RU2527547C2 - Production of unrestrictedly long bar from distilled calcium - Google Patents
Production of unrestrictedly long bar from distilled calcium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2527547C2 RU2527547C2 RU2012154912/02A RU2012154912A RU2527547C2 RU 2527547 C2 RU2527547 C2 RU 2527547C2 RU 2012154912/02 A RU2012154912/02 A RU 2012154912/02A RU 2012154912 A RU2012154912 A RU 2012154912A RU 2527547 C2 RU2527547 C2 RU 2527547C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- container
- pressing
- distilled
- bar
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению непрерывного кальциевого прутка методом прессования.The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to the manufacture of a continuous calcium bar by pressing.
Кальций и его сплавы необходимы в значительных объемах для десульфурации, раскисления сталей и чугунов, легирования сплавов цветных металлов. В настоящее время, наиболее широко распространенным является метод ввода кальция и его композитов с другими веществами в расплав металлов и сплавов в форме проволоки или прутка в стальной оболочке.Calcium and its alloys are needed in significant volumes for desulfurization, deoxidation of steels and cast irons, alloying of non-ferrous metal alloys. Currently, the most widespread method is the introduction of calcium and its composites with other substances into molten metals and alloys in the form of a wire or rod in a steel shell.
Известен способ производства присадочного материала с кальцием в форме проволоки, состоящей из стальной оболочки и сердечника из порошкообразных силикокальция или карбида кальция, гранулированного кальция или гранул сплавов кальция с алюминием, кремнием, магнием и др. материалов, который сначала уплотняют и компактируют, а затем прессуют или прокатывают в капсюлях (патент США №4671820). Данный способ изготовления оболочечной проволоки с наполнителем из гранулированного кальция предусматривает предварительное механическое измельчение дистиллированного кальция до порошка определенной фракции или грануляцию исходного дистиллированного кальция из расплава металла, что существенно влияет на выход годного продукта и затраты по изготовлению оболочечной проволоки.A known method of producing filler material with calcium in the form of a wire, consisting of a steel shell and a core of powdered silicocalcium or calcium carbide, granular calcium or granules of calcium alloys with aluminum, silicon, magnesium and other materials, which are first compacted and compacted, and then pressed or rolled in capsules (US Pat. No. 4,671,820). This method of manufacturing a shell wire with granular calcium filler involves preliminary mechanical grinding of distilled calcium to a powder of a certain fraction or granulation of the original distilled calcium from a metal melt, which significantly affects the yield of the product and the cost of manufacturing the shell wire.
Существует способ получения композитной проволоки из кальция в алюминиевой оболочке. Кальций заключают в алюминиевую оболочку и экструзией (прессованием) получают прутковую заготовку. Окончательное изделие получают последующей многократной холодной деформацией волочением промежуточной заготовки в оболочке из алюминия (патент SU 1807618).There is a method of producing a composite wire of calcium in an aluminum sheath. Calcium is enclosed in an aluminum shell and extrusion (pressing) get a bar stock. The final product is obtained by subsequent repeated cold deformation by drawing the intermediate workpiece in an aluminum shell (patent SU 1807618).
Известен двухстадийный способ (патенты RU №2011685) получения изделия из кальция дистиллированного в форме проволоки, которая может быть использована для получения оболочечной проволоки. По этому способу в качестве исходного материала используют дистиллированный кальций в компактном виде с не литой кристаллической структурой и развитой поверхностью. На первом этапе дистиллированный кальций сначала нагревают, а затем подвергают прессованию для получения промежуточных заготовок в виде прутка. Из прутка изготавливают мерные заготовки для второго этапа прессования. Окончательное изделие в виде проволоки изготавливают экструзией из мерных заготовок после их предварительного нагрева.Known two-stage method (patents RU No. 20111685) of obtaining products from calcium distilled in the form of a wire, which can be used to obtain a sheathed wire. According to this method, distilled calcium in a compact form with an uncast crystalline structure and a developed surface is used as a starting material. In a first step, distilled calcium is first heated and then pressed to form intermediate stocks in the form of a bar. Measured billets for the second stage of pressing are made from a bar. The final product in the form of a wire is made by extrusion from measured billets after their preliminary heating.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения изделия из кальция дистиллированного в форме проволоки РФ №2152834. В данном способе исходным материалом для кальциевой проволоки является компактный дистиллированный кальций в форме цилиндрических заготовок. Способ получения проволоки предусматривает использование двух этапов прессования и включает первый нагрев, первый этап прессования дистиллированного кальция с получением промежуточных заготовок, второй нагрев и второй этап прессования в непрерывном режиме со сваркой последовательно подаваемых промежуточных заготовок. Перед первым нагревом внешняя поверхность заготовок дистиллированного кальция сначала зачищается от окислов и загрязнений, затем его нагревают в атмосфере воздуха до температуры не более 0,12 температуры плавления кальция. Второй нагрев перед прессованием проволоки осуществляют на воздухе до температуры не более 0,18 температуры плавления кальция. Зачистка внешней поверхности дистиллированного кальция перед первым нагревом, ограничение температур нагрева заготовок на первом и втором этапах проводятся для повышения механических характеристик проволоки на участках, соответствующих зоне сварного шва и расширения ее сортамента за счет изготовления проволоки диаметром менее 10 мм. Данная проволока может быть использована для изготовления оболочечной проволоки.Closest to the claimed invention is a method for producing articles of calcium distilled in the form of a wire of the Russian Federation No. 2152834. In this method, the starting material for the calcium wire is compact distilled calcium in the form of cylindrical blanks. The method of producing wire involves the use of two stages of pressing and includes the first heating, the first stage of pressing distilled calcium to obtain intermediate preforms, the second heating and the second stage of pressing in continuous mode with welding of sequentially supplied intermediate preforms. Before the first heating, the outer surface of the distilled calcium preforms is first cleaned of oxides and contaminants, then it is heated in an atmosphere of air to a temperature of not more than 0.12 of the melting point of calcium. The second heating before pressing the wire is carried out in air to a temperature of not more than 0.18 melting points of calcium. Cleaning the outer surface of distilled calcium before the first heating, limiting the heating temperatures of the workpieces at the first and second stages is carried out to increase the mechanical characteristics of the wire in the sections corresponding to the weld zone and expand its range by making wires with a diameter of less than 10 mm. This wire can be used for the manufacture of sheathed wire.
Рассматривая данный способ получения непрерывной кальциевой проволоки отметим, что процесс получения готового изделия из компактного дистиллированного кальция является многостадийным, энергозатратным, трудоемким и требующим большого количества единиц оборудования. Дистиллированный кальций обладает рыхлой кристаллической структурой с развитой поверхностью и при нагревании на воздухе неминуемо подвергается окислению. Кроме того, предварительный нагрев исходного материала в атмосфере воздуха приводит к значительным потерям металла при прессовании на первом этапе, т.к. прессовый остаток из металла и окислов требует последующего удаления, утилизации и переработки. Изготовление мерных заготовок из прутка после первого прессования также требует утилизации и переработки стружки. Прессование мерных промежуточных заготовок на втором этапе происходит с образованием локализованной зоны сварки, механические свойства которой отличаются от свойств металла. Образование локализованной зоны обусловлено тем, что промежуточные заготовки, полученные прессованием на первом этапе, имеют глубоко деформированную структуру приближающуюся к литой, особенно на границе раздела. Кроме того, при нагревании на воздухе снижается активность кальция на границе раздела и в изделии формируется зона сварного шва, имеющая пониженную прочность.Considering this method of producing continuous calcium wire, we note that the process of obtaining the finished product from compact distilled calcium is multi-stage, energy-intensive, time-consuming and requires a large number of pieces of equipment. Distilled calcium has a loose crystalline structure with a developed surface and, when heated in air, inevitably undergoes oxidation. In addition, preheating of the starting material in an atmosphere of air leads to significant metal losses during pressing in the first stage, because press residue from metal and oxides requires subsequent removal, disposal and processing. The production of measured billets from the bar after the first pressing also requires the disposal and processing of chips. The pressing of measured intermediate blanks at the second stage occurs with the formation of a localized welding zone, the mechanical properties of which differ from the properties of the metal. The formation of a localized zone is due to the fact that the intermediate blanks obtained by pressing in the first stage have a deeply deformed structure approaching a cast one, especially at the interface. In addition, when heated in air, calcium activity at the interface decreases and a weld zone is formed in the product, which has a reduced strength.
Целью заявляемого изобретения является получение изделия в форме прутка неограниченно протяженной длины из кальция дистиллированного с высокими механическими свойствами, за одну стадию прессования, с использованием минимального количества оборудования, снижение энергетических затрат, трудоемкости процесса и минимизация отходов требующих дополнительной переработки и утилизации.The aim of the invention is to obtain a product in the form of a bar of unlimited length distilled from calcium with high mechanical properties, in one stage of pressing, using a minimum amount of equipment, reducing energy costs, the complexity of the process and minimizing waste requiring additional processing and disposal.
Технический результат достигается тем, что в качестве исходного материала используют дистиллированный кальций произвольной формы, загружают без предварительного нагревания в контейнер пресса на прессовый остаток высотой не менее 0,2 диаметра контейнера и прессуют со скоростью не более 5 мм/с. Теплофизические свойства, пластичность и свариваемость активного дистиллированного кальция с лимитированным по размерам прессовым остатком в процессе прессования исключают появление локализованной зоны сваривания (сварного шва). В заявляемом способе нет необходимости предварительного измельчения дистиллированного кальция до порошкообразного состояния механическим методом или грануляцией расплава металла, не требуется изготовления промежуточных мерных заготовок, поэтому при реализации предлагаемого способа используется минимально возможное количество единиц оборудования, на порядок уменьшаются энергетические затраты, снижается трудоемкость процесса. Предлагаемый способ допускает использование заготовок предварительно изготовленных компактированием исходного кускового дистиллированного кальция любым из известных способов деформационного уплотнения исходного материала с деформацией, обеспечивающей минимальное сцепление отдельных кусков друг с другом. При заявляемых условиях не требуется производить нагрев дистиллированного кальция перед прессованием, что предотвращает окисление деформируемого материала и снижение его активности, тем самым минимизируется количество и тип отходов, требующих утилизации и переработки. При этом, так как предварительный нагрев кальция перед прессованием не проводится, процесс можно остановить в любой момент, не извлекая прессового остатка, а затем прессование со сваркой в непрерывный пруток можно продолжить, подгрузив очередную порцию кусков дистиллированного кальция.The technical result is achieved by the fact that distilled calcium of arbitrary shape is used as a starting material, it is loaded without preliminary heating into a press container onto a press residue with a height of at least 0.2 container diameters and pressed at a speed of not more than 5 mm / s. The thermophysical properties, ductility and weldability of active distilled calcium with a press-limited size residue during the pressing process exclude the appearance of a localized welding zone (weld). In the inventive method, there is no need to preliminarily grind distilled calcium to a powder state by a mechanical method or by granulation of a molten metal, it is not necessary to manufacture intermediate measured billets, therefore, when implementing the proposed method, the smallest possible number of units of equipment is used, energy costs are reduced by an order of magnitude, and the process complexity is reduced. The proposed method allows the use of preforms prefabricated by compaction of the source of lumpy distilled calcium by any of the known methods of deformation compaction of the source material with deformation that ensures minimal adhesion of individual pieces to each other. Under the claimed conditions, it is not necessary to heat distilled calcium before pressing, which prevents oxidation of the wrought material and a decrease in its activity, thereby minimizing the amount and type of waste requiring utilization and processing. At the same time, since preliminary heating of calcium before pressing is not carried out, the process can be stopped at any time without removing the press residue, and then pressing with welding into a continuous bar can be continued by loading another portion of pieces of distilled calcium.
Заявляемый способ успешно опробован, были получены изделия в форме неограниченно протяженного прутка из кальция дистиллированного диаметром от 8 до 14 мм и длиной свыше 2000 метров каждый. Из полученного кальциевого прутка изготовлена оболочечная проволока в железной оболочке.The inventive method has been successfully tested, products were obtained in the form of an unlimited length of a rod of distilled calcium with a diameter of 8 to 14 mm and a length of over 2000 meters each. From the obtained calcium rod is made of a sheathed wire in an iron shell.
Пример 1.Example 1
Опробование способа проведено на вертикальном гидравлическом прессе усилием 15МН. Инструмент: одноканальные матрицы с круглым отверстием диаметром 8 мм, 9 мм и 14 мм и контейнера для прессования диаметром 110 мм, 130 мм и 150 мм. Куски дистиллированного кальция произвольной формы и размеров от 1 до 130 мм без предварительного нагревания загружали в контейнер диаметром 130 мм и прессовали при скорости не более 5,0 мм/с с вытяжками (µ), равными 264, 210 и 80 для прутка диаметром 8 мм, 9 мм и 14 мм соответственно. Из контейнера 110 мм прессование осуществлялось с µ=180, µ=150 и µ=60 для прутка диаметром 8 мм, 9 мм и 14 мм соответственно. Из контейнера диаметром 150 мм прессование осуществлялось с µ=351 для прутка диаметром 8 мм.The method was tested on a vertical hydraulic press with a force of 15MN. Tool: single-channel dies with a round hole with a diameter of 8 mm, 9 mm and 14 mm and a pressing container with a diameter of 110 mm, 130 mm and 150 mm. Pieces of distilled calcium of arbitrary shape and size from 1 to 130 mm without preliminary heating were loaded into a container with a diameter of 130 mm and pressed at a speed of not more than 5.0 mm / s with hoods (µ) equal to 264, 210 and 80 for a bar with a diameter of 8 mm , 9 mm and 14 mm, respectively. Pressing from a 110 mm container was carried out with µ = 180, µ = 150, and µ = 60 for a bar with a diameter of 8 mm, 9 mm, and 14 mm, respectively. From a container with a diameter of 150 mm, pressing was performed with μ = 351 for a bar with a diameter of 8 mm.
Непрерывный пруток получали деформационным свариванием прессового остатка с очередной порцией загружаемых кусков дистиллированного кальция. Отсутствие образования сварного шва или локализованной сварной зоны обеспечивалось использованием лимитированного прессового остатка, высота которого соответствовала не менее 0,2 диаметра контейнера под прессование. Снижение высоты прессового остатка приводило к появлению дефектов на готовом изделии в виде трещин, надрывов, раковин и т.д., которые снижают технологичность изготовления из непрерывного прутка оболочечной проволоки. Высокая исходная активность кальция, структура исходного материала, в совокупности с деформационным разогревом и ограничением скорости при прессовании обеспечивали равномерные механические свойства по всей длине готового прутка.A continuous bar was obtained by deformational welding of the press residue with the next portion of the loaded pieces of distilled calcium. The absence of a weld or a localized welded zone was ensured by the use of a limited pressing residue, the height of which corresponded to at least 0.2 diameter of the container for pressing. Reducing the height of the press residue led to the appearance of defects on the finished product in the form of cracks, tears, sinks, etc., which reduce the manufacturability of manufacturing a continuous wire rod from a continuous wire. The high initial calcium activity, the structure of the starting material, together with the deformation heating and speed limitation during pressing, provided uniform mechanical properties along the entire length of the finished bar.
Так как отсутствует необходимость регламентированного нагрева кальция перед прессованием, процесс можно было остановить на продолжительное время, а затем продолжить после загрузки очередной порции кусков дистиллированного кальция.Since there is no need for regulated heating of calcium before pressing, the process could be stopped for a long time, and then continue after loading the next portion of pieces of distilled calcium.
Пример 2.Example 2
Опробование способа по примеру 1, но во время прессования одноканальная матрица и контейнер под прессование диаметром 130 мм и 150 мм подвергались постоянному нагреванию до температуры не более 350°С. Постоянное лимитированное нагревание инструмента и деформационный разогрев кальция обеспечивали высокую пластичность готового прутка диаметром от 8 до 14 мм необходимую для качественного формирования оболочечной проволоки. Испытания механических свойств по длине прутка показали, что значения предела текучести (σ2) не менее 45 МПа, относительное удлинение (δ) не менее 10%.The testing of the method according to example 1, but during pressing a single-channel matrix and a container for pressing with a diameter of 130 mm and 150 mm were subjected to constant heating to a temperature of not more than 350 ° C. Constant limited heating of the tool and deformational heating of calcium provided high ductility of the finished bar with a diameter of 8 to 14 mm, which is necessary for the high-quality formation of the sheathed wire. Tests of mechanical properties along the length of the bar showed that the yield strength (σ 2 ) of at least 45 MPa, the elongation (δ) of at least 10%.
Пример 3.Example 3
Опробование способа по примерам 1 и 2, но прессованию подвергался дистиллированный кальций в виде заготовок диаметром до 130 мм полученных предварительным компактированием кусков произвольной формы и размером от 1 до 100 мм. В данном случае решали задачу максимального использования полезного объема контейнера под прессование и снижения трудоемкости процесса загрузки. Компактирование осуществляли при комнатной температуре в разборный контейнер цилиндрической формы. Куски загружали в контейнер, после чего деформационным уплотнением на пневматическом молоте формировали промежуточную заготовку со структурой обеспечивающей минимальное сцепление отдельных кусков, которая соответствовала уменьшению насыпного объема приблизительно на 25%. Полученные промежуточные заготовки прессовали без предварительного нагревания при скорости не более 5,0 мм/с.The method was tested according to examples 1 and 2, but distilled calcium was pressed in the form of preforms with a diameter of up to 130 mm obtained by preliminary compaction of pieces of arbitrary shape and size from 1 to 100 mm. In this case, they solved the problem of maximizing the use of the useful volume of the container for pressing and reducing the complexity of the loading process. Compaction was carried out at room temperature in a collapsible container of cylindrical shape. The pieces were loaded into a container, after which an intermediate blank with a structure providing a minimum adhesion of individual pieces, which corresponded to a decrease in the bulk volume by about 25%, was formed on the pneumatic hammer by deformation sealing. The obtained intermediate preforms were pressed without preliminary heating at a speed of not more than 5.0 mm / s.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154912/02A RU2527547C2 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Production of unrestrictedly long bar from distilled calcium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154912/02A RU2527547C2 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Production of unrestrictedly long bar from distilled calcium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012154912A RU2012154912A (en) | 2014-06-27 |
RU2527547C2 true RU2527547C2 (en) | 2014-09-10 |
Family
ID=51215813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012154912/02A RU2527547C2 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Production of unrestrictedly long bar from distilled calcium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2527547C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660785C2 (en) * | 2016-12-05 | 2018-07-09 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Method of manufacture of wire for processing metallurgical melts and wire for processing metallurgical melts |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2152834C1 (en) * | 1999-12-06 | 2000-07-20 | Неретин Александр Алексеевич | Method for making calcium wire |
RU2240355C1 (en) * | 2003-08-07 | 2004-11-20 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Method for manufacture of coated wire for processing of metal melts |
-
2012
- 2012-12-18 RU RU2012154912/02A patent/RU2527547C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2152834C1 (en) * | 1999-12-06 | 2000-07-20 | Неретин Александр Алексеевич | Method for making calcium wire |
RU2240355C1 (en) * | 2003-08-07 | 2004-11-20 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Method for manufacture of coated wire for processing of metal melts |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660785C2 (en) * | 2016-12-05 | 2018-07-09 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Method of manufacture of wire for processing metallurgical melts and wire for processing metallurgical melts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012154912A (en) | 2014-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gronostajski et al. | Recent development trends in metal forming | |
Weston et al. | FAST-forge− A new cost-effective hybrid processing route for consolidating titanium powder into near net shape forged components | |
CN106216952B (en) | A kind of wheel hub forging method | |
CN101422861B (en) | Accurate forming method of special-shape deep-hole type parts | |
CN102400071B (en) | Extrusion deformation technology for large-diameter high-strength heat resistant magnesium alloy pipes | |
CN104190736B (en) | A kind of by extruding realize device and the technique that amorphous metal continues cladding wires | |
US10988832B2 (en) | Titanium-containing structure and titanium product | |
CN104416005A (en) | Fabrication process for producing bimetal composite pipe by horizontal aluminum profile extruding machine | |
US2319373A (en) | Method of making metal articles | |
RU2527547C2 (en) | Production of unrestrictedly long bar from distilled calcium | |
Pater et al. | A new cross wedge rolling process for producing rail axles | |
Tkachov et al. | Development and application of tube end forming process with combined swaging and local differential pre-heating | |
RU2426624C1 (en) | Method of producing sheet billets from aluminium powder | |
KR101007666B1 (en) | Thixo-extrusing apparatus and process of the same | |
US20040219050A1 (en) | Superdeformable/high strength metal alloys | |
CN104959518A (en) | Method for preparing flange plate through die forging technology | |
CN204842511U (en) | Anchor clamps of magnesium alloy sheet's compound forming technology | |
Zagirov et al. | Application of Pressure Treatment Methods for Solid Processing of Silumin Chip Waste | |
Pantke et al. | Aluminum scrap recycling by hot extrusion without melting process | |
CN106399884A (en) | Novel method for preparation and processing of high-performance magnesium alloy profile | |
RU2228960C1 (en) | Method of production of deformed semi-finished articles from metal chips | |
RU2315119C2 (en) | Method of briquetting titanium-containing charge materials | |
SU933261A1 (en) | Method of producing rods of sintered refractory metals | |
RU2392086C1 (en) | Method of reactor shell manufacturing | |
CN106134316B (en) | The manufacturing process of Large Unsymmetric near-ring forging prefabricated blank |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191219 |