SU1567341A1

SU1567341A1 - Method of producing profile articles having longitudinal internal canals

Info

Publication number: SU1567341A1
Application number: SU874205914A
Authority: SU
Inventors: Юрий Георгиевич Ермаков
Original assignee: Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Энергетического Машиностроения
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1990-05-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, а именно к способам изготовлени профильных изделий с продольными внутренними каналами из листового материала, и может быть использовано при изготовлении термомеханических изделий. Цель изобретени - расширение технологических возможностей за счет получени нового функционального материала. На одной стороне листа из титана выполн ют замкнутые с концов параллельные канавки, которые заполн ют расплавленным никелем. После охлаждени и затвердени никел лист свертывают внутрь канавками в плотный многослойный рулон, ось которого параллельна направлению канавок. Торцы полученной заготовки плотно сжимают, а замыкающую кромку заваривают аргонодуговой сваркой. Затем рулон профилируют до получени , например, квадратного сечени . Осуществл ют диффузионный отжиг полученной заготовки в вакууме при температуре 950...1150°С в течение 20 ч. В результате такого отжига происходит диффузи никел в титан и освобождение канавок от никел . После охлаждени торцы заготовки отрезают до вскрыти каналов. Способ предусматривает получение профильного издели со сквозными продольными каналами с одновременным получением нового функционального материала - никелида титана.The invention relates to mechanical engineering, in particular to methods for the manufacture of core products with longitudinal internal channels of sheet material, and can be used in the manufacture of thermomechanical products. The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by obtaining a new functional material. On one side of a sheet of titanium, parallel grooves closed at the ends are made, which are filled with molten nickel. After cooling and hardening of the nickel, the sheet is rolled inward into grooves in a dense multi-layer roll, the axis of which is parallel to the direction of the grooves. The ends of the resulting billet tightly compressed, and the closing edge of the brewed argon-arc welding. Then the roll is profiled to obtain, for example, square section. Diffusion annealing of the obtained billet is carried out in vacuum at a temperature of 950 ... 1150 ° C for 20 hours. As a result of this annealing, nickel diffuses into titanium and nickel grooves are freed. After cooling, the ends of the billet cut to open channels. The method involves obtaining a profile product with through longitudinal channels with simultaneous production of a new functional material - titanium nickelide.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к способам изготовлени профильных изделий с продольными внутренними каналами из листового материала и может быть использовано при изготовлении термомеханических изделий любой заданной формы.The invention relates to mechanical engineering, in particular to methods for the manufacture of core products with longitudinal internal channels of sheet material and can be used in the manufacture of thermomechanical products of any desired shape.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей за счет получени нового функционального материала.The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by obtaining a new functional material.

Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.

На одной стороне металлического листа из титана выполн ют замкнутые с концов параллельные канавки. Затем полученные канавки заполн ют наполнителем, в качестве которого используют расплав никел . После охлаждени и затвердени последнего лист свертывают в рулон внутрь канавки в плотный многослойный рулон с осью, параллельной направлению канавок , с плотно зажатыми торцами. Затем электродуговой сваркой в атмосфере защитных газов осуществл ют продольное сваривание рулона по его замыкающей кромке. После этого рулон профилирует до получени заданной формы в поперечном сечении и заданной длины. Затем профильную заготовку подвергают реактивному диффузионному отжигу в вакууме при 950.- 1150°С в течение 5-20 ч. В результате такого отжига образовалс ни- келид титана, вследствие полной диффузии никел из зоны канавок в титан с образованием полости в местах каналов . Полное удаление никел из каналов происходит вследствие значительного превышени (в 10000 раз) коэффициента диффузии никел в титан по сравнению с коэффициентом самодиффузии титана при указанной температуре. После охлаждени за- готовки отрезают ее торцы до вскрыти каналов.On one side of a titanium metal sheet, parallel grooves are closed at the ends. The resulting grooves are then filled with a filler, in which nickel melt is used. After cooling and hardening of the latter, the sheet is rolled into a roll inside the groove in a dense multi-layer roll with an axis parallel to the direction of the grooves, with tightly clamped ends. Then, electric arc welding in an atmosphere of protective gases is carried out by longitudinal welding of the coil along its closing edge. After that, the roll profiles to a given cross-sectional shape and length. Then, the profile blank is subjected to reactive diffusion annealing in vacuum at 950.– 1150 ° C for 5–20 h. As a result of this annealing, titanium nickelide is formed due to the complete diffusion of nickel from the zone of titanium grooves with the formation of a cavity in the channels. The complete removal of nickel from the channels occurs due to a significant excess (by 10,000 times) of the diffusion coefficient of nickel into titanium compared to the self-diffusion coefficient of titanium at the indicated temperature. After cooling, the cut is cut off its ends before opening the channels.

Полученное монолитное изделие из сплава никелида титана с герметизированными друг от друга продольными отверсти ми может быть использовано в качестве функционального термомеханического издели с присущими ему свойствами пам ти, с эффектом сверхупругости, свойствами демпфировани и т.п.The obtained monolithic product from nickelide titanium alloy with sealed longitudinal holes can be used as a functional thermomechanical product with inherent memory properties, with superelasticity, damping properties, etc.

При этом необходимые свойства и деформационные формоизменени могут быть получены способами, известными из металловедени сплавов с эффектом пам ти ф ормы.At the same time, the necessary properties and deformation of the form can be obtained by methods known from the metallurgy of memory alloys.

Пример. Изготавливают профильное изделие длиной до 0,5 м с по перечным сечением 40 АО мм с отверс ти ми диаметром 3 мм из сплава никелида титана марки ТН1 (состав: 55% никель + 45% титан) .Example. A profile product is made with a length of up to 0.5 m with a cross section of 40 AO mm with holes 3 mm in diameter made from an alloy of titanium nickelide titanium alloy (composition: 55% nickel + 45% titanium).

На одной из сторон металлического листа 1 из титана ПТЭМ-1 (ТУ 48-10- 22-73) толщиной 5 мм выполн ют замкнутые с концов параллельные канавки 2 глубиной и шириной 3 мм, например , путем прокатки между валками, один из которых гладкий, а другой рифленый или с продольным оребре- нием.On one side of the metal sheet 1 of titanium PTEM-1 (TU 48-10-22-73) with a thickness of 5 mm, parallel grooves 2 with a depth and width of 3 mm are closed at the ends, for example, by rolling between rollers, one of which is smooth and the other is grooved or with longitudinal ribbing.

Полученные канавки 2 заполн ют расплавленным никелем 3 марки ГШК1 ВЛ7 (ТУ14-12-03-65). После охлаждени и- затвердевани никел 3 лист 1 путем изгиба на оправке диаметромThe resulting grooves 2 are filled with molten nickel 3 grade GSHK1 VL7 (TU14-12-03-65). After cooling and solidification of nickel 3 sheet 1 by bending on a mandrel with a diameter

67341,467341.4

3 мм свертывают внутрь канавками 2 в плотным многослойный рулон 4 с осью, параллельной направлению канавок 2, и с плотно сжатым торцовыми концами 5 и 6, после чего сваривают по торцам-л по замыкающей кромке 7 аргонодуговой сваркой неплав щимс электродом. Затем рулон 4 профили«0 руют до получени квадратного стержн 8 с размерами 40 х 40 мм. Полученный стержень в вакууме 1 Па при 1150 С в течение 20 ч подвергают реактивному диффузионному отжигу дл 3 mm is rolled inside the grooves 2 into a dense multilayer roll 4 with an axis parallel to the direction of the grooves 2, and with tightly compressed end ends 5 and 6, after which they are welded to the ends-l by argon-arc welding with a non-consumable electrode. Then, the roll 4 profiles " 0 ruto to obtain a square rod 8 with dimensions of 40 x 40 mm. The obtained rod in vacuum of 1 Pa at 1150 C for 20 h is subjected to reactive diffusion annealing for

jc превращени титана и никел в ннке- лид титана марки ТН1 и освобождени канавок 2 от никел 3 путем диффузионного ухода в окружающий его титан. После охлаждени стержн 8jc converting titanium and nickel into nankalid titanium brand TH1 and freeing the grooves 2 from nickel 3 by diffusion care to the surrounding titanium. After cooling the rod 8

2Q торцовые концы 5 и 6 отрезают до вскрыти сквозных отверстий 9 его продольной лерфорации.2Q, the end ends 5 and 6 are cut to open the through holes 9 of its longitudinal lerforation.

Использование изобретени позвол ет значительно расширить техноло25 гнческие возможности способов изготовлени профильных изделий с про- ,дольной сквозной перфорацией отверс- ти ми различной наперед заданной формы и расположени . При этом обеспе ,Q чиваетс возможность получени функциональных термомеханических изделий любой заданной формы поперечного сечени , любой конфигурации по длине, любой заданной программой вариации про влени эффекта пам ти формы при изменении температуры готового издели или эффекта сверхупругости , что обеспечивает расширение области применени профильных 4Q изделий с продольной перфорацией при изготовлении конструкций, узлов, машин и механизмов различного назначени с совмещением в них свойств термомеханических силовых приводов д с эффектом пам ти формы.The use of the invention makes it possible to significantly expand the technological capabilities of the methods for the manufacture of core products with pro- longitudinal perforations through holes with various pre-shaped shapes and locations. At the same time, Q ensures the possibility of obtaining functional thermomechanical products of any given cross-sectional shape, any configuration along the length, any given program variation of the shape memory effect when the temperature of the finished product or the superelasticity changes, thereby expanding the scope of the profile 4Q products with longitudinal perforation in the manufacture of structures, components, machines and mechanisms for various purposes with the combination in them of the properties of thermomechanical power drive ov d with shape memory effect.

Изготавливаемые по предлагаемому способу издели могут быть эффективно использованы в качестве силовых элементов приводов теплообменников , нагревателей, конденсаторов, гидрокабелей, пневмокабелей, реакционных блоков, фильтров, распылителей , тепловых труб, газостатических и газодинамических подшипников, термоизол торов, шумопоглотителей, амортизаторов, элементов с регулируемой плавучестью дл судовых конструкций , чеистых элементов конструкций летательных аппаратов, ох35Produced according to the proposed method, the products can be effectively used as power elements for drives of heat exchangers, heaters, condensers, hydrocables, pneumocables, reaction blocks, filters, sprays, heat pipes, gas-static and gas-dynamic bearings, thermal insulators, noise absorbers, shock absorbers, and elements with adjustable buoyancy for ship designs, cellular elements of aircraft structures, oh35

5050

5555

5five

лаждаемых турбинных лопаток, само- эакрепл емых элементов конструкций самосооружающихс элементов и конструкций .mounted turbine blades, self-reinforcing structural elements of self-supporting elements and structures.

дольное сваривание рулона по замыкающей кромке, его профилирование, отрезку концевых участков рулона со вскрытием канавок, удаление из канавок наполнител , отличаюLongitudinal welding of the roll along the closing edge, its profiling, cutting off the end sections of the roll with opening the grooves, removal of the filler from the grooves, I distinguish

Claims

Invention Formula

The method of making profiled products with longitudinal internal channels, including making closed at the ends of parallel grooves on one side of the sheet blank, filling them with filler material, rolling the sheet blank with a bend parallel to the axis of the grooves in a multilayer roll, by I.Nikolaeva Editor M.Tovtin Tekhred L .Oliynyk Proofreader M.Sharoshi

Order 1288

Circulation 635

VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5

Production and publishing plant Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101

technological capabilities due to obtaining a new functional material, sheet

the billet is made of titanium, nickel is used as a filler, removal of the accumulator from the grooves is carried out before cutting

end sections of the coil by diffusion annealing.

Subscription