RU2807260C1 - METHOD FOR MANUFACTURING BRONZE RODS “БрХ08” - Google Patents
METHOD FOR MANUFACTURING BRONZE RODS “БрХ08” Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807260C1 RU2807260C1 RU2023108504A RU2023108504A RU2807260C1 RU 2807260 C1 RU2807260 C1 RU 2807260C1 RU 2023108504 A RU2023108504 A RU 2023108504A RU 2023108504 A RU2023108504 A RU 2023108504A RU 2807260 C1 RU2807260 C1 RU 2807260C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- ingots
- deformation
- hot
- carried out
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000010974 bronze Substances 0.000 title claims abstract description 9
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 30
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 30
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 102220253765 rs141230910 Human genes 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- CGWDABYOHPEOAD-VIFPVBQESA-N (2r)-2-[(4-fluorophenoxy)methyl]oxirane Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1OC[C@@H]1OC1 CGWDABYOHPEOAD-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
1. Область техники1. Technical field
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к способу производства прутков из бронзы БрХ08, полученных электрошлаковым переплавом расходуемых электродов вакуумной индукционной выплавки, пригодных для изготовления изделий, используемых при повышенных температурах.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular, to a method for the production of rods from BrKh08 bronze, obtained by electroslag remelting of consumable electrodes of vacuum induction smelting, suitable for the manufacture of products used at elevated temperatures.
2. Предшествующий уровень техники2. Prior art
Известен «Способ изготовления контактных проводов» (патент RU 2236918, кл. В21В 1/46, опубл. 27.09.2004), включающий получение расплава, его легирование, вытяжку литой заготовки и формирование из нее методом пластической деформации требуемого профиля провода. При этом получение расплава осуществляют в печи с инертной атмосферой, рабочее пространство которой состоит из трех зон - зоны плавления, зоны легирования и зоны выдачи полученного расплава в кристаллизаторы для вытяжки из них литой заготовки. В качестве легирующих используют элементы, имеющие гексагональную или тетрагональную кристаллические решетки. Формирование профиля провода осуществляют в два этапа - сначала получают пруток методом волочения со степенью деформации 15-50%, из которого затем прокаткой со степенью деформации 50-70% получают необходимый профиль провода.There is a known “Method for the manufacture of contact wires” (patent RU 2236918, class B21B 1/46, published on September 27, 2004), which includes obtaining a melt, alloying it, drawing a cast billet and forming the required wire profile from it by plastic deformation. In this case, the melt is produced in a furnace with an inert atmosphere, the working space of which consists of three zones - a melting zone, an alloying zone and a zone for dispensing the resulting melt into crystallizers for drawing the cast billet from them. Elements having hexagonal or tetragonal crystal lattices are used as alloying elements. The formation of the wire profile is carried out in two stages - first, a rod is obtained by drawing with a degree of deformation of 15-50%, from which the required wire profile is then obtained by rolling with a degree of deformation of 50-70%.
Недостатком такой технологии является ограниченная производительность, т.к. идет пошаговая локальная кристаллизации расплава, которая требует больших энергетических затрат для поддержания довольно большого объема расплава в жидкой фазе длительное время. По механическим свойствам провода, изготовленные из меди и деформационно-упрочняемых малолегированных медных сплавов, демонстрируют предел прочности не выше 390 МПа и относительное удлинение 3-5%.The disadvantage of this technology is limited productivity, because There is a step-by-step local crystallization of the melt, which requires large energy costs to maintain a fairly large volume of the melt in the liquid phase for a long time. In terms of mechanical properties, wires made of copper and strain-hardening low-alloy copper alloys demonstrate a tensile strength of no higher than 390 MPa and a relative elongation of 3-5%.
Известен «Способ изготовления электроконтактного провода для высокоскоростного железнодорожного транспорта» (патент RU 2685842, кл. В21С 23/08, C22F 1/08, опубл. 23.04.2019). Способ включает подачу сплава в кристаллизатор, кристаллизацию сплава в виде непрерывнолитой заготовки, деформацию упомянутой заготовки на катанку, закалку, старение при 400-500°С, формирование электроконтактного провода. Закалку проводят непосредственно после кристаллизации с температуры 900-1000°С, деформацию на катанку осуществляют радиальным обжатием с суммарной накопленной степенью деформации не менее е=1,5, а формирование электроконтактного провода с фасонным профилем проводят при последовательном комбинировании в одной операции равноканального углового прессования по схеме «Конформ» и прессования при температуре не выше 500°С, причем старение проводят в качестве финишной операции.The “Method of manufacturing electrical contact wires for high-speed railway transport” is known (patent RU 2685842, class B21C 23/08, C22F 1/08, published 04/23/2019). The method includes feeding the alloy into a mold, crystallizing the alloy in the form of a continuously cast billet, deforming the said billet into a wire rod, hardening, aging at 400-500°C, and forming an electrical contact wire. Hardening is carried out immediately after crystallization from a temperature of 900-1000°C, deformation onto the wire rod is carried out by radial compression with a total accumulated degree of deformation of at least e=1.5, and the formation of an electrical contact wire with a shaped profile is carried out by sequentially combining in one operation equal-channel angular pressing according to “Conform” scheme and pressing at a temperature not exceeding 500°C, with aging carried out as a finishing operation.
Недостатком данного способа является получение проводов, обладающих недостаточно высокой стойкостью к контактному износу из-за формирующегося зеренно-субзеренного структурного состояния в объеме заготовок, обладающего высокой анизотропией механических свойств по сравнению с зеренным типом структуры. Другим недостатком является ограниченная производительность способа, связанная с техническими возможностями серийных ковочных машин.The disadvantage of this method is the production of wires that have insufficiently high resistance to contact wear due to the emerging grain-subgrain structural state in the volume of the workpieces, which has a high anisotropy of mechanical properties compared to the grain type of structure. Another disadvantage is the limited productivity of the method associated with the technical capabilities of serial forging machines.
Известен «Способ прокатки круглых профилей» (патент RU 2237529, кл. В21В 1/02, опубл. 10.10.2004). Способ включает обжатие полосы в предчистовом овальном и чистовом круглом калибрах. В предчистовом и чистовом калибрах полосу обжимают с вытяжками 1,18-1,30 и 1,20-1,35 соответственно. Обжатие в чистовом калибре ведут с подпором 100-250 Н при отношении ширины чистового калибра к его высоте, равном 1,009-1,018.The “Method of rolling round profiles” is known (patent RU 2237529, class B21B 1/02, published 10.10.2004). The method involves compressing the strip in pre-finishing oval and finishing round gauges. In pre-finishing and finishing gauges, the strip is crimped with draw ratios of 1.18-1.30 and 1.20-1.35, respectively. Compression in the finishing gauge is carried out with a support of 100-250 N with a ratio of the width of the finishing gauge to its height equal to 1.009-1.018.
Недостаток известного способа состоит в том, что при прокатке полосы в непрерывных черновой и чистовой группах клетей сортопрокатного стана, вследствие несогласования скоростей входа полосы в чистовую группу клетей и выхода из черновой группы, происходит либо утяжка полосы, либо ее аварийное застревание - «забуривание». Это снижает качество сортовых профилей и выход годного.The disadvantage of the known method is that when rolling a strip in continuous roughing and finishing groups of stands of a section rolling mill, due to a mismatch in the speeds of the strip entering the finishing group of stands and exiting the roughing group, either the strip tightens or gets stuck in an emergency - “drilling”. This reduces the quality of varietal profiles and the yield.
Известен «Способ термомеханической обработки перспективных медных сплавов» (патент RU 2778130, кл. C22F 1/08, опубл. 15.08.2022). Способ включает прокатку, равноканальное угловое прессование и волочение, при этом горячую прокатку проводят при температуре 700°С до степени деформации 0,5-2, непрерывное равноканальное угловое прессование осуществляют до истинной степени деформации 1-2 при температуре, соответствующей развитию непрерывной динамической рекристаллизации с деформационным старением, операцию волочения осуществляют до истинной степени деформации 1-2 при температуре, соответствующей развитию непрерывной динамической рекристаллизации с деформационным старением.The “Method of thermomechanical processing of promising copper alloys” is known (patent RU 2778130, class C22F 1/08, published 08/15/2022). The method includes rolling, equal-channel angular pressing and drawing, while hot rolling is carried out at a temperature of 700°C to a degree of deformation of 0.5-2, continuous equal-channel angular pressing is carried out to a true degree of deformation of 1-2 at a temperature corresponding to the development of continuous dynamic recrystallization with strain aging, the drawing operation is carried out to a true degree of deformation of 1-2 at a temperature corresponding to the development of continuous dynamic recrystallization with strain aging.
Недостатком способа является неоднородная микроструктура конечного материала, а также сложное и дорогостоящее технологическое оборудование.The disadvantage of this method is the heterogeneous microstructure of the final material, as well as complex and expensive technological equipment.
Известен также, принятый заявителем за наиболее близкий аналог, «Способ термодеформационной обработки прутков из хромовой бронзы» (патент RU 2327807, кл. C22F 1/08, опубл. 27.06.2008), включающий выплавку слитка, горячую прокатку слитка с получением горячекатаной заготовки и холодную прокатку.Also known, accepted by the applicant as the closest analogue, is “Method of thermal deformation processing of chrome bronze rods” (patent RU 2327807, class C22F 1/08, published on June 27, 2008), including smelting an ingot, hot rolling of an ingot to obtain a hot-rolled billet and cold rolling.
К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие эффективных операций, обеспечивающих достаточный запас и стабильность механических свойств.The disadvantages of the prototype include the lack of effective operations that provide sufficient margin and stability of mechanical properties.
1. Сущность изобретения1. Essence of the invention
1.1. Постановка технической задачи1.1. Statement of technical problem
Технической задачей заявленного изобретения является повышение механических свойств прутков из бронзы БрХ08.The technical objective of the claimed invention is to increase the mechanical properties of rods made of BrKh08 bronze.
Результат решения технической задачиThe result of solving a technical problem
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что вначале осуществляют выплавку слитка из бронзы БрХ08 в вакуумной индукционной печи с последующей ковкой расходуемого электрода для электрошлакового переплава, после чего полученный электрошлаковый слиток прессуют, производят горячую прокатку, травление и волочение.The solution to the set technical problem is achieved by first smelting a BrKh08 bronze ingot in a vacuum induction furnace, followed by forging a consumable electrode for electroslag remelting, after which the resulting electroslag ingot is pressed, hot rolling, pickling and drawing are performed.
1.2. Отличительные признаки1.2. Features
В отличии от известного технического решения, включающего выплавку слитков, горячую прокатку полученных из слитков заготовок и дальнейшую их холодную прокатку; в заявленном техническом решении осуществляют выплавку слитков в вакуумной индукционной печи с последующей их ковкой с получением расходуемых электродов, их электрошлаковый переплав с получением слитков, которые подвергают прессованию за один прием с суммарной степенью деформации 90%, после горячей прокатки осуществляют травление горячекатаных заготовок, а холодную деформацию проводят волочением с получением прутков.Unlike the known technical solution, which includes smelting ingots, hot rolling of billets obtained from ingots and their further cold rolling; In the claimed technical solution, ingots are melted in a vacuum induction furnace, followed by forging to produce consumable electrodes, their electroslag remelting to produce ingots, which are pressed in one step with a total degree of deformation of 90%, after hot rolling, hot-rolled billets are etched, and cold deformation is carried out by drawing to obtain rods.
При этом для обеспечения химического состава производят выбор шихтовых материалов, обеспечивающий чистоту металла по примесям.At the same time, to ensure the chemical composition, a choice of charge materials is made to ensure the purity of the metal in terms of impurities.
Электрошлаковый переплав расходуемого электрода осуществляют в кристаллизатор диаметром 300-500 мм, причем переплав ведут по массовой скорости наплавления слитка в зависимости от диаметра кристаллизатора.Electroslag remelting of the consumable electrode is carried out in a crystallizer with a diameter of 300-500 mm, and the remelting is carried out according to the mass deposition rate of the ingot depending on the diameter of the crystallizer.
Деформацию электрошлакового слитка до конечного размера заготовки осуществляют после его охлаждения на воздухе и последующего нагрева по режиму: посадка в печь на температуру не более 950°С, выдержка не более 2 часов.The deformation of the electroslag ingot to the final size of the workpiece is carried out after cooling it in air and subsequent heating according to the regime: planting in a furnace at a temperature of no more than 950°C, holding for no more than 2 hours.
Далее перед горячей прокаткой производят двухстадийный нагрев заготовок по режиму: нагрев при 800°С не менее 45 минут, затем при 950°С в течение 1-3 часа.Next, before hot rolling, the billets are heated in two stages according to the following regime: heating at 800°C for at least 45 minutes, then at 950°C for 1-3 hours.
Кроме того, травление горячекатаных прутков осуществляют в двойном кислотном растворе следующего состава, мас. %: NaCl - 3-5, H2SO4 - 12-22, Н2О - 85-73.In addition, pickling of hot-rolled rods is carried out in a double acid solution of the following composition, wt. %: NaCl - 3-5, H 2 SO 4 - 12-22, H 2 O - 85-73.
3.3. Перечень фигур и чертежей3.3. List of figures and drawings
На фиг. 1 представлена фотография внешнего вида горячекатаных прутков ∅27 мм сплава БрХ08 до травления.In fig. Figure 1 shows a photograph of the appearance of hot-rolled rods ∅27 mm of BrKh08 alloy before pickling.
На фиг. 2 представлена фотография внешнего вида горячекатаных прутков ∅27 мм сплава БрХ08 после травления.In fig. Figure 2 shows a photograph of the appearance of hot-rolled rods ∅27 mm of BrKh08 alloy after pickling.
На фиг. 3 представлена фотография внешнего вида калиброванных прутков ∅26 мм сплава БрХ08.In fig. Figure 3 shows a photograph of the appearance of calibrated rods ∅26 mm of BrKh08 alloy.
На фиг. 4 представлена фотография внешнего вида обточенных прутков ∅25 мм сплава БрХ08.In fig. Figure 4 shows a photograph of the appearance of turned rods ∅25 mm of BrKh08 alloy.
На фиг. 5. представлена фотография внешнего вида протянутых прутков ∅21 мм сплава БрХ08.In fig. 5. A photograph of the appearance of drawn rods ∅21 mm of BrKh08 alloy is presented.
На фиг. 6. представлены фотографии макроструктуры протянутых прутков ∅24 мм и ∅21 мм сплава БрХ08, отобранных с двух противоположных сторон прутков под номерами 1 и 2.In fig. 6. Photographs of the macrostructure of drawn rods ∅24 mm and ∅21 mm of BrKh08 alloy, selected from two opposite sides of rods numbered 1 and 2, are presented.
4. Описание изобретения4. Description of the invention
Жаропрочные сплавы на медной основе характеризуются высокой электро- и теплопроводностью, применяются в узлах деталей, рассчитанных на работу в условиях повышенных температур, сохраняя высокую прочность и твердость.Heat-resistant copper-based alloys are characterized by high electrical and thermal conductivity and are used in components designed to operate at elevated temperatures, while maintaining high strength and hardness.
В заявленном техническом решении расходуемый электрод изготавливают путем ковки медного вакуумного слитка полученного при расплавления шихтовых материалов в вакуумной индукционной печи (ВИП) в графитовом тигле с последующей разливкой расплава в защитной атмосфере инертного газа.In the claimed technical solution, a consumable electrode is made by forging a copper vacuum ingot obtained by melting charge materials in a vacuum induction furnace (VIF) in a graphite crucible, followed by casting the melt in a protective atmosphere of inert gas.
При выплавке жаропрочных сплавов на основе меди в ВИП контакта с атмосферой нет, выплавка происходит в графитовом тигле либо в среде вакуума, либо в среде «технического вакуума» - аргона. Процесс раскисления проводят при температурах - до 1400°С, чтобы газ и летучие элементы могли полностью испариться.When smelting copper-based heat-resistant alloys in a high-pressure alloy, there is no contact with the atmosphere; smelting occurs in a graphite crucible either in a vacuum environment or in a “technical vacuum” environment - argon. The deoxidation process is carried out at temperatures up to 1400°C so that the gas and volatile elements can completely evaporate.
Также для обеспечения химического состава жаропрочных сплавов на медной основе необходим выбор шихтовых материалов, обеспечивающий чистоту металла по примесям. В таких сплавах основу составляет медь, поэтому ключевым фактором по выбору шихтовых материалов является выбор марки меди. Медь марки М00к содержит наименьшее количество примесей, таких как водород, кислород и особенно фосфор, который наиболее трудно удалим из расплава при вакуумной выплавке. Также при выплавке допустимо применение хрома марки не хуже Х99Н1, никеля электролитического марки Н-0, титана металлического марки ВТ1-00 и циркония йодидного.Also, to ensure the chemical composition of copper-based heat-resistant alloys, it is necessary to select charge materials that ensure the purity of the metal in terms of impurities. In such alloys, the base is copper, so the key factor in choosing charge materials is the choice of copper grade. Copper grade M00k contains the least amount of impurities, such as hydrogen, oxygen and especially phosphorus, which are most difficult to remove from the melt during vacuum smelting. Also during smelting it is permissible to use chromium of a grade no worse than X99N1, electrolytic nickel of the N-0 grade, metallic titanium of the VT1-00 grade and zirconium iodide.
Для получения качественной заготовки для дальнейшей деформации применяют двухстадийный процесс: изготавливают расходуемые электроды, которые затем переплавляют электрошлаковым способом. Использование электрошлакового переплава повышает качество литого металла, повышаются механические характеристики, уменьшается количество вредных примесей и неметаллических включений.To obtain a high-quality workpiece for further deformation, a two-stage process is used: consumable electrodes are made, which are then remelted using the electroslag method. The use of electroslag remelting improves the quality of cast metal, improves mechanical characteristics, and reduces the amount of harmful impurities and non-metallic inclusions.
Электрошлаковый переплав расходуемого кованого электрода осуществляют в кристаллизатор диаметром 300-500 мм, при чем переплав ведут по массовой скорости наплавления слитка в зависимости от диаметра кристаллизатора. В таблице 1 приведен электрошлаковый режим переплава изготовленного расходуемого электрода.Electroslag remelting of a consumable forged electrode is carried out in a crystallizer with a diameter of 300-500 mm, and the remelting is carried out according to the mass deposition rate of the ingot depending on the diameter of the crystallizer. Table 1 shows the electroslag remelting mode of the manufactured consumable electrode.
После охлаждения на воздухе полученный электрошлаковый слиток подвергают деформации. Для этого нагрев слитка под деформацию осуществляют по режиму: посадка в печь на температуру не более 950°С, выдержка не более 2 часов. Прессование выполняют за один прием с суммарной степенью деформации порядка 90%.After cooling in air, the resulting electroslag ingot is subjected to deformation. To do this, the ingot is heated for deformation according to the following regime: placing it in a furnace at a temperature of no more than 950°C, holding for no more than 2 hours. Pressing is performed in one step with a total degree of deformation of about 90%.
Далее осуществляют горячую прокатку с предварительным двухстадийным нагревом заготовок по режиму: нагрев при 800°С не менее 45 минут, затем при 950°С в течение 1-3 часа.Next, hot rolling is carried out with preliminary two-stage heating of the workpieces according to the following regime: heating at 800°C for at least 45 minutes, then at 950°C for 1-3 hours.
Для очистки поверхности от окалины полученных горячекатаных прутков и увеличения срока службы матриц волочильных станков, осуществляют травление в двойном кислотном растворе следующего состава, мас. %: NaCl - 3-5, H2SO4 - 12-22, Н2О - 85-73. После чего прутки пропускают через фильеры для волочения, где и формируются профиль и размеры готового изделия. Данная технологическая операция, если ее сравнивать с прокаткой, позволяет получать изделия, отличающиеся более высокой точностью геометрических параметров.To clean the surface of the resulting hot-rolled rods from scale and increase the service life of the matrices of drawing machines, etching is carried out in a double acid solution of the following composition, wt. %: NaCl - 3-5, H 2 SO 4 - 12-22, H 2 O - 85-73. After which the rods are passed through drawing dies, where the profile and dimensions of the finished product are formed. This technological operation, when compared with rolling, makes it possible to obtain products with higher accuracy of geometric parameters.
Заявленное техническое решение опробовано в производственных условиях на АО «Металлургический завод «Электросталь» с положительным результатом.The declared technical solution was tested under production conditions at JSC Electrostal Metallurgical Plant with positive results.
Использование предлагаемого способа обеспечивает:Using the proposed method provides:
- получение требуемого химического состава;- obtaining the required chemical composition;
- низкое содержание вредных примесей в металле;- low content of harmful impurities in the metal;
- точность геометрических параметров.- accuracy of geometric parameters.
Предложенный способ позволяет получать прутки из малолегированных жаропрочных сплавов на медной основе с использованием традиционных металлургических технологий и стандартного металлургического оборудования, а также гарантирует выполнение требований по химическому составу и обеспечивает высокий уровень механических свойств.The proposed method makes it possible to produce rods from low-alloy heat-resistant copper-based alloys using traditional metallurgical technologies and standard metallurgical equipment, and also guarantees compliance with the requirements for chemical composition and provides a high level of mechanical properties.
5. Пример реализации способа5. Example of method implementation
Способ может быть реализован на комплексной установке стандартного металлургического оборудования:The method can be implemented on a complex installation of standard metallurgical equipment:
- выплавка сплава осуществляется в вакуумной индукционной печи серии ИСВ, емкостью 1,0 т и/или 2,5 т, с установленным в индуктор графитовым тиглем;- the alloy is smelted in a vacuum induction furnace of the ISV series, with a capacity of 1.0 t and/or 2.5 t, with a graphite crucible installed in the inductor;
- свободная ковка расходуемых электродов для электрошлакового переплава (ЭШП) производится на радиально ковочной машине (РКМ) или на ковочном прессе 16МН;- free forging of consumable electrodes for electroslag remelting (ESR) is carried out on a radial forging machine (RKM) or on a 16MN forging press;
- механическая обработка поверхности подготовленного расходуемого электрода;- mechanical treatment of the surface of the prepared consumable electrode;
- ЭШП расходуемых электродов в кристаллизатор ∅320 мм или ∅425 мм;- ESR of consumable electrodes into a crystallizer ∅320 mm or ∅425 mm;
- деформация электрошлакового слитка на ковочном прессе 16МН на заготовку под горячекатаный прокат;- deformation of an electroslag ingot on a 16MN forging press into a workpiece for hot-rolled steel;
- горячая прокатка на стане «350/250»;- hot rolling on a 350/250 mill;
- травление и волочение горячекатаных прутков.- pickling and drawing of hot-rolled rods.
Слиток ∅320 мм малолегированного жаропрочного сплава БрХ08, полученный электрошлаковым переплавом расходуемого электрода вакуумной индукционной выплавки (химический состав приведен в таблицах 2 и 3), продеформировали за один прием на заготовку ∅95 мм. После предварительного двухстадийного нагрева осуществили горячую прокатку заготовок на размер ∅27 мм.An ingot ∅320 mm of low-alloy heat-resistant alloy BrKh08, obtained by electroslag remelting of a consumable electrode of vacuum induction smelting (the chemical composition is given in Tables 2 and 3), was deformed in one step onto a workpiece ∅95 mm. After preliminary two-stage heating, the workpieces were hot rolled to a size of ∅27 mm.
Внешний вид горячекатаных прутков ∅27 мм сплава БрХ08 до и после травления представлен на фиг. 1 и 2, соответственно.The appearance of hot-rolled rods ∅27 mm of BrKh08 alloy before and after pickling is shown in Fig. 1 and 2, respectively.
Производство протянутых прутков ∅24 мм и ∅21 мм из сплава БрХ08 произвели по схемам:The production of drawn rods ∅24 mm and ∅21 mm from BrKh08 alloy was carried out according to the following schemes:
Схема 1: г/к ∅27 мм → травление → калибровка ∅26 мм → обточка ∅25 мм → волочение, ∅24-0,21 мм.Scheme 1: hot-rolled ∅27 mm → etching → calibration ∅26 mm → turning ∅25 mm → drawing, ∅24 -0.21 mm.
Схема 2: г/к ∅27 мм → травление → калибровка ∅26 мм → обточка ∅25 мм → волочение ∅23 мм → волочение ∅21,0-0,21 ммScheme 2: hot-rolled ∅27 mm → etching → calibration ∅26 mm → turning ∅25 mm → drawing ∅23 mm → drawing ∅21.0 -0.21 mm
Внешний вид калиброванных прутков ∅26 мм и обточенных прутков ∅25 мм сплава БрХ08 и представлен на фиг. 3 и 4, соответственно. На фиг. 5. представлен внешний вид протянутых прутков ∅21 мм сплава БрХ08.The appearance of calibrated rods ∅26 mm and turned rods ∅25 mm of BrKh08 alloy is shown in Fig. 3 and 4, respectively. In fig. 5. The appearance of drawn rods ∅21 mm of BrKh08 alloy is presented.
Для исследования макроструктуры от протянутых прутков ∅24 мм и ∅21 мм отобраны образцы длиной 30 мм с двух противоположных сторон прутков, замаркированы номерами 1 и 2. Макроструктура представлена на фиг. 6. На всех образцах металл от поверхности на глубину до имеет кристаллическое строение с характерным блеском. Дефекты в виде раковин, включений, расслоений и др., видимые без применения увеличительных приборов, отсутствуют.To study the macrostructure of drawn rods ∅24 mm and ∅21 mm, samples 30 mm long were selected from two opposite sides of the rods, marked with numbers 1 and 2. The macrostructure is presented in Fig. 6. On all samples, metal from the surface to a depth of has a crystalline structure with a characteristic luster. There are no defects in the form of shells, inclusions, delaminations, etc., visible without the use of magnifying devices.
Дополнительно в протянутых прутках сплава БрХ08 был проведен контроль УЗК. При УЗК дефектов ≥3 мм не обнаружено.Additionally, ultrasonic testing was carried out on drawn rods of BrKh08 alloy. Ultrasound examination revealed no defects ≥3 mm.
Испытание механических свойств прутков сплава БрХ08 ∅24 мм и ∅21 мм произвели на термообработанных образцах при 20°С в соответствии с ТУ 48-21-197. Результаты контроля соответствуют предъявляемым требованиям и приведены в таблице 4.The mechanical properties of BrKh08 alloy rods ∅24 mm and ∅21 mm were tested on heat-treated samples at 20°C in accordance with TU 48-21-197. The control results meet the requirements and are shown in Table 4.
Заявленное техническое решение опробовано в производственных условиях на АО «Металлургический завод «Электросталь» с положительным результатом. Предложенное решение обеспечивает получение требуемого химического состава и низкое содержание вредных примесей. Механические свойства протянутых прутков сплава БрХ08 в размерах ∅24 мм и ∅21 мм соответствуют предъявляемым требованиям.The declared technical solution was tested under production conditions at JSC Electrostal Metallurgical Plant with positive results. The proposed solution ensures the required chemical composition and low content of harmful impurities. The mechanical properties of drawn rods of BrKh08 alloy in sizes ∅24 mm and ∅21 mm meet the requirements.
Таким образом, предложенный способ позволяет получить прутки из малолегированных жаропрочных сплавов на медной основе с использованием традиционных металлургических технологий и стандартного металлургического оборудования, а также гарантирует выполнение требований по химическому составу и обеспечивает высокий уровень механических свойств.Thus, the proposed method makes it possible to produce rods from low-alloy heat-resistant copper-based alloys using traditional metallurgical technologies and standard metallurgical equipment, and also guarantees compliance with the requirements for chemical composition and provides a high level of mechanical properties.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2807260C1 true RU2807260C1 (en) | 2023-11-13 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2327807C2 (en) * | 2006-07-20 | 2008-06-27 | ОАО "Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов" | Method of thermo deformative treatment of bars out of chromium bronze |
RU84018U1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-06-27 | Открытое акционерное общество "Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов" | CHROME BRONZE BAR WITH STABLE SIDE SURFACE |
RU2378403C2 (en) * | 2007-12-10 | 2010-01-10 | Сергей Алексеевич Костин | Method of ingot receiving from precipitation hardening low alloy on basis of copper and manufacturing method from it of metal production |
RU2416672C1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-20 | Татьяна Игоревна Андреева | Procedure for treatment of semi-finished product out of low alloyed disperse-hardening copper alloy with contents of nickel to 1,6 %, berrilium 0,2-0,8 % and titanium to 0,15 % |
RU2484175C1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Cu-Cr SYSTEM ULTRAFINE COPPER ALLOY AND METHOD OF ITS PRODUCTION |
JP7166308B2 (en) * | 2020-03-31 | 2022-11-07 | 日立建機株式会社 | deep foundation excavator |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2327807C2 (en) * | 2006-07-20 | 2008-06-27 | ОАО "Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов" | Method of thermo deformative treatment of bars out of chromium bronze |
RU2378403C2 (en) * | 2007-12-10 | 2010-01-10 | Сергей Алексеевич Костин | Method of ingot receiving from precipitation hardening low alloy on basis of copper and manufacturing method from it of metal production |
RU84018U1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-06-27 | Открытое акционерное общество "Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов" | CHROME BRONZE BAR WITH STABLE SIDE SURFACE |
RU2416672C1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-20 | Татьяна Игоревна Андреева | Procedure for treatment of semi-finished product out of low alloyed disperse-hardening copper alloy with contents of nickel to 1,6 %, berrilium 0,2-0,8 % and titanium to 0,15 % |
RU2484175C1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Cu-Cr SYSTEM ULTRAFINE COPPER ALLOY AND METHOD OF ITS PRODUCTION |
JP7166308B2 (en) * | 2020-03-31 | 2022-11-07 | 日立建機株式会社 | deep foundation excavator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5141566A (en) | Process for manufacturing corrosion-resistant seamless titanium alloy tubes and pipes | |
KR100528090B1 (en) | Metal article with fine uniform structures and textures and process of making same | |
CN106164306B (en) | Copper alloy wire and method for producing same | |
KR910009976B1 (en) | Method for manufacturing tubes | |
CN102016090A (en) | High-strength Ni-base alloy pipe for use in nuclear power plants and process for production thereof | |
JP2008163361A (en) | Method for producing magnesium alloy thin sheet having uniformly fine crystal grain | |
RU2536614C2 (en) | Production of bars and thin wires from titanium-nickel system alloy with shape memory effect | |
JP7350805B2 (en) | Method for manufacturing deformed semi-finished products from aluminum-based alloy | |
CN107709585A (en) | Electronic electric equipment copper alloy, electronic electric equipment copper alloy plastic working material, electronic electric equipment component, terminal and busbar | |
US20050207933A1 (en) | Cu-based alloy and method of manufacturing high strength and high thermal conductive forged article using the same | |
CN101797679B (en) | Method for manufacturing high-purity metal wire | |
RU2771342C1 (en) | METHOD FOR PRODUCING LONG-LENGTH SEMI-FINISHED PRODUCTS FROM TiNiHf ALLOYS WITH HIGH-TEMPERATURE SHAPE MEMORY EFFECT | |
RU2807260C1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING BRONZE RODS “БрХ08” | |
CN110788141B (en) | Seamless steel tube, manufacturing method and high-pressure gas cylinder thereof | |
US3920411A (en) | Aluminum alloy electrical conductor and method for making same | |
CN113333696B (en) | CuAlFeNi crystallizer copper plate back plate, parent metal and machining method thereof | |
KR20170045273A (en) | Cast titanium slab for use in hot rolling and unlikely to exhibit surface defects, and method for producing same | |
JP5382518B2 (en) | Titanium material | |
RU2694098C1 (en) | Method of producing semi-finished products from high-strength nickel alloys | |
WO2021133196A1 (en) | Method of manufacturing tubular products from a zirconium alloy | |
RU2353683C2 (en) | Method of preforming from ingots of high-tin bronze | |
NO143866B (en) | PROCEDURE FOR CONTINUOUS PREPARATION OF BODY MATERIAL OF AN ALUMINUM ALLOY | |
RU2635650C1 (en) | Method of thermomechanical processing of high-alloyed pseudo- (titanium alloys alloyed by rare and rare-earth metals | |
RU2808615C1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING RODS WITH DIAMETER OF 8-60 mm FROM LOW-ALLOYED HEAT-RESISTANT COPPER-BASED ALLOYS | |
RU2769966C1 (en) | Method for production of bronze profile |