UA17274U - Method of production of composite material - Google Patents
Method of production of composite material Download PDFInfo
- Publication number
- UA17274U UA17274U UAU200603470U UAU200603470U UA17274U UA 17274 U UA17274 U UA 17274U UA U200603470 U UAU200603470 U UA U200603470U UA U200603470 U UAU200603470 U UA U200603470U UA 17274 U UA17274 U UA 17274U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- package
- plates
- container
- forging
- steel
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 17
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 43
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000600039 Chromis punctipinnis Species 0.000 description 3
- 229910000848 Damascus steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015847 Hesperis matronalis Nutrition 0.000 description 1
- 240000004533 Hesperis matronalis Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001105 martensitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель відноситься до способу виготовлення металевих композитних матеріалів зі сталей різного 2 хімічного складу, з'єднаних у моноліт, для отримання матеріалу з особливими функціональними і естетичними властивостями, наприклад декоративного узору ножового леза, характерного для дамаської сталі.The useful model refers to the method of manufacturing metal composite materials from steels of different 2 chemical composition, connected into a monolith, to obtain a material with special functional and aesthetic properties, for example, a decorative pattern of a knife blade, characteristic of Damascus steel.
Існує ряд відомих способів отримання композитів з'єднанням сплавів металів. Серед цих способів найбільш поширеним є ковальське зварювання, при якому дві або більше розігріті заготовки сполучають куванням або гарячим плющенням |Кобелев А.Г., Кузнецов Е.В. Технологи слоистьїх материалов - М."Металургія", 1991.- 70 247с4. Цей спосіб широко застосовують для отримання композиційної сталі, коли нелеговану або низьколеговану сталь сполучають з неіржавіючою сталлю, одержуючи композит. Однак можливості його обмежені через окислювання поверхонь, що зварюються, при куванні. У такий спосіб одержують композити, що складаються з невеликої кількості шарів вуглецевих сталей. Проте, якщо йдеться про композити, що складаються з двох або більше неіржавіючих сталей різного хімічного складу, можливості ковальського 12 зварювання обмежені, бо з технічних причин таким шляхом важко з'єднати неіржавіючі стали різних типів, наприклад мартенситні та аустенітні.There are a number of well-known methods of obtaining composites by joining metal alloys. Among these methods, the most common is blacksmith welding, in which two or more heated workpieces are joined by forging or hot flattening |Kobelev A.G., Kuznetsov E.V. Technologists of layered materials - M. "Metallurgy", 1991. - 70 247p4. This method is widely used to obtain composite steel, when unalloyed or low-alloyed steel is combined with stainless steel, obtaining a composite. However, its capabilities are limited due to oxidation of the surfaces to be welded during forging. In this way, composites consisting of a small number of layers of carbon steels are obtained. However, if we are talking about composites consisting of two or more stainless steels of different chemical composition, the possibilities of forge 12 welding are limited, because for technical reasons it is difficult to connect stainless steels of different types, for example, martensitic and austenitic.
Старовинні клинки і леза ножів часів залізного століття і середньовіччя іноді мають декоративні узори різного хімічного складу, що складають одне ціле з виробом. На стародавніх виробах можна бачити узори, одержані за допомогою металургійних процесів того часу Так звані жмоої2-поковки мають узори, одержані шляхом повільного охолоджування надевтектичних вуглецевих сталей. Інші є результатом застосування способу, при якому краплі рідких сталей різного хімічного складу тверднуть спільно, утворюючи заготівку для кування.Ancient blades and knife blades from the Iron Age and the Middle Ages sometimes have decorative patterns of different chemical composition that make up one whole with the product. On the ancient products, you can see patterns obtained with the help of metallurgical processes of that time. Others are the result of using a method in which drops of liquid steels of different chemical composition solidify together, forming a blank for forging.
Пізніше ковалі навчилися сполучати сталеві пластини різного хімічного складу ковальським зварюванням так, що шляхом надання пластичності і обробки в пластичному стані з подальшим травленням можна було одержувати високохудожні узори. Такі вироби, звичайно звані дамаськими поковками, у виробництві зброї в період з 22 раннього середньовіччя до часів вікінгів переважали, головним чином, тому, що з таких композиційних -о матеріалів можна було одержати поєднання міцного клинка із зносостійкою ріжучою крайкою.Later, blacksmiths learned to join steel plates of different chemical composition by blacksmith welding so that by providing plasticity and processing in a plastic state with subsequent etching, highly artistic patterns could be obtained. Such products, commonly known as Damascus forgings, dominated the production of weapons from the early Middle Ages to the Viking Age, mainly because such composite materials combined a strong blade with a wear-resistant cutting edge.
Ковальське зварювання звичайно застосовують для виготовлення особливих ножових лез і шабельних клинків, причому для цього можуть бути використані тільки такі типи сталей, які достатньо піддаються гарячій обробці і з'єднанню ковальським зварюванням. Це означає неможливість виготовлення ножових лез і клинків з З неіржавіючої сталі з дамаським узором шляхом використання класичних або відомих способів. Натомість вибір - матеріалів був обмежений низьколегованими сталями з можливими присадками фосфору або нікелю для поліпшення чіткості узору після травлення. счForge welding is usually used for the manufacture of special knife blades and saber blades, and for this purpose only such types of steel can be used that are sufficiently amenable to hot processing and joining by forge welding. This means the impossibility of making knife blades and blades from stainless steel with a Damascus pattern by using classical or well-known methods. Instead, the choice of materials was limited to low-alloy steels with possible additions of phosphorus or nickel to improve the clarity of the pattern after etching. high school
Відомі способи деформації куванням, прокаткою і пресуванням у контейнері металів, що легко окислюються, ча наприклад молібдену І(Корнеев Н.И., Певзнер С.Б., Разуваев Е.И., Скугарев И.Г. Обработка давлением 3о тугоплавких металлов и сплавов. - М.: "Металлургия". - 1967. - с.243). Заготовку з молібдену поміщають у -- сталевий контейнер і відкачують повітря, заварюють і піддають куванню, прокатці або пресуванню. Цей спосіб дозволяє одержувати гарячою деформацією вироби з металів, які легко окисляються при нагріванні.Known methods of deformation by forging, rolling and pressing in a container of easily oxidized metals, for example molybdenum I (Korneev N.Y., Pevzner S.B., Razuvaev E.Y., Skugarev I.G. splavov. - M.: "Metallurgy". - 1967. - p.243). The molybdenum billet is placed in -- a steel container and the air is pumped out, brewed and subjected to forging, rolling or pressing. This method makes it possible to obtain by hot deformation products made of metals that are easily oxidized when heated.
Відомі способи з'єднання різних металів куванням і прокаткою пакетів. Пакети готують таким чином, щоб при « нагріванні перед гарячою прокаткою або пресуванням не відбувалося окислювання поверхонь, що підлягають З з'єднанню. Для цього пакет герметизують електрозварюванням по периметру, обертають тонкими аркушами с дахового заліза, обмазують спеціальними пастами, а прокатку, купання або пресування проводять у вакуумі абоKnown methods of joining different metals by forging and rolling packages. Packages are prepared in such a way that during heating before hot rolling or pressing, oxidation of the surfaces to be joined does not occur. For this, the package is sealed by electric welding around the perimeter, wrapped with thin sheets of roofing iron, coated with special pastes, and rolling, bathing or pressing is carried out in a vacuum or
Із» захисній атмосфері (Голованенко С.А., Меандров Л.В. Производство биметаллов. - М.: "Металургія". - 1966.- с. 171). Неодмінною умовою надійного з'єднання є відсутність окислювання поверхонь металів, що з'єднуються, температура, тиск і відновлення поверхонь, що з'єднуються (ступінь деформації). Ці параметри залежать від розмірів пакета, стану поверхні, складу сталей, що з'єднуються, виду обробки тиском (прокатка, кування) і - умов деформації пакета. -І Перераховані вище способи хоча і дозволяють одержувати надійне з'єднання шарів різних сталей, але неприйнятні для виготовлення багатошарових композитних виробів, що поєднують високі функціональні і о естетичні властивості (велика кількість шарів і дрібний декоративний малюнок дамаської сталі при травленні). -і 20 Найближчим аналогом є спосіб виготовлення композитного металевого виробу (Патент Росії 2127195, пріор. 12.01.95, опубл. 10.03.99, В32815/18, С22С233/02, В22М7/04)), що включає розміщення в капсулі окремимиFrom" the protective atmosphere (S.A. Golovanenko, L.V. Meandrov. Production of bimetals. - M.: "Metalurgy". - 1966. - p. 171). An indispensable condition for a reliable connection is the absence of oxidation of the surfaces of the joining metals, temperature, pressure and recovery of the joining surfaces (degree of deformation). These parameters depend on the size of the package, the state of the surface, the composition of the joining steels, the type of pressure treatment (rolling, forging) and - the deformation conditions of the package. -I Although the methods listed above allow you to obtain a reliable connection of layers of different steels, they are unacceptable for the manufacture of multilayer composite products that combine high functional and aesthetic properties (a large number of layers and a small decorative pattern of Damascus steel during etching). -and 20 The closest analogue is the method of manufacturing a composite metal product (Russian Patent 2127195, prior. 12.01.95, publ. 10.03.99, B32815/18, C22С233/02, B22М7/04)), which includes placing in a capsule separate
Т» шарами щонайменше двох матеріалів з неіржавіючої сталі в контейнері, при цьому один з вказаних матеріалів до вказаного ущільнення складається з порошку, відкачування повітря, подальше закриття капсули і проведення вказаної обробки гарячим ізостатичним пресуванням (ГІП) при тиску бОМПА і температурі, що перевищує бо 10002С для отримання суцільного тіла. с Недоліками способу є трудомісткість у зв'язку з тим, що один з матеріалів використовують у вигляді порошку, необхідність видаляти повітря з капсули та проведення ізостатичного ущільнення порошку при температурі і тиску підвищує складність та енергоємність. Структура композита із-за притаманних способу особливостей, більш груба, характерна для спеченого порошку і з недостатньо чітко вираженими границями фаз 60 внаслідок дифузії при ізостатичному ущільненні.T" layers of at least two materials made of stainless steel in a container, while one of the specified materials to the specified seal consists of powder, pumping out air, further closing the capsule and carrying out the specified treatment by hot isostatic pressing (HIP) at a pressure of bOMPA and a temperature exceeding bo 10002C to obtain a solid body. c Disadvantages of the method are labor-intensiveness due to the fact that one of the materials is used in the form of a powder, the need to remove air from the capsule and carrying out isostatic compaction of the powder at temperature and pressure increases complexity and energy consumption. The structure of the composite, due to the inherent characteristics of the method, is coarser, characteristic of a sintered powder and with insufficiently defined phase boundaries 60 due to diffusion during isostatic compaction.
В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу виготовлення композитного матеріалу шляхом зміни умов підготовки та зварювання набору пластин принаймні з двох різних марок сталі куванням до одержання кінцевої товщини рівної 0,08 -0,12 первісної висоти контейнера, що забезпечить одержання композитного матеріалу з високою міцністю і пластичністю, зменшення енергоємності способу та надійне б5 з'єднання шарів різних сталей, що поєднують високі функціональні і естетичні властивості.The basis of the useful model is the task of improving the method of manufacturing composite material by changing the conditions of preparation and welding of a set of plates from at least two different grades of steel by forging to obtain a final thickness equal to 0.08-0.12 of the original height of the container, which will ensure the production of a composite material with high strength and plasticity, reducing the energy intensity of the method and reliable b5 connection of layers of different steels, combining high functional and aesthetic properties.
Поставлена задача вирішується тим, що у способі виробництва композитного матеріалу, за яким проводять набір пластин принаймні з двох різних марок стали в пакет, заварку пакета в контейнер, нагрівання та обробку тиском шляхом кування. Згідно з корисною моделлю, перед набором пакета поверхні пластин спочатку піддають шліфуванню та знежиренню, по всій поверхні, включаючи торцьові і бічні поверхні. Отвір в контейнері виконують прямокутним, рівним розмірам пакета, відношення висоти пакета до його ширини виконують у межах 3 -4, а відношення товщини пластин пакета твердої складової до м'якої приймають від З до 4. Контейнер нагрівають до температури кування твердої складового пакета і проводять деформацію контейнера з пакетом, потім проковують у рівну смугу і повторюють операції до одержання кінцевої товщини рівної 0,08 -0,12 первісної 70 висоти контейнера з одного нагрівання.The task is solved by the fact that in the method of manufacturing a composite material, which involves the assembly of plates from at least two different grades of steel into a package, the sealing of the package into a container, heating and pressure treatment by forging. According to a useful model, before the set of the package, the surfaces of the plates are first subjected to grinding and degreasing, over the entire surface, including the end and side surfaces. The hole in the container is made rectangular, equal to the dimensions of the package, the ratio of the height of the package to its width is made within 3-4, and the ratio of the thickness of the plates of the hard component package to the soft one is taken from 3 to 4. The container is heated to the forging temperature of the hard component package and carried out deformation of the container with the package, then it is forged into an even strip and the operations are repeated until the final thickness is equal to 0.08 -0.12 of the original 70 height of the container from one heating.
В іншій конкретній формі виконання шліфовані і знежирені поверхні пластин піддають гальванічному покриттю металами, по всій поверхні, включаючи торцьові і бічні поверхні.In another specific form of execution, the polished and degreased surfaces of the plates are subjected to galvanic coating with metals, over the entire surface, including the end and side surfaces.
Деформацію контейнера з пакетом проводять ударами штампа рівномірно, нерівномірно або періодично по довжині.Deformation of the container with the package is carried out by blows of the stamp evenly, unevenly or periodically along the length.
Отриманий композиційний матеріал кують поперек шарів, а потім використовують як пластини пакета.The resulting composite material is forged across the layers and then used as package plates.
Причинно наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак способу і технічним результатом, що досягається, полягає у наступному.The causal relationship between the set of essential features of the method and the technical result achieved is as follows.
Застосування цього способу дозволяє з'єднувати в композитний виріб більшість вуглецевих і легованих, у тому числі і неїржавіючих сталей, що деформуються у гарячому стані. Товщина пластин, їхня кількість і хімічний склад сталей вибирають з умови одержання декоративних властивостей (різний колір травлення складового пакета, одержання дисперсного візерунка після травлення, твердого і м'якого складового композита), а також механічних властивостей і загартованості.The use of this method makes it possible to join the majority of carbon and alloyed, including stainless steels that deform in a hot state into a composite product. The thickness of the plates, their number, and the chemical composition of the steels are chosen based on the condition of obtaining decorative properties (different color etching of the component package, obtaining a dispersed pattern after etching, hard and soft component composite), as well as mechanical properties and hardening.
Спосіб не вимагає видалення повітря з контейнера. Захист від окислювання досягається за рахунок щільного розміщення пакета в контейнері, пластини укладаються впритул по всій площині, а отвір в контейнері прямокутний і відповідає розмірам пакета. Незначні залишки повітря поглинаються при нагріванні, за рахунок окислюванні внутрішніх стінок контейнера, окислювання пластин пакета також досить незначне, а тонкий шар но) окислів не перешкоджає зварюванню пакета.The method does not require removing air from the container. Protection against oxidation is achieved due to the dense placement of the package in the container, the plates are placed close together along the entire plane, and the opening in the container is rectangular and corresponds to the dimensions of the package. Insignificant air residues are absorbed during heating due to oxidation of the inner walls of the container, oxidation of the package plates is also quite insignificant, and a thin layer of oxides does not prevent the welding of the package.
Нагрівання пакета до температури кування сталей сприяє дифузійному з'єднанню шарів різних сталей в пакеті. «ІHeating the package to the forging temperature of the steels contributes to the diffusion connection of the layers of different steels in the package. "AND
Проведення гарячої деформації пакета з великими ступенями обтиснень і інтенсивно в часі з одного нагрівання сприяє руйнуванню окісних плівок, утворенню не окислених контактних поверхонь, що підсилює - взаємну дифузію атомів складові пластини пакета і зварювання пакета в монолітний композит. сіCarrying out hot deformation of the package with large degrees of crimping and intensively in time from one heating contributes to the destruction of oxide films, the formation of non-oxidized contact surfaces, which strengthens the mutual diffusion of the atoms of the constituent plates of the package and the welding of the package into a monolithic composite. si
Співвідношення висоти і ширини пакета вибирають 3-4, щоб при неминучому "бочкоутворенні" при куванні не відбувалося сильне відшарування контейнера від пакета. Крім того, при куванні високого пакета може - відбуватися втрата стійкості пакета. Висота контейнера вибирається так, щоб після кування до 0,08-0,15 ч первісної висоти пакета виходив композитний виріб необхідної товщини, а також щоб забезпечити високі ступені обтиснення Н-п од в5- яю Де Н - початкова висота пакета, п - кінцева висота пакета. Товщина стінокThe ratio of the height and width of the package is chosen to be 3-4, so that with the inevitable "barrel formation" during forging, there is no strong separation of the container from the package. In addition, when forging a high package, a loss of package stability may occur. The height of the container is chosen so that after forging to 0.08-0.15 h of the original height of the package, a composite product of the required thickness is obtained, as well as to ensure high degrees of compression. package height. Wall thickness
Н контейнера не має практично великого значення, але для того щоб його не розірвало при куванні контейнер « 740 Виготовляють зі сталі з товщиною стінок приблизно 0,1 висоти пакета. Контейнер можна виготовляти із сталі 8 с хімічний склад якої збігається з складом однієї з пластин пакета. й Для забезпечення надійності утворення зварного з'єднання при куванні поверхні пластин піддають "» шліфуванню та знежиренню по всій поверхні. Шліфування створює необхідну мікрогеометрію поверхні - численна кількість виступів, з контакту і деформації яких і починається дифузійне зварювання. Оброблені таким чином пластини додатково піддають гальванічному покриттю металами (золотом, сріблом, нікелем, міддю) по - всій поверхні пластини. Нанесення шару металів (нікелю, золота, срібла, міді) на пластини пакета сприяє не тільки дифузійному зварюванню, але і декорує поверхню розділу шарів, поліпшуючи дамаський візерунок. і Істотна різниця опору деформації складового пакета при температурі кування і метою забезпечення ка рівномірності зварювання і деформації шарів пакета, відношення товщини пластин пакета (твердої складової доH of the container is practically not of great importance, but in order for it not to break during forging, the container « 740 is made of steel with a wall thickness of approximately 0.1 of the height of the package. The container can be made of 8s steel, the chemical composition of which coincides with the composition of one of the plates of the package. y To ensure the reliability of the formation of the welded joint during forging, the surface of the plates is subjected to "" grinding and degreasing over the entire surface. Grinding creates the necessary microgeometry of the surface - a large number of protrusions, from the contact and deformation of which diffusion welding begins. Plates processed in this way are additionally subjected to galvanic coating with metals (gold, silver, nickel, copper) over the entire surface of the plate. Applying a layer of metals (nickel, gold, silver, copper) to the plates of the package not only promotes diffusion welding, but also decorates the interface of the layers, improving the damask pattern. and A significant difference in resistance to deformation of the component package at the forging temperature and in order to ensure uniformity of welding and deformation of the package layers, the ratio of the thickness of the package plates (solid component to
М'ЯКОЇ) приймають від З до 4. 7 Для того, щоб одержати композитний виріб з різними властивостями по товщині пакета пластини можуть бутиSOFT) are accepted from Z to 4. 7 In order to obtain a composite product with different properties according to the thickness of the package, the plates can be
Та» набрані в несиметричний або симетричний пакет з різною товщиною шарів (Фіг.4 а, б, в).Ta" are collected in an asymmetric or symmetrical package with different thicknesses of layers (Fig. 4 a, b, c).
Підсилення декоративного ефекту і з метою формування структури композиційного матеріалу з невизначеним або періодичним малюнком, деформацію при куванні контейнера з пакетом проводять ударами штампа нерівномірним по довжині кроком або періодично, а потім проковують у смугу.Reinforcement of the decorative effect and in order to form the structure of the composite material with an undefined or periodic pattern, the deformation during forging of the container with the package is carried out by blows of the stamp unevenly along the length in a step or periodically, and then forged into a strip.
Композитний матеріал після першого кування може бути деформований різними способами (пресуванням, с крутінням, прокаткою таке інше). Цим може бути досягнуть необхідний візерунок на композитному виробі після травлення.Composite material after the first forging can be deformed in various ways (pressing, twisting, rolling, etc.). This can achieve the desired pattern on the composite product after etching.
Для одержання композитного матеріалу з більш дисперсною структурою пластини з композиційного бо матеріалу, отриманого при першому куванні, збирають у пакет, заварюють у контейнер і обробляють як зазначено раніше. У цьому випадку товщину пластин беруть довільну. Цим способом можна одержувати композити, що забезпечують різні (функціональні цілі виробу, наприклад високі властивості леза ножа, що ріжуть, за рахунок самозагострювання при зносі м'якої складової композита. Орнаментовані деталі різних предметів, наприклад фурнітури. Високі властивості пружності і пластичності в композитах що сполучать, б5 наприклад сталь УЗ з обкладками з композитів вуглецевих або неіржавіючих сталей. Замість сталі УУ можна використовувати, наприклад мартенситно-старіючу нержавіючу сталь.To obtain a composite material with a more dispersed structure, the plates from the composite material obtained during the first forging are collected in a bag, brewed in a container and processed as previously indicated. In this case, the thickness of the plates is taken as arbitrary. In this way, it is possible to obtain composites that provide different (functional purposes of the product, for example, high properties of a cutting knife blade, due to self-sharpening during wear of the soft component of the composite. Ornamental parts of various objects, for example, fittings. High properties of elasticity and plasticity in composites that combine, for example, UZ steel with linings made of composites of carbon or stainless steels. Instead of UU steel, you can use, for example, martensitic aging stainless steel.
Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де представлені варіанти здійснення способу відповідно з корисною моделлю, де: на Фіг.1 - аксонометричне зображення контейнера; на Фіг.2 - поздовжній переріз контейнера з пакетом; на Фіг.З - переріз контейнера з пакетом після кування у смугу: а) - відношення висоти пакета до його ширини 3-4; б) - відношення висоти пакета до його ширини 5-6; на Фіг.4 - варіанти виготовлення пакетів: 70 а) - пакет з пластин, що чергуються; б) - симетричний пакет; в) - несиметричний пакет; на Фіг.5 - методи кування контейнера а) - рівномірне кування; б) - нерівномірне кування; в) періодичне кування. на Фіг.б - візерунок композита сталь ХІ8НОТЗ3Х13 після другого кування; на Фіг.7 - візерунок композита з нікельованих пластин сталь УВАжОВКп після другого кування; на Фіг.8 - схема зборки пакета з різних видів пластин.The essence of the useful model is explained by the drawings, which present variants of the method according to the useful model, where: in Fig. 1 - an axonometric view of the container; in Fig. 2 - a longitudinal section of a container with a package; in Fig. 3 - a section of a container with a package after forging into a strip: a) - the ratio of the height of the package to its width is 3-4; b) - the ratio of the height of the package to its width is 5-6; in Fig. 4 - package manufacturing options: 70 a) - a package of alternating plates; b) - symmetrical package; c) - asymmetric package; in Fig. 5 - container forging methods a) - uniform forging; b) - uneven forging; c) periodic forging. in Fig. b - the pattern of the composite steel ХИ8НОТЗ3Х13 after the second forging; in Fig. 7 - a pattern of a composite made of nickel-plated steel UVAzhOVKp plates after the second forging; Fig. 8 is a diagram of the assembly of a package of different types of plates.
Суть корисної моделі пояснюється конкретними прикладами виконання.The essence of a useful model is explained by specific implementation examples.
Приклад 1.Example 1.
Для виготовлення нержавіючого композита використовують пластини товщиною 1,0мм з аустенітної хромонікелевої неіржавіючої сталі марки 12Х18Н9 Т (хімічний склад С-0,1295; Мп-1,7695; Ст-18,790; Мі-8,72905; ТіхО,5790). Пластини вирізують з холоднокатаного і відпаленого листа. Для іншої складової пакета використовують мартенситну неіржавіючу сталь марки З3Х13 (хімічний склад С-0,3590; Мп-О0,б9о; Ст-14,890; зі-0О,5995). Пластини товщиною Змм одержують шліфуванням кованої заготівки, шліфуванню піддають всю поверхню смуги, включаючи бічні і торцьові поверхні. Розміри пластин пакета б0х200мм. Пакет збирають з 90 пластин різних сталей, що чергуються по висоті. Пластини перед збиранням в пакет знежирюють чотирьоххлористим вуглецем. Контейнер 71 виготовляють з низьковуглецевої сталі з внутрішнім отвором З7З 60795,180705Ммм (Фіг.1). Отвір 2 виконують свердлінням і подальшим вистругуванням у цільній поковці до отримання прямокутної форми. Довжина контейнера 240мм. Спочатку приварюють одну бобишку З (Фіг.2), а після розміщення пакета 4 в контейнері електрозварюванням приварюють іншу бобишку 3. Внутрішні поверхні контейнера знежирюють ацетоном. Зовнішні розміри контейнера 80х200Х5240Омм. Товщина стінок 10мм. вFor the manufacture of a stainless composite, 1.0 mm-thick plates of austenitic chrome-nickel stainless steel 12X18N9 T are used (chemical composition C-0.1295; Mp-1.7695; St-18.790; Mi-8.72905; TihO.5790). Plates are cut from cold-rolled and annealed sheet. For the other component of the package, martensitic stainless steel of the Z3X13 brand is used (chemical composition С-0.3590; Мп-О0.б9о; Ст-14.890; зи-ОО.5995). Zmm-thick plates are obtained by grinding a forged blank, the entire surface of the strip is subjected to grinding, including the side and end surfaces. The dimensions of the plates of the package are 0x200mm. The package is assembled from 90 plates of different steels, alternating in height. Plates are degreased with carbon tetrachloride before packing. Container 71 is made of low-carbon steel with an internal hole of З7З 60795, 180705 mm (Fig. 1). Hole 2 is made by drilling and subsequent planing in a solid forging to obtain a rectangular shape. The length of the container is 240 mm. First, one bean C (Fig. 2) is welded, and after placing the package 4 in the container, another bean 3 is welded by electric welding. The inner surfaces of the container are degreased with acetone. The external dimensions of the container are 80x200x5240 mm. The wall thickness is 10 mm. in
Контейнер 1 нагрівають в газовій печі до температури кування 1200-12509С і кують штампом 5 за схемою ( (Фіг.5а) на товщину 18мм з одного нагрівання, при необхідності проводять проміжний підігрів до 100020. Смугу 6 охолоджують і розрізають на смуги шириною 40мм. За допомогою фрезерування і шліфування видаляють с залишки контейнера, що приварився до пакету - композиту. Отримані смуги композита нагрівають до 12002С, - кують на товщину 12,0мм, шліфують в пластини 40хХ200мм товщиною 10,О0мм і збирають пакет висотою 120мм. «-Container 1 is heated in a gas furnace to a forging temperature of 1200-12509С and is forged with a stamp 5 according to the scheme ( (Fig. 5a) to a thickness of 18 mm from one heating, if necessary, intermediate heating is carried out to 100020. Strip 6 is cooled and cut into strips 40 mm wide. with the help of milling and grinding, the remains of the container welded to the composite package are removed. The resulting strips of composite are heated to 12002C, forged to a thickness of 12.0mm, ground into 40x200mm plates with a thickness of 10.00mm and assembled into a package with a height of 120mm. "-
Пластини перед збиранням в пакет 4 знежирюють чотирьоххлористим воднем. Контейнер 1 виготовили з низьковуглецевої сталі з внутрішнім отвором 40705,120795мм, Довжина контейнера 240мм. Зовнішні розміри контейнера б0х140Х240 мм. Збирання пакета проводять так само, як і перед першим куванням. Контейнер 1 « нагрівають в газовій печі до температури кування 1200-12502С і кують (Фіг.5б6) на товщину 12мм у тих же умовах.Plates are degreased with hydrogen chloride before being collected in package 4. Container 1 was made of low-carbon steel with an internal opening of 40705.120795 mm, the length of the container is 240 mm. The external dimensions of the container are 0x140x240 mm. Assembling the package is carried out in the same way as before the first forging. Container 1" is heated in a gas furnace to a forging temperature of 1200-12502C and forged (Fig. 5b6) to a thickness of 12 mm under the same conditions.
Отриману смугу розрізають по довжині на смуги шириною ЗОмм. За допомогою фрезерування і шліфування - с видаляють залишки контейнера, що приварився до пакету - композиту. и Для одержання виробу композитну смугу нагрівають до 1200 2С і кують в заготівку для виробу по товщині » або по ширині, а також смугу кують в коло, а потім скручують і кують в смугу. Структури отриманих композитів після травлення приведені на Фіг.б6. Перед виготовленням ножа смугу піддають загартуванню у воді чи мастилі.The resulting strip is cut lengthwise into strips 3 mm wide. With the help of milling and grinding, the remains of the container welded to the composite package are removed. и To obtain the product, the composite strip is heated to 1200 2С and forged into a blank for the product in thickness » or in width, and the strip is forged into a circle, and then twisted and forged into a strip. The structures of the obtained composites after etching are shown in Fig.b6. Before making a knife, the strip is hardened in water or oil.
При цьому крайка леза набуває "пилоподібний" характер, що має властивість "самозагострювання" при - використанні, тому що м'яка сталь 12Х18НОТ легко стирається, оголюючи "зуби" із загартованої сталі ЗХ13. -1 Приклад 2.At the same time, the edge of the blade acquires a "dust-like" character, which has the property of "self-sharpening" during use, because the soft steel 12X18НОТ is easily worn, exposing the "teeth" made of hardened steel ХХ13. -1 Example 2.
Для виготовлення композита з вуглецевих сталей використовують пластини зі сталі О,бкп (С-0,1295) іме) товщиною О,8мм і сталі УВА (С-0,8395) товщиною 2,4мм. Пластини вирізують з холоднокатаного і відпаленого -1 50 листа. Розміри пластин пакета 60Х200мм. Перед зборкою в пакет пластини знежирюють та піддають гальванічному ніселюванню. Товщина нікелевого покриття 0,5-1,2 мікрон. Пакет 4 збирають із 114 пластин, що їз» чергуються, товщиною 0,8мм і 2,4мм висотою 180мм. Виготовлення контейнера 1, його збірка, нагрів і перше кування проводять як і в першому прикладі. Композит, отриманий після першого кування, очищають від залишків контейнера фрезеруванням і шліфуванням, вирізують з нього пластини шириною 40мм і довжиною 200мм.For the manufacture of a composite of carbon steels, plates of O, bkp steel (C-0.1295) with a thickness of 0.8 mm and UVA steel (C-0.8395) with a thickness of 2.4 mm are used. Plates are cut from cold-rolled and annealed -1 50 sheet. The dimensions of the plates of the package are 60X200mm. Before assembling into a package, the plates are degreased and subjected to electroplating. The thickness of the nickel coating is 0.5-1.2 microns. Package 4 is assembled from 114 alternating plates with a thickness of 0.8 mm and 2.4 mm and a height of 180 mm. Manufacturing of container 1, its assembly, heating and first forging are carried out as in the first example. The composite obtained after the first forging is cleaned from the remains of the container by milling and grinding, and plates 40 mm wide and 200 mm long are cut from it.
Пластини шліфують по всій поверхні, включаючи торцьові і бічні. Пакет для другого кування збирають з 12 с пластин товщиною 1Омм. Повторне кування і подальшу обробку проводять як і в першому прикладі. На Фіг.7 приведений характерний візерунок на виробі з цього композита. Нікелевий прошарок створює контраст і декорує візерунок характерний для дамаської сталі. Властивості леза ножів були аналогічними композитові отриманому в першому прикладі. 60 Приклад 3.Plates are polished over the entire surface, including end and side surfaces. The package for the second forging is assembled from 12 s plates with a thickness of 1 mm. Re-forging and further processing are carried out as in the first example. Figure 7 shows a characteristic pattern on a product made of this composite. The nickel layer creates a contrast and decorates the pattern characteristic of Damascus steel. The properties of the knife blade were similar to the composite obtained in the first example. 60 Example 3.
Для виготовлення композита використовують пластини 7 зі сталі О,8кп (С-0,1290) товщиною 0,8мм, пластини 8 сталі 12Х18НОТ товщиною 2,4мм і пластини 9 сталі УВА товщиною 1,0мм (Фіг.8). Пластини вирізують з холоднокатаного і відпаленого листа. Перед зборкою в пакет пластини зі сталі О,бкп і УВА знежирюють і піддають гальванічному ніселюванню. Товщина нікелевого покриття 0,5-1,2 мікрона. У пакеті використовують бо шліфовані пластини 10 зі сталі 3ХІ3 товщиною З, Омм і шліфований брусок 11 зі сталі 40Х (хімічний складFor the manufacture of the composite, plates 7 of steel O.8kp (C-0.1290) with a thickness of 0.8 mm, plates 8 of steel 12X18NOT with a thickness of 2.4 mm and plates 9 of UVA steel with a thickness of 1.0 mm are used (Fig. 8). Plates are cut from cold-rolled and annealed sheet. Before assembling into a package, plates made of O, bkp and UVA steel are degreased and subjected to galvanic plating. The thickness of the nickel coating is 0.5-1.2 microns. The package uses polished plates 10 made of 3ХХ3 steel with a thickness of З, Ohm and a polished bar 11 made of 40Х steel (chemical composition
С-0,3690; 5і-0,23; Мп-0,44965; Ст-1,1096). Брусок піддають нікелюванню, товщина нікелевого покриття 0,5-1,2 мікрона. Пакет збирають з 11 пластин, що чергуються, товщиною 2,4 зі сталі 12Х18НО9Т и товщиною 0,8мм зі сталі О,вкп висотою 34,4мм, бруска висотою 53,бмм і 20 пластин, що чергуються, зі сталі ЗХ1З3 товщиною З мм і сталі УВА товщиною 1,0мм висотою 4О0мм. Усі пластини і брусок мають ширину 40Омм і довжину 200мм.C-0.3690; 5i-0.23; MP-0.44965; St-1,1096). The bar is subjected to nickel plating, the thickness of the nickel coating is 0.5-1.2 microns. The package is assembled from 11 alternating plates with a thickness of 2.4 from steel 12X18НО9T and a thickness of 0.8 mm from steel О. UVA steel with a thickness of 1.0 mm and a height of 400 mm. All plates and bars have a width of 40 mm and a length of 200 mm.
Виготовлення контейнера, його збирання з пакетом, нагрівання і кування контейнера проводять як при другому куванні, приведеному в прикладі 1. Композитний виріб, отриманий по варіанту приклада З мав надійне зварювання і не розшаровування при вигині і куванні поперек шарів.The manufacturing of the container, its assembly with the package, heating and forging of the container are carried out as in the second forging given in example 1. The composite product obtained according to the variant of example C had reliable welding and no delamination during bending and forging across the layers.
Запропонований спосіб забезпечує надійне зварювання в композит вуглецевих і неіржавіючих сталей. Спосіб забезпечує отримання чіткого розділу поміж фазами композиту, що забезпечує контрастний візерунок, його 7/0 дисперсність. Цим способом можна одержувати композити з різними функціональними і декоративними властивостями (пружність, ріжучі властивості лез, зносостійкість, різне звучання пластин із-за різниці загасання коливань в пластинах з різних композитів або декоративні узори різного характеру і поєднання кольорів із-за різного травлення сталі або її окисленні при нагріванні).The proposed method ensures reliable welding of carbon and stainless steels into a composite. The method provides a clear division between the phases of the composite, which provides a contrasting pattern, its 7/0 dispersion. In this way, it is possible to obtain composites with different functional and decorative properties (elasticity, cutting properties of the blades, wear resistance, different sounding of the plates due to the difference in damping of vibrations in plates from different composites or decorative patterns of different nature and combination of colors due to different etching of steel or its oxidation during heating).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200603470U UA17274U (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Method of production of composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200603470U UA17274U (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Method of production of composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA17274U true UA17274U (en) | 2006-09-15 |
Family
ID=37505229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200603470U UA17274U (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Method of production of composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA17274U (en) |
-
2006
- 2006-03-30 UA UAU200603470U patent/UA17274U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5086806B2 (en) | Clad alloy substrate and manufacturing method thereof | |
| CN106061666B (en) | The manufacturing method of aluminium covering component | |
| US6722002B1 (en) | Method of producing Ti brazing strips or foils | |
| CN1044585C (en) | Method for continuously making metal composite sheet or composite coil | |
| CN107755878B (en) | Method for preparing metal laminated material | |
| EP3202519B1 (en) | Hot stamped part having a brazed joint and manufacturing method for the hot stamped part | |
| US6857558B2 (en) | Metal lamination method and structure | |
| KR20190018425A (en) | Sputtering target manufacturing method and sputtering target | |
| CN106413960B (en) | Method for producing rough material, rough material and cutting tool | |
| CN104937503B (en) | The bimetallic external clock part of welding | |
| UA17274U (en) | Method of production of composite material | |
| JP4155124B2 (en) | Metal clad plate and manufacturing method thereof | |
| RU2552464C1 (en) | Method for obtaining layered composite material based on aluminium alloys and low-alloyed steel | |
| JPH01270889A (en) | Finely dressed knife having sharp chromatic pattern and production of material used for said knife | |
| RU2351476C2 (en) | Method of production multilayer steel articles (versions) | |
| TWI608105B (en) | Titanium for hot rolling | |
| RU2266183C1 (en) | Method for forming laminate blanks and sheets of different type titanium alloys | |
| RU2562191C1 (en) | Production of bimetal precious metal rolled stock | |
| RU2255850C1 (en) | Method for making piston rings of sheet steel | |
| Dyja et al. | Investigation of symmetrical and asymmetrical rolling of sandwich flat products | |
| SU575202A1 (en) | Package for obtaining bimetallic sheets | |
| JPH064199B2 (en) | Assembling method of clad steel material | |
| JPH0677858B2 (en) | Method for manufacturing titanium clad steel sheet | |
| KR20070022388A (en) | Clad alloy substrates and method for making same | |
| JPH0339000B2 (en) |