RU2146568C1 - Способ получения тонких листов - Google Patents
Способ получения тонких листов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2146568C1 RU2146568C1 RU98119560A RU98119560A RU2146568C1 RU 2146568 C1 RU2146568 C1 RU 2146568C1 RU 98119560 A RU98119560 A RU 98119560A RU 98119560 A RU98119560 A RU 98119560A RU 2146568 C1 RU2146568 C1 RU 2146568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- sheets
- thin sheets
- rolling
- degree
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 20
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 1
- 238000010409 ironing Methods 0.000 abstract 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/18—After-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
- B21B2001/383—Cladded or coated products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
- B21B2003/001—Aluminium or its alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработкe металлов давлением, в частности к способу получения горячей прокаткой тонких листов толщиной менее 2,5 мм из труднодеформируемых титановых сплавов с высоким уровнем требований к пластичности изделий (угол гиба более 105o). В предлагаемом способе получения тонких листов горячую прокатку осуществляют покарточно. При этом на поверхность заготовки наносят слой теплоизоляционного покрытия толщиной 0,08... 0,30 мм со степенью неравномерности до 5% посредством электродугового напыления алюминиевой проволоки. Полученное покрытие пропитывают химическим реагентом. Затем заготовку нагревают и проглаживают в валках стана со степенью обжатий 2...5%. Перед операцией отделки поверхности полученных листов выполняют гидроабразивную очистку поверхности от деформированного слоя покрытия. Способ обеспечивает возможность получения тонких листов из труднодеформируемых титановых сплавов с высоким уровнем пластичности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к процессам горячей прокатки тонких листов, толщиной менее 2,5 мм из труднодеформируемых титановых сплавов с высоким уровнем требований к пластичности изделий (угол гиба более 105o).
Известен способ карточной прокатки листов с применением покрытий, обладающих смазочными и теплозащитными свойствами. Установлено, что традиционное стеклокерамическое покрытие неэффективно при горячей прокатке, т.к. происходит растрескивание поверхности и скалывание эмали. Кроме того, снижается коэффициент трения при прокатке, что приводит к проскальзыванию металла и затрудняет процесс управления прокаткой (Titanium 95: Science and Technology. P.A. Russo and S.R. Seagle "Enhanced Hot Workability of Titanium Alloys by Use of Plasma Sprayed Coatings", p. 841, 842).
Известен способ повышения обрабатываемости титановых сплавов с использованием покрытий, полученных газотермическим напылением (патент США N 5298095). Способ предполагает плазменное напыление на поверхность заготовки перед прокаткой расплавленных порций проволоки или порошка. Энергоносителем служит инертный газ аргон. Лучшие показатели качества покрытия получены при использовании титанового порошка, который является сопутствующим продуктом производства титановой губки. Также использовали порошок железа, двуокись титана и титановую проволоку. Покрытие наносилось на всю поверхность заготовки (включая кромки). После нанесения покрытия заготовку нагревали в газовой печи до температуры проката (1066oC) и прокатывали в валках стана. Качество поверхноси сравнивали с поверхностью листов, полученных из заготовки без покрытия. Зафиксировано улучшение качества поверхности и отсутствие трещин при использовании покрытия титановым порошком. Кроме того, уменьшаются усилия прокатки.
Основным недостатком известного способа является относительно высокая стоимость используемых материалов (плазма, аргон, титановый порошок) и ограниченная область использования, связанная как с высокой стоимостью работ, так и с тем, что титановые порошки являются канцерогенными, их использование в промышленных масштабах опасно. Кроме того, неизвестно промышленной технологии получения титановых порошков в процессе получения губки. Большая толщина покрытия (0,25...0,90 мм) удорожает процесс.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ пакетной прокатки тонких листов, включающий горячую прокатку одновременно нескольких заготовок, помещенных в сварочной пакет из материала повышенной пластичности (aвт. свид. СССР N 512807, кл. B 21 B 1/38, 1976 г. ).
Сборку пакетов производят в чистом помещении на стеллажах или рольганге таким образом, чтобы исключить попадание внутрь пакета грязи, пыли, масла, окалины и т. п. На смежные поверхности заготовок и корпуса пакета наносят слой разделительного покрытия. Материал покрытия должен исключать схватывание листов друг с другом и механические дефекты на поверхности в виде отпечатков.
Метод пакетной прокатки уменьшает тепловые потери с поверхности и кромок, но процесс удорожается за счет затрат на производство и материал пакета.
Значительным недостатком известного способа является невозможность оценки состояния металла внутри пакета. Незначительные нарушения технологического процесса приводит к разрыву пакета при прокатке, появлению складок, зажимов на пакетных листах, повышенной непланшетности листов, приводящих к окончательному браку проката.
В некоторых случаях результат катастрофического разрушения пакетных листов обнаруживается только после окончания прокатки и разборки пакета.
Вышеперечисленные проблемы, возникающие при получении тонких листов методом пакетной прокатки, приводят к большим безвозвратным потерям металла и высокой трудоемкости доведения поверхности пакетных листов до состояния кондиции.
Окончательная отделка поверхности пакетных листов трудоемка и приводит к большим потерям времени и инструмента. Так, например, средние затраты на проведение операции шлифовки поверхности составляют около 5 дол./кг.
Кроме того, процесс требует дополнительного оборудования для сборки и сварки пакетов и материалов для корпуса пакета.
Таким образом, высокозатратная технология получения листов методом пакетной прокатки требует разработки альтернативного технологического процесса.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение выхода годного, снижение трудозатрат и устранение необходимости в дополнительном оборудовании и материалах.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения тонких листов операцию горячей прокатки осуществляют покарточно, при этом на поверхность листов наносят слой теплоизоляционного покрытия толщиной 0,08...0,30 мм со степенью неравномерности до 5% посредством электродугового напыления алюминиевой проволоки, полученное покрытие перед операцией нагрева пропитывают химическим реагентом и затем проглаживают в валках стана со степенью обжатий 2. . . 5% преимущественно поперек направления нанесения покрытия. Перед операцией шлифования поверхности готового листа выполняют операцию гидроабразивной очитки поверхности от деформированного слоя покрытия.
Используемое при прокатке защитное покрытие, уплотненное химически и механически, позволяет получить тонкие листы с высокой степенью пластичности (угол гиба 105...180o) толщиной менее 2,5 мм.
Процесс реализуют с использованием стандартного прокатного оборудования. К дополнительным затратам относят устройства, инструмент и материалы (алюминиевая проволока) для нанесения покрытия.
Для нанесения покрытия на заготовку используют устройство, выполненное на базе строгального станка. На суппорте станка закрепляют металлизатор. Режим напыления и перемещения листа относительно металлизатора устанавливают экспериментально из условия получения толщины покрытия 0,08...0,30 мм со степенью разнотолщинности до 5%. В сечении покрытие, полученное за один проход металлизатора, имеет профиль, аналогичный закону нормального распределения Гаусса. Величину шага смещения для нанесения следующей полосы выбирают исходя из условия разнотолщинности покрытия. Поверхность листа после нанесения покрытия имеет полосчатую структуру, различимую визуально. Полученное покрытие пропитывают химическим реагентом. Экспериментальным путем подтверждена высокая эффективность мелкодисперсных добавок на физико-химические, технологические, защитные и смазывающие свойства покрытия. В ходе испытаний установили состав пропитки, удовлетворяющий условиям технологического процесса.
Операцией прогладки достигают уплотнения покрытия механическим воздействием и уменьшают степень разнотолщинности. Температурно-деформационный режим прогладки определяют из условия получения равномерного и равноплотного покрытия, которое при последующей горячей прокатке полностью вырабатывает свой защитный ресурс.
Состав пропитки, способ ее приготовления и нанесения на поверхность заготовки, а также температурно-деформационные режимы способа являются ноу-хау данного изобретения.
Пример. Предлагаемый способ был опробован в промышленных условиях прокатного цеха при изготовлении листов из титанового сплава Ti6Al4V. Для этого на листы с начальной толщиной 4 мм с помощью металлизатора нанесли защитное покрытие толщиной 0,20 мм путем электродугового напыления алюминиевой проволоки. Полученное покрытие пропитывали химическим реагентом (пропиткой), высушивали на воздухе в течение 12 ч, затем заготовку нагревали и проглаживали в валках стана со степенью обжатий 4%. Степень неравномерности нанесения покрытия составила не более 3%. Горячую прокатку листов на конечный размер 0,5. ..2,0 мм осуществляли покарточно по традиционной схеме получения тонких листов из технически чистого титана. Процесс прокатки протекал устойчиво, легко контролировался, значения усилий не превышали допустимых.
На полученных листах различной толщины в диапазоне 0,5...2,0 мм исследовали угол гиба вдоль и поперек направления прокатки. Значения угла гиба для листов (Ti6Al4V) различной толщины, полученных карточной прокаткой с различными защитными покрытиями, показаны в таблице.
Отделку поверхности листов производили операциями шлифовки и травления. Для снижения трудоемкости операций отделки для удаления поверхностного слоя исследовали щелочно-кислотный и гидроабразивный методы. Щелочно-кислотный метод неполностью и неравномерно удаляeт покрытие. Применение гидроабразивного метода позволило полностью удалить покрытие и снизить количество проходов при шлифовке на 6...18.
Малая степень разнотолщинности покрытия после прогладки существенно облегчает процесс отделки поверхности готовых листов.
Предлагаемый способ получения тонких листов позволяет повысить выход годного, снизить трудозатраты и получить листы из труднодеформируемых титановых сплавов с высокой степенью пластичности за счет сочетания высоких теплоизоляционных свойств алюминиевого покрытия, дополнительно уплотненного химически и механически, с горячей карточной прокаткой.
Claims (2)
1. Способ получения тонких листов из сплавов титана с высокой степенью пластичности, включающий нагрев заготовки, горячую прокатку, правку, термообработку и отделку поверхности полученных листов, отличающийся тем, что горячую прокатку осуществляют покарточно, при этом на поверхность заготовки посредством электродугового напыления алюминиевой проволоки наносят слой теплоизоляционного покрытия толщиной 0,08...0,30 мм со степенью неравномерности до 5%, полученное покрытие пропитывают химическим реагентом, затем заготовку нагревают и проглаживают в валках стана со степенью обжатия 2...5%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед операцией отделки поверхности полученных листов выполняют гидроабразивную очистку поверхности от деформированного слоя покрытия.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98119560A RU2146568C1 (ru) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Способ получения тонких листов |
| PCT/RU1999/000362 WO2000025949A1 (fr) | 1998-10-29 | 1999-10-01 | Procede de production de feuilles fines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98119560A RU2146568C1 (ru) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Способ получения тонких листов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2146568C1 true RU2146568C1 (ru) | 2000-03-20 |
Family
ID=20211739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98119560A RU2146568C1 (ru) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Способ получения тонких листов |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2146568C1 (ru) |
| WO (1) | WO2000025949A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2661969C1 (ru) * | 2017-07-13 | 2018-07-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения оксидного покрытия |
| RU2704986C2 (ru) * | 2015-07-29 | 2019-11-01 | Ниппон Стил Корпорейшн | Титановый материал для горячей прокатки |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105369182B (zh) * | 2015-10-26 | 2018-02-09 | 昆明理工大学 | 一种制备钛铝合金薄板的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU755339A1 (ru) * | 1978-06-02 | 1980-08-15 | Tsnii Chernoj Metallurg | Способ прокатки 1 |
| SU984514A1 (ru) * | 1980-10-29 | 1982-12-30 | Колпинское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института металлургического машиностроения Научно-производственного объединения "ВНИИМЕТМАШ" | Способ производства листового проката и прокатный стан дл его осуществлени |
| FR2598104B1 (fr) * | 1986-05-05 | 1991-11-22 | Usinor Chatillon | Procede de fabrication d'une tole composite polymetallique, notamment d'une tole composite mince a base d'acier et articles obtenus a partir d'une telle tole |
| US5121535A (en) * | 1988-12-14 | 1992-06-16 | Sulzer Bros. Ltd. | Method for production of thin sections of reactive metals |
| SU1708453A1 (ru) * | 1989-09-22 | 1992-01-30 | Московский институт стали и сплавов | Способ прокатки стальных полос с односторонним алюминиевым газотермическим покрытием |
-
1998
- 1998-10-29 RU RU98119560A patent/RU2146568C1/ru not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-10-01 WO PCT/RU1999/000362 patent/WO2000025949A1/ru active Application Filing
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704986C2 (ru) * | 2015-07-29 | 2019-11-01 | Ниппон Стил Корпорейшн | Титановый материал для горячей прокатки |
| US10913242B2 (en) | 2015-07-29 | 2021-02-09 | Nippon Steel Corporation | Titanium material for hot rolling |
| RU2661969C1 (ru) * | 2017-07-13 | 2018-07-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения оксидного покрытия |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2000025949A1 (fr) | 2000-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2706040C (en) | Method for hot shaping a workpiece and agent for reducing the heat emission | |
| US5298095A (en) | Enhancement of hot workability of titanium base alloy by use of thermal spray coatings | |
| US4788842A (en) | Open-die forging method | |
| RU2146568C1 (ru) | Способ получения тонких листов | |
| KR100340816B1 (ko) | 냉간압연강의항복강도증가방법 | |
| JP6909786B2 (ja) | 高度な高強度炭素鋼合金用のスケールコンディショニングプロセス | |
| US6706331B2 (en) | Cold-formable metal-coated strip | |
| EP1311369B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur entfernung metallischer verunreinigungen | |
| JP3251455B2 (ja) | 熱間圧延における先端反り制御方法 | |
| JPS6149701A (ja) | 表面欠陥が少なく耐食性のすぐれたステンレス薄鋼板の冷間圧延方法 | |
| JPS61147906A (ja) | 溶融アルミニウムめつき鋼板の表面肌改善方法 | |
| RU2179899C1 (ru) | Способ изготовления тонких листов из прочных и высокопрочных сплавов | |
| RU2220850C2 (ru) | Композиционная заготовка для горячей деформации | |
| AU765326B2 (en) | Cold-formable metal-coated strip | |
| JP3163954B2 (ja) | 表面品質の優れた熱延鋼板の製造方法 | |
| JP2672392B2 (ja) | 薄スケール熱延鋼板の製造方法 | |
| GB2282608A (en) | Enhancement of hot workability by use of thermal spray coatings | |
| SU791438A1 (ru) | Способ подготовки заготовки к винтовой прокатке | |
| JPH0569883B2 (ru) | ||
| SU637438A1 (ru) | Способ обработки листового проката | |
| SU1122380A1 (ru) | Способ подготовки заготовки к прокатке | |
| JPH06182424A (ja) | 炭素鋼材の表面肌荒れ防止熱間圧延方法 | |
| JPS6254561B2 (ru) | ||
| JPH08253811A (ja) | 表面性状に優れた鋼材の製造方法 | |
| JPS60162507A (ja) | 熱延鋼板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141030 |