Способ изготовления биметаллических длинномерных изделий

 

Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И. Носова и Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (71) Заявители (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ДЛИН НОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлур гии и может быть использовано при производстве биметаллических длинномерных изделий, преимущественно проволоки °

Известен способ изготовления биметаллических длинномерных изделий, включающий установку в литейный кокиль стержня из материала сердечника и заливку расплава материала оболочки, охлаждение биметалличеСкой заготовки до затвердевания оболочки и дальнейшую ее совместную пластическую деФормацию до заданного размера 1).

Недостатками этого способа являются низкие технологичность и электропроводность изделий из-эа растворения в материале оболочки материала сердечника.

Известен способ изготовления биметаллических иэделий иэ трубы, наполненной порошкообраэным материалом.

Согласно этому способу трубчатую оболочку перед наполнением порошком наматывают на оправку и наполняют поэошком $2).

Недостатком этого способа является значительное снижение электропроводности изделия из-за низкой плотности порошка. Низкая плотность пао рошка в трубчатой оболочке является причиной низкой производительности при совместной пластической деформации .биметаллической заготовки, так как требуются очень большие вытяжки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления биметаллических длинномерных.изделий, включающий наматывание трубчатой оболочки в цилиндрическую спираль, сборку биметаллической заготовки перемещением сердечника в трубчатую оболочку, осаживание трубчатой оболочки и совместное пластическое деформирование биметаллической заготовки до требуемого размера Р З .

Недостатком известного способа, является низкая производительность, вызванная ограниченным диаметром и длиной биметаплической заготовки.

Это связано с тем, что перемещение сердечника в трубчатую оболочку осуществляется протягиванием ее жидкостью, подаваемой со стороны входа сер дечника в оболочку и одновременным протягиванием ее внешней силой, прикладываемой к сердечнику. Приложение сил к концам участка сердечника,рас1000134 положенного в трубчатой оболочке, вызывает распирание витков и их стопорение. Чтобы уменьшить вероятность этого явления, уменьшают число витков заготовки и ее диаметр. Кроме того, способ нетехнологичен в связи с применением воспламеняющихся и ядови гых жидкостей, применяемых для протя.ивания сердечника.

Цель изобретения — повышение производительности способа путем увели- 0 чения длины и диаметра биметаллической заготовки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления биметаллических длинномерных изделий, включающему намотку трубчатой оболочки в цилиндрическую спираль, сборку биметаллической заготовки путем перемещения сердечника в трубчатую оболочку, осаживание трубчатой оболочки и совместное пластическое деформирование биметаллической заготовки до требуемого размера, перед сборкой сердечник наматывают в цилиндрическую спираль, а сборку сердечника с оболочкой осуществляют пу тем вращения трубчатой оболочки и сердечника вокруг общей оси их спиралей.

Способ осуществляется следующим 30 образом.

Необходимо иэ готовить медестальную проволоку из трубчатой оболочки с внутренним диаметром 10 мм и наружным диаметром 12 мм и медной проволо- 3$ ки диаметром 8 мм.

Трубчатую оболочку навивают на барабан волочильного стана, на котором осуществляют калибровку ее до указанных размеров. Диаметр барабана 650 мм,40 диаметр получаемых витков цилиндрической спирали 900-920 мм. На барабан того же диаметра наматывают и сердечник, калибруя его до указанного раэмеРа. Размеры получаемых витков спи- 45 рали определяются величиной вытяжки проволоки при калибровке так, что подобрав величину вытяжки можно задать условия получения требуемых размеров витков. В нашем случае величина вытяжки при калибровке медного сердечника должна находиться в пределах

1,25-1,30. Разница в диаметрах витков спиралей сердечника и оболочки не должна превышать 2%.

На чертеже представлена схема про-55 цесса сборки заготовки.

Трубчатую обоЛочку 1, свернутую в спираль с 40-50 витками, помещают на специальный барабан 2, установленный с возможностью вращения, и жест- 60 ко закрепляют на нем. На этот же барабан 2 укладывают сердечник 3, свернутый в спираль с 42-52 витками.

Сердечник 3 на барабан 2 укладывают свободно, без закрепления так, что 65 он может перемещаться относительно барабана 2 по винтовой линии. Один конец сердечника 3 помещают в трубчатую оболочку 1.

После этого трубчатую оболочку 1 и сердечник 3 поворачивают вокруг. оси их спиралей, прикладывая момент вращения к барабану 2, а следовательно, к закрепленной на нем трубчатой оболочке. Вращение на сердечник

3 передается з-а счет трения его при опирании на трубчатую оболочку или на опорные элементы барабана 2. Направление вращения может быть любым.

При вращении в направлении, противоположном требуемому перемещению сердечника 3 трубчатой оболочке 1 придают ускорение, величина которого не меньше необходимого ускорения для создания на сердечнике 3 силы инерции, способной преодолеть силы трения сердечника 3 о направляющие и о внутреннюю поверхность трубчатой оболочки 1. Кроме этого, силы инерции при ускорении сердечника 3 должны преодолеть и случайные усилия сопротивления движению его в трубчатой оболочке.

Величина линейного ускорения, направлениого по касательной к виткам сердечника, определяемого иэ условия преодолевания сил трения от веса сердечника, может быть представлена выражением

B)g gk где g — ускорение свободного падения; коэффициент трения сердечника о трубчатую. оболочку и на. правляющие барабана.

В рассматриваемом случае линейное ускорение должно быть не менее половины величины ускорения свободного падения с учетом случайных сопротивлений, т.е. a=5 м/с и

При достижении барабаном предельной скорости он должен быть плавно эамедлен с отрицательным ускорением, абсолютная величина которого значительно меньше положительного ускорения. Это обуславливает сохранение при замедлении взаимного положения трубчатой оболочки 1 и сердечника 3. 3aтем трубчатой оболочке опять придают ускорение, обеспечивающее смещение сердечника относительно оболочки, Таким образом, сердечник под действием силы инерции, возникающей при вращении трубчатой оболочки и сердечника вокруг их общей оси с геременной скоростью, постепенно перемещается в трубчатую оболочку.

Возможно вращение трубчатой оболочки с сердечником и в направлении, совпадающем с требуемым перемещением сердечника. В этом случае ускорение

1006 34. не должно достигать величины, обеспечивающей смещение сердечника относительно оболочки и направляющих барабана, а замедление должно достигать величины, обуславливакщей возникновение инерционной силы-, смещающей сердечник относительно оболочки. В рассматриваемом случае эта величина определяется соотношением а -0,5д

Кроме рассмотренных случаев, возможно применение возвратно-поворотного движения спиралей трубчатой оболоч ки и сердечника. При этом возможно обеспечение смещения сердечника от- 15 носительно оболочки как при движении в одном направлении, так и при движении в обоих направлениях. Все зависит от величин ускорений и замедлений вращательного движения спиралей трубча- 20 той оболочки и сердечника при движеии в том и в другом направлениях.A

4 то задается величиной знакопеременного вращающего момента, прилегаемого, трубчатой оболочке и к барабану в 25 целом.

После осуществления сборки биметаллической. заготовки осуществляют осадку трубчатОй оболочки за один проход на волочильйом стане о вытяжкой,Ц 1, 2 °

После осадки оболочки биметаллическую заготовку пластически деформируют до заданного диаметра проволоки.

При необходимости проводят промежуточную термообработку. 35

Таким же образом осуществляют изготовление не только круглой проволоки, но и фасонных длинномерных биметаллических изделий. При этом материал оболочки и сердечника мзжет быть любым, позволяющим навивку трубчатой оболочки или сердечника в спираль.

Благодаря тому, что сила инерции, перемещающая сердечники в трубчатую оболочку, приложена по всей массе сердечника, навитого в спираль, не 45 возникает условий распирания витков, когда витки сердечника деформируются и застопариваются в витках оболочки. Это обеспечивает возможность монтировать заготовку любой длины и диаметра. Кроме того, данный способ не тре бует сложных устройств для его осуществления.

Все это обуславливает повышение производительности при пластической обработке биметаллической заготовки и осадке оболочки, благодаря увеличению длины и диаметра заготовки, что является преимуществом предлагаемого способа.

Освоение производства проволоки по предлагаемому способу позволяет использовать 3-кратные волочильные станы взамен однократных и многониточные термоагрегаты.

Это позволяет увеличить производительность в 1,33 раза и экономить условно постоянную часть расходов на готовый выпуск проволоки. При производстве 1,0 т проволоки экономический эффект составит 10,0 тыс.руб.

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллических длинномерных иэделий, включающий намотку трубчатой оболочки в цилиндрическую спираль, сборку сердечника с оболочкой, обжим оболочки по сердечнику и совместное пластическое деформирование, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, перед сборкой сердечник наматывают в цилиндрическую спираль, а сборку сердечника с оболочкой осуществляют путем вращения трубчатой оболочки и сердечника вокруг общей оси их спиралей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Маковский В.A., Ейльман Л.С. Ос. новы теории и практики производства биметаллических„прутков. М., "Металлургия", 1971, с. 22-25.

2. Патент ФРГ 9 1602260, кл. 7 Ь 37/30, 1970 °

3. Патент CILIA Р 3840972, кл. В 23 Р 19/04, 1974 (прототип). !

1000134

Составитель Н. Чернилевская

Редактор H . .Кешеля Техред A.Ач Корректор А. Гриценко

Заказ 1225/8 Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,