой среды и газообразного водорода. По границам паровых пузырьков происходит коммутирование этого слоя электродуговыми разрядами с образованием плазменного слоя высокой энергии. Процесс коммутации электродуговых разрядов сопровождается появлением в растворе газовых пузырьков и их схлопыванием. Коммутированные струи газа и жидкости, обладая высокой энергией, сбивают с сердечника поверхностные загрязнения и окисную пленку. Локально возникающие механические и тепловые удары от электродуговых разрядов и кавитационных процессов активируют приповерхностный слой стального сердечника и, в случае попадания на этот участок частицы меди от растворяемого медного электрода 15, она сцепляется с металлом сердечника 1 и образует прочный медный подслой 16 толщиной несколько микрон.
Со временем активация стального сердечника падает, но образовавшийся медный подслой 16 уже успел закрепиться и частично дефундироваться в поверхностный слой стального сердечника.
В дальнейшем, после оборачивания сердечника 1 медной лентой 6, нагрева и прокатки в вальцах 11, происходит плотное и прочное соединение ленты с сердечником. Это происходит не только в силу новой активации поверхностного слоя сердечника 1, но и, главным образом, по причине незагрязненной родственной структуры, непосредственно соединяемых элементов - медного подслоя сердечника и медной же оболочки.
Именно эти качества являются решающими при соединении любых металлов.
По заявленному способу можно изготавливать биметаллическую проволоку из самых различных металлов, соблюдая условие - обработку сердечника проводить электролитно-плазменным методом в режиме анодного растворения электрода, выполненного из того же материала, что и оболочка биметаллической проволоки.
Claims (1)
- Способ изготовления биметаллической проволоки, включающий подачу сердечника, оборачивание его оболочкой с соединением кромок, нагрев и прокатку заготовки, отличающийся тем, что перед оборачиванием проводят электролитно-плазменную обработку сердечника при анодном растворении электрода, изготовленного из того же материала, что и оболочка.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97119725/02A RU2136466C1 (ru) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Способ изготовления биметаллической проволоки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97119725/02A RU2136466C1 (ru) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Способ изготовления биметаллической проволоки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2136466C1 true RU2136466C1 (ru) | 1999-09-10 |
Family
ID=20199446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97119725/02A RU2136466C1 (ru) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Способ изготовления биметаллической проволоки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136466C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2605736C2 (ru) * | 2015-05-05 | 2016-12-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ изготовления биметаллической проволоки |
RU2790853C2 (ru) * | 2020-07-28 | 2023-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Электролитная сварка" (ООО "ЭЛЕКС") | Способ электролитно-плазменной сварки изделий из алюминия или его сплавов со сталью |
-
1997
- 1997-11-28 RU RU97119725/02A patent/RU2136466C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2605736C2 (ru) * | 2015-05-05 | 2016-12-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ изготовления биметаллической проволоки |
RU2790853C2 (ru) * | 2020-07-28 | 2023-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Электролитная сварка" (ООО "ЭЛЕКС") | Способ электролитно-плазменной сварки изделий из алюминия или его сплавов со сталью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4012895B2 (ja) | 放電加工用多孔性電極線の構造 | |
US5028304A (en) | Method of electrochemical machining of articles made of conducting materials | |
KR101292343B1 (ko) | 방전가공용 전극선 및 그 제조방법 | |
JP7319356B2 (ja) | 薄い陽極酸化皮膜層を含む連続コイルならびにその製造のためのシステム及び方法 | |
JPH02292125A (ja) | 浸食を回避した電解加工 | |
RU2136466C1 (ru) | Способ изготовления биметаллической проволоки | |
US5761799A (en) | Method of making multilayer metal system | |
RU2605736C2 (ru) | Способ изготовления биметаллической проволоки | |
JP2006518005A (ja) | 溶融亜鉛メッキ法を用いる放電加工機用亜鉛コーティング電極線の製造方法 | |
JPH05177248A (ja) | 金属材料をアルミニウムから成る層で積層処理して長尺の物質を造るための方法 | |
KR101414484B1 (ko) | 전해조용 접촉 스트립의 제조 방법 | |
US5180099A (en) | Process of joining of a galvanized steel sheet | |
JPS61219465A (ja) | アモルフアス合金の接続方法 | |
JPS61109623A (ja) | ワイヤ放電加工用電極線およびその製造方法 | |
RU2008109C1 (ru) | Способ изготовления биметаллической проволоки | |
JPH04313440A (ja) | めっき平角線の製造方法 | |
JP2515510B2 (ja) | 鉄鋼材表面に施した亜鉛系被膜の除去方法 | |
JPS629789A (ja) | 圧延によるチタンクラツド鋼の製造法 | |
JPH0361397A (ja) | スチールより成る平坦加工品の片面のみの電解被覆方法 | |
RU2135364C1 (ru) | Способ изготовления слоистых металлических материалов | |
RU2099166C1 (ru) | Способ изготовления биметаллической проволоки | |
JP2002135936A (ja) | 樹脂皮膜剥離方法 | |
JP2818724B2 (ja) | 溶融メッキ装置用筒状体の製造方法 | |
JPH0452187B2 (ru) | ||
RU2172663C1 (ru) | Способ изготовления сталемедной проволоки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041129 |