SU963583A1

SU963583A1 - Method of producing refractory material articles

Info

Publication number: SU963583A1
Application number: SU813262725A
Authority: SU
Inventors: Иван Николаевич Потапов; Александр Григорьевич Лунев; Эдуард Николаевич Ларин; Станислав Александрович Козерадский; Сергей Михайлович Горбатюк; Анатолий Александрович Шегай; Вячеслав Георгиевич Михайлов; Николай Яковлевич Ткаченко; Владимир Игоревич Познанский
Original assignee: Московский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Стали И Сплавов
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1982-10-07

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ(54) METHOD FOR OBTAINING PRODUCTS FROM FISHER

МЕТАЛЛОВMETALS

1one

Изобретение относитс к области металлургического производства, а именно к технологии получени изделий из тугоплавких металлов и сплавов.The invention relates to the field of metallurgical production, in particular, to the technology of obtaining products from refractory metals and alloys.

Известен способ получени изделий из металлов, включающий поперечно-винтовую прокатку слитков на трехвалковом стане.There is a known method for producing articles from metals, including cross-helical rolling of ingots in a three-roll mill.

По этому способу слиток, нагретый до 1200°С, прокатывают в трех валках, развернутых на угол подачи 20-45° с обжатием за проход 25-50%.According to this method, the ingot heated to 1200 ° C is rolled in three rolls, which are rotated at a feed angle of 20-45 ° with a compression per pass of 25-50%.

Недостатком этого способа вл етс то, что при прокатке в трех валках, развернутых на угол подачи, структура прорабатываетс неравномерно по всему сечению.The disadvantage of this method is that when rolling in three rolls, which are turned at the feed angle, the structure is unevenly worked out over the whole section.

Наиболее интенсивно структура прорабатываетс в кольцевой зоне поперечного сечени , тогда как в центральной части структура остаетс непроработанной. При последующем деформировании таких прутков инструментом скольжени (прессование, ковка ) интенсивные сдвиговые деформации происход т в основном в периферийных сло х, при этом центральные слои прорабатываютс незначительно.The structure is most intensively worked through in the annular zone of the cross section, while in the central part the structure remains undeveloped. Upon subsequent deformation of such rods with a slip tool (pressing, forging), intense shear deformations occur mainly in the peripheral layers, while the central layers are worked out slightly.

Слитки тугоплавких металлов, например молибдена, имеют грубую крупнокристаллическую структуру. Кристаллиты ориентированы вдоль оси слитка и достигают нескольких дес тков миллиметров в длину и 2-10 мм в поперечнике.Refractory metal ingots, such as molybdenum, have a coarse, coarse-crystalline structure. The crystallites are oriented along the axis of the ingot and reach several tens of millimeters in length and 2-10 mm in diameter.

При поперечно-винтовой прокатке в трехвалковом стане слитков из тугоплавких металлов структура прорабатываетс только в кольцевой зоне. В осевой зоне остаютс практически недеформированные кристаллиты .During the helical rolling in a three-roll mill of ingots of refractory metals, the structure is worked out only in the annular zone. Virtually undistorted crystallites remain in the axial zone.

Известен способ получени изделий из The known method of obtaining products from

10 тугоплавких металлов молибдена, вольфрама и их сплавов, включающий операцию прессовани слитка в пруток и последующие операции продольной прокатки, ковки, волочени в различной последовательности 15 в зависимости от вида издели .10 refractory metals of molybdenum, tungsten and their alloys, including the operation of pressing an ingot into a rod and the subsequent operations of longitudinal rolling, forging, drawing in various sequences 15, depending on the type of product.

Недостатком этого способа вл етс высока анизотропи физико-механических свойств и низкое качество изделий. . Это обусловлено тем, что схемы напр женно-деформированного состо ни при обработке методом продольной прокатки, ковки , вл ютс неблагопри тными дл обработки полуфабрикатов из тугоплавких металлов , полученных прессованием.The disadvantage of this method is the high anisotropy of the physicomechanical properties and the low quality of the products. . This is due to the fact that the schemes of the stress-strain state during the longitudinal rolling treatment, forging, are unfavorable for the processing of semi-finished products from refractory metals obtained by pressing.

После прессовани заготовок из молибдена и вольфрама полученный полуфабрикат-пруток или сутунка имеют сильно выраженную продольно-строчечную, волокнистую структуру. При последующей про-, дольной прокатке вдоль оси полуфабриката текстура деформации принимает еще более выраженный характер. С увеличением степени деформации положение плоскостей скольжени все больше приближаетс к направлению прокатки, зерна выт гиваютс в направлении наибольщей деформации.After extrusion of molybdenum and tungsten blanks, the obtained semi-finished bar or billet has a strongly pronounced longitudinal-line, fibrous structure. During the subsequent pro-longitudinal rolling along the axis of the semifinished product, the deformation texture takes on an even more pronounced character. With an increase in the degree of deformation, the position of the slip planes increasingly approaches the direction of rolling, the grains stretch in the direction of the greatest deformation.

Дл раздроблени волокнистой-структуры изделий, полученных продольной прокаткой прессованных полуфабрикатов примен ют операцию ковки. Деформаци при ковке носит дискретный характер. Изменение деформации по длине издели носит немонотонный характер, имеет рковыраженные пики. Ковка изделий из тугоплавких металлов, полученных продольной прокаткой прессованных полуфабрикатов, затруднена , так как плоскости скольжени в кристаллитах в основном направлены вдоль оси издели и плотность таких изделий в поперечном направлении низка. Поэтому при ковке после продольной прокатки образуютс поперечные трещины, которые привод т к браку.For crushing the fibrous structure of products obtained by longitudinal rolling of extruded semi-finished products, a forging operation is used. The deformation during forging is discrete. The change in the deformation along the length of the product is non-monotonic, has pronounced peaks. Forging products from refractory metals obtained by longitudinal rolling of pressed semi-finished products is difficult, since the slip planes in crystallites are mainly directed along the product axis and the density of such products in the transverse direction is low. Therefore, during forging after longitudinal rolling, transverse cracks are formed, which lead to scrap.

Применение операции ковки после прессовани полуфабрикатов имеет существенный недостаток.The use of forging operations after pressing semi-finished products has a significant drawback.

Прессованные заготовки из тугоплавких металлов и сплавов имеют волокнистую структуру, волокна выт нуты вдоль оси полуфабрикатов. Поэтому металл имеет низкие пластические свойства в поперечном направлении и деформаци таких заготовок в поперечном направлении затруднена . Ковка прессованных заготовок из тугоплавких металлов приводит к по влению поперечных трещин.Pressed billets of refractory metals and alloys have a fibrous structure, the fibers are elongated along the axis of the semi-finished products. Therefore, the metal has low plastic properties in the transverse direction and the deformation of such blanks in the transverse direction is difficult. Forging pressed billets of refractory metals leads to the appearance of transverse cracks.

Наиболее близким к изобретению техническим решением вл етс способ получени изделий из тугоплавких металлов, вклю чающий прессование заготовок, их поперечно-винтовую прокатку в двухвалковом стане с последующими операци ми продольной прокатки, ковки и волочени заготовок.The closest technical solution to the invention is a method for producing products from refractory metals, including pressing the billets, their cross-helix rolling in a two-roll mill with the subsequent operations of longitudinal rolling, forging and drawing the billets.

гтrm

При прессовании слитка через матрицуWhen pressing an ingot through a matrix

структура металла прорабатываетс неравномерно . Из-за неравномерности распределени сдвиговых деформаций по сечению наиболее интенсивные сдвиговые деформации развиваютс в периферийной части заготовки в приконтактной области металла с деформирующим инструментом.the structure of the metal is uneven. Due to the uneven distribution of shear deformations across the cross section, the most intense shear deformations develop in the peripheral part of the workpiece in the contact area of the metal with the deforming tool.

Поэтому структура металла в периферийных част х проработана значительно лучше , чем в осевой зоне.Therefore, the structure of the metal in the peripheral parts is worked out much better than in the axial zone.

При последующей винтовой прокатке в двухвалковом стане линии скольжени пересекаютс в осевой зоне заготовки. Это приводит к тому, что в этом случае наиболее интенсивнее структура прорабатываетс в осевой зоне заготовки и в приконтактной зоне. При этом в кольцевой зоне структура остаетс проработанной недостаточно. При последующем деформировании методами продольной прокатки, ковки, волочени этот дефект не устран етс , что приводит к неравномерности проработки структуры по сечению и обуславливает неравномерность физико-механических свойств металла по сечению и снижение качества -изделий.During subsequent helical rolling in a two-roll mill, the sliding lines intersect in the axial zone of the billet. This leads to the fact that in this case the structure is most intensively worked through in the axial zone of the workpiece and in the contact zone. In this case, in the annular zone, the structure remains insufficiently developed. Subsequent deformation by the methods of longitudinal rolling, forging, and drawing, this defect is not eliminated, which leads to unevenness in the development of the structure over the cross section and causes the unevenness of the physicomechanical properties of the metal over the cross section and a decrease in the quality of the parts.

Целью изобретени вл етс улучшение качества изделий путем повыщени равномерности преобразовани структуры по всему сечению заготовок.The aim of the invention is to improve the quality of products by increasing the uniformity of transformation of the structure over the entire section of the blanks.

Цель достигаетс тем, что по способу получени изделий из тугоплавких металлов , включающему прессование заготовок, их поперечно-винтовую прокатку в двухвалковой клети с последующими операци ми продольной прокатки, ковки и волочени , после поперечно-винтовой прокатки в двух валковом стане провод т поперечновинтовую прокатку в трехвалковом стане с выт жкой, равной 1,2-5 за проход.The goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining products from refractory metals, including pressing of billets, their cross-helical rolling in a two-roll stand with subsequent longitudinal rolling, forging and drawing, after cross-helical rolling in a two-roll mill, shear a three-roll mill with a stretch of 1.2-5 per pass.

На фиг. 1 показана макроструктура молибденового прутка поперечно-винтовой прокаткой слитка; на фиг. 2 - макроструктура прессованного прутка из молибдена, продольное направление; на фиг. 3 - макроструктура прутка, прокатанного в двухвалковом стане поперечно-винтовой прокатки после прессовани слитка, продольное направление; на фиг. 4 - макроструктура молибденового прутка, прокатанного в трехвалковом стане после деформировани в двухвалковом стане, продольное направление .FIG. 1 shows the macrostructure of molybdenum rod by helical rolling of an ingot; in fig. 2 - the macrostructure of the extruded molybdenum rod, the longitudinal direction; in fig. 3 - macrostructure of a bar rolled in a two-roll helical rolling mill after pressing an ingot, longitudinal direction; in fig. 4 shows the macrostructure of molybdenum rod rolled in a three-roll mill after being deformed in a two-roll mill, longitudinal direction.

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

Заготовку, полученную прессованием и последующей поперечно-винтовой прокаткой в двухвалковом стане, нагревают до температуры деформации и затем деформируют с выт жкой 1,2-5 в трехвалковом стане в калибре, образованном трем валками, развернутыми на угол подачи и раскатки. Далее производ т продольную прокатку, ковку, волочение заготовок. Последовательность данных операций может быть различна.The billet obtained by pressing and subsequent cross-helical rolling in a two-roll mill is heated to a deformation temperature and then deformed with a 1.2-5 stretch in a three-roll mill in a caliber formed by three rollers turned at an angle of feed and rolling. Further, longitudinal rolling, forging, and drawing of blanks are performed. The sequence of these operations may be different.

В процессе деформировани в трехвалковом стане наиболее интенсивные сдвиговые локализуютс в зоне пересечени линий скольжени металла, характерной дл трехвалковой схемы - кольцевой зоне поперечного сечени . Это позвол ет преобразовать структуру в этой зоне заготовки. При этом происходит выравнивание степени проработки структуры по всему сечению, что приводит к устранению анизотропии физико-механических свойств по сечению и улучшению качества изделий.In the process of deformation in a three-roll mill, the most intense shear are localized in the intersection zone of the metal slip lines characteristic of the three-roll scheme - the annular zone of the cross section. This allows the structure to be transformed in this area of the workpiece. When this occurs, the degree of development of the structure is equalized throughout the cross section, which leads to the elimination of the anisotropy of the physicomechanical properties over the cross section and an improvement in the quality of the products.

Деформирование осуществл ют с выт жками ju 1,2-5 за, проход. Диапазон выт жек выбран на основе проведенных исследований . При прокатке с выт жкой меньше, чем ft 1,2, структура металла . не преобразуетс в кольцевой зоне поперечного сечени . Преобразуетс лишь структура приконтактной , периферийной зон..Это не позвол ет получать издели высокого качества с равномерно проработанной структурой. При прокатке с выт жками больше, чем /« 5, происходит разрушение металла в кольцевой зоне, что приводит к браку и потер м металла. Применение последовательности деформировани прессованных прутков сначала в двухвалковом стане, а затем в трехвалковом наиболее эффективно и с точки зрени производительности пресса , так как прокатку в двухвалковом стане прутков большего диаметра можно осушествл ть с повышенными выт жками за проход, чем прокатку -заготовок меньшего диаметра, полученных после прокатки в трехвалковом стане. Это вызвано тем, что после прокатки в трехвалковом стане прессеванного прутка осева зона металла прорабатываетс недостаточно. При этом диаметр заготовки становитс настолько малым, что возрастает вли ние геометрического фактора на повышение веро тности вскрыти полости при прокатке в двухвалковом стане. Значение критических обжатий снижаетс . Это усугубл етс еше тем, что с уменьшением диаметра заготовки возрастает количество циклов знакопеременной деформации за счет уменьшени шага подачи . А это также снижает значени критических обжатий, что отрицательно вли ет на качество изделий и снижает значение выт жки при прокатке, а следовательно, и производительность процесса.The deformation is carried out with stretches ju 1.2-5 per pass. The range of stretches is selected based on the studies performed. When rolling with a draw less than ft 1.2, the metal structure. does not translate into an annular cross section area. Only the structure of the near-contact, peripheral zones is converted. This does not allow to obtain high-quality products with a uniformly developed structure. When rolling with stretches greater than / 5, metal is destroyed in the annular zone, which leads to scrap and metal loss. The use of a sequence of deforming pressed rods first in a two-roll mill and then in a three-roll mill is most effective from the point of view of press performance, since rolling in a two-roll mill of bars of larger diameter can be carried out with increased stretches per pass after rolling in a three-roll mill. This is because after rolling in a three-roll mill of a pressed rod, the axial zone of the metal is not sufficiently worked through. At the same time, the diameter of the workpiece becomes so small that the influence of the geometrical factor on the increase in the probability of opening the cavity increases during rolling in a two-roll mill. The value of critical reductions is reduced. This is aggravated even more by the fact that as the diameter of the workpiece decreases, the number of cycles of alternating deformation increases due to a decrease in the feed pitch. And this also reduces the values of critical reductions, which negatively affects the quality of the products and reduces the value of the extrusion during rolling, and consequently, the efficiency of the process.

Производительность процесса и качество изделий зависит от значени суммарной выт жки, котора равна произведению значений выт жки в двухвалковом стане ft и при прокатке в трехвалковом стане /Ij Значение суммарной выт жки Яг /2/«j будет тогда максимальным, когда значени 2 и JUj будут наивысшими. Так как вли ние геометрического фактора на значение критических обжатий при прокатке в трехвалковом стане незначительно, то допустимое значение выт жки ъ практически не зависит от последовательности операций. Поэтому значение будет тогда наивысшим, когда наивысшим будет значение при неизменном значении jWj. А это возможно только при деформировании прессованных прутков сначала в двухвалковом стане, а затем в трехвалковом стане.The productivity of the process and the quality of the products depends on the value of the total stretch, which is equal to the product of the stretch values in the two-roll mill and when rolling in the three-roll mill / Ij. the highest. Since the influence of the geometrical factor on the value of critical reductions during rolling in a three-roll mill is insignificant, the allowable value of stretching is practically independent of the sequence of operations. Therefore, the value will then be the highest when the highest is the value with the same value jWj. And this is possible only when deforming pressed rods, first in a two-roll mill, and then in a three-roll mill.

Применение процесса поперечно-винтовой прокатки заготовок малого диаметра в двухвалковом стане после прокатки прессованных прутков в трехвалковом стане Неэффективно и нецелесообразно.The application of the process of cross-helical rolling of small-diameter billets in a two-roll mill after rolling pressed rods in a three-roll mill. It is inefficient and impractical.

Пример. Двенадцать заготовок из молибдена марки МЧВП 098 мм были пропрессованы с выт жкой JM 6 в пруток диаметром 40 мм. Затем полученные прутки были прокатаны в вакууме на двухвалковом стане поперечно винтовой прокатки МИСИС-60 с выт жкой 1,78 за проход в пруток 030 мм. После этого прутки разделили на три группы и деформировали в трехвалковом стане поперечно-винтовой прокатки с выт жками:Example. Twelve molybdenum blanks of the MCHVP grade 098 mm were pressed with a JM 6 stretch into a bar 40 mm in diameter. Then, the obtained rods were rolled in vacuum on a two-roll mill transversely helical rolling MISIS-60 with a stretch of 1.78 per pass to a bar of 030 mm. After that, the rods were divided into three groups and deformed in a three-roll mill of helical rolling with stretches:

Группа Iju 1,2 до диаметра 27,4 ммGroup Iju 1.2 to a diameter of 27.4 mm

Группа llfi 2,25 до диаметра 20 мм Группа IIIu 5 до диаметра 34 ммGroup llfi 2.25 to a diameter of 20 mm Group IIIu 5 to a diameter of 34 mm

Исследовани макро- и микроструктуры полученных прутков показали, что у прутков группы I структура проработана более равномерно, чем у прутков после прокатки в двухвалковом стане. Однако зерна в кольцевой зоне более крупные, чем в осевой и приконтактной зонах. У прутков группы II структура проработана равномерно по всему сечению. У прутков группы III зона металла в кольцевой зоне мельче, чем осевой и приконтактной зонах. Это обуславливает повышение неравномерности проработки структуры по всему сечению и возможность по влени микроразрушений металла в этой зоне. .Studies of the macro and microstructures of the obtained rods showed that the rods of group I had a more uniform structure than those of rods after rolling in a two-roll mill. However, the grains in the annular zone are larger than in the axial and contact zones. In bars of group II, the structure is developed uniformly over the entire cross section. In rods of group III, the metal zone in the annular zone is smaller than the axial and contact zones. This leads to an increase in the uneven development of the structure over the entire cross section and the possibility of the occurrence of metal micro-destruction in this zone. .

При последуюшей продольной прокатке, ковке, волочении указанных прутков не наблюдалось образовани треш,ин, расслоений.During the subsequent longitudinal rolling, forging, and drawing of the indicated rods, the formation of trash, sanding, and bundles was not observed.

Предлагаемый способ примен етс на Узбекском комбинате тугоплавких и жаропрочных металлов (Уз КТЖиМ). По этому способу слитки из молибдена, вольфрама и их сплавов прессуют вдоль оси, а затем полученные прутки подвергают ковке, продольной прокатке, волочению в различной последовательности. Экономический эффект от внедрени способа составит 36 тыс. руб.The proposed method is applied at the Uzbek plant of refractory and heat-resistant metals (UZ KTZhIM). According to this method, ingots of molybdenum, tungsten and their alloys are pressed along the axis, and then the obtained rods are subjected to forging, longitudinal rolling, and drawing in different sequences. The economic effect from the introduction of the method will be 36 thousand rubles.

Claims

Invention Formula

The method of obtaining products from refractory metals, including pressing the blanks, their cross-helix rolling in a two-roll mill with the subsequent operations of longitudinal rolling, forging and drawing the blanks, characterized in that, with the aim of improving the quality of products by improving the uniformity of structure transformation throughout the section of the blanks , after the helical rolling in the two-roll mill, the cross-screw rolling of the billets in the three-roll mill with a stretch of 1.2-5 per pass is carried out.