Способ термической обработки проволоки

 

с СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1325094 А 1 (1) 4 С 21 L 9/52, 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2548125/22-02 (22) 24,11,77 (46) 23,07,87, Бюл. N - 27 (» ) Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (72) И,H,HåäîBèçèé, A,Ã,Êîìàðîâ, P,В.Воронина, С.Б.Каплан, А.Г.Роговский, А.К.Замкин, Г,Ф,Барышников и Н.Р,Ахметов (53) 62).785,3-426 (088,8) (56) Патент Франции )) 2057649, С 21 В, 1971

Патент Японии )) 45-2812, 10

1970, Патент Великобритании 1) 737044, 72 А, 1955, (54)(57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОВОЛОКИ, преимущественно из малоуглеродистых и нержавеющих сталей и сплавов аустенитного класса, включающий электроконтактный нагрев до температуры аустениэации в атмосфере водяного пара, образованного при контакте проволоки с жидкостью, и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности свойств и создания подсмаэочного слоя дпя последующего волочения за счет образования тонкой окисной пленки, протягиваемую проволоку нагревают между двумя контактами, один из которых располагают под слоем жидкости на водной основе, причем необходимую длину участка проволоки, проходящую через атмосферу водяного пара, определяют из соотношения о о

V(te — и)

1 г длина участка проволоки, находящаяся в атмосфере образукщегося пара, м скорость движения проволоки м/с; температура нагрева проволо- С ки, С; температура до которой необходимо охладить проволоку, о

С1 (: скорость охлаждения проволоки в жидкости, град/с. где 1

V о

С н о

t к

Т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )3

1325094

Изобретение относится к металлургии, в частности к 1ермической обработке проволоки.

Известен способ обработки стальной проволоки, согласно которому с целью 5 получения микроструктуры металла, обладаюций улучшенными свойствами, проволоку при достаточно высокой температуре непрерывно в виде концентри10 ческих витков укладывают в теплую

1 водяную баню, температура которой регулируется таким образом, чтобы на поверхности проволоки поддерживать тонкую паровую пленку (11.

Для осуществления этого способа

15 требуются специальные паровые камеры (резервуары) и аппратура для регулирования поддерживания необходимого количества пара на поверхности проволоки, Использование такого способа

20 сопряжено со сложностью и опасностью эксплуатации паровых камер и практически не применимо для термической обработки движущейся нитью проволоки в совмещенных процессах термической обработки и валачения.

Известен способ безакислительного, нагрева проволоки, согласно которому получение неакислеинай поверхности

30 проволоки заключается в резком ограничении количества воды, вводимой в трубу и быстром выпаривании воды путем нагрева металлической проволоки электросопративлен1|ем, С целью образования нагретого пара давление пара в трубе павьп1111ют путем регулирования выхода пара из трубы, В трубу вода поступает в строго регулируемом о и ест е и ее хватает талька для

К Л 1 В смачивания поверхности нагретой металлической проволоки 12), Этот способ уме111шеиия акалинаобразования при нагреве изделия требует для своего осуществления изга45 товления дополнительных дорогостоящих устройств, а отсутствие в нем замедленного охлаждения в беэакислительной атмосфере не обеспечивает в полной мере нолучение структуры, механических свойств и поверхности

50 при отжиге проволоки, неабхадимь1х для последнего валочения, например из низкоуглеродистых марок сталей, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо55 саб атжига металлических полос, в котором способ непрерывного атжига движущейся металлической полосы включает непрерывный злектронагрев полосы в две стадии, а затем непрерывное охлаждение также в две стадии до комнатной температуры. Причем на второй стадии нагрев ведется частично в воде, которая образует вокруг металлической полосы паровую пленку, а осуществлением второй стадии охлаждения является обдув воздухом,, в результате чего полоса сушится и охлаждается до комнатной температуры (3j, Недостаток известного способа заключается в том, что применение двухстадийного нагрева и охлаждения требует для своего осуществления сложной дорогостоящей аппаратуры и устройств. Кроме того, известный способ пе обеспечивает получение определеннай толщины подсмазочного слоя, что вызывает необходимость введения отдельной дополнительной операции подготовки поверхности проволоки для последующего ее волочения, а это ограничивает применение известнога способа отжига в савмещенных процессах производства проволоки, Целью изобретения является повышение однородности свойств проволоки и создания падсмазачного слоя для последующего валочения эа счет образования тонкой акиснай пленки, Предлагаемая цель достигается о о (11 — с,1 длина участка проволоки, находящейся в атмосфере образующегося пара, м; скорость движения правалски, м/с; температура нагрева правао, лаки, С; температура, до которой необходима охладить правалоо,. ку, С; скорость охлаждения правалао, ки н жидкости, (;/r, где 1 а

t, н тем, что протягиваемую проволоку нагревают между двумя контактами, один пз которых располагают пад слоем жидкости на водной основе, причем необходимую длину участка проволоки, проходящую через атмосферу водяного пара, апределякт из следующего

cuu1noøånHÿ

1325094

Движущуюся проволоку нагревают между контактами, один из которых располагают под слоем жидкости на водной осноне. В результате соприкосновения жидкости с поверхностью 5 нагретого металла вокруг движущейся проволоки образуется атмосфера водяного пара в виде паровой пленки (пароная рубашка), которая предохраняет нагретую проволоку от интенсив10 ного окисления.

Кроме того, при охлаждении сохраняется определенной длины паровая пленка вокруг движущейся в жидкости проволоки, благодаря чему повышает

t5 ся однородность свойств и на поверхности проволоки образуется подсмазочный слой н виде тонкой окисной пленки, В зависимости от длины участка . 20 проволоки, проходящей через атмосферу образующегося водяного пара, получают подсмазочный слой такой толщины и качества, которые позволяют осуществлять последующее волочение проволоки беэ дополнительной операции подготовки поверхности.

Необходимую длину участка проволоки, находящейся в атмосфере образующего30 ся пара, определяют по формуле.

На чертеже представлена схема предлагаемого способа, На схеме обозначено размоточное устройство 1, проволока 2, контакты

3, жидкость 4 на водной основе, намоточное устройство (волочильный стан 5), слинное отверстие 6, отверстие 7 для подачи жидкости, длина 1 участка проволоки, находяшеи40 ся в атмосфере образующегося пара °

Способ осуществляется следующим образом.

Движущуюся проволоку 2 нагревают между контактами 3, один из которых

45 расположен в перелинпой ванне под слоем жидкости 4 на водной основе.

Уровень и количество жидкости в ванне за счет регулирования подачи и слива через отверстия 6 и 7 поддержмва50 ется таким, чтобы постоянно обеспечивался надежный нагрев и охлаждение проволоки в атмосфере образующегося пара, Поскольку контакт и проволока расположены в ванне под слоем жид55 кости, а нагретая проволока при движении в жидкость образует вокруг себя паровую пленку определенной длины, которая меньше длины ванны, При этом пользуясь уравнением теплового баланса, скорость охлаждения проволоки в жидкости определяют из следующего соотношения

4 с!

1 (tap) (t p — t Ф )

К р с d где (С„р ) коэффициент теплоотдачи с поверхности проволоки, 2

Вт/м град; средняя температура пронолоки в интервале

Ч СЕ р1 о температура жидкости, С; коэффициент, учитывающий относительное перемещение проволоки и жидкости; плотность проволоки, Дж/кг-град, (пр с, К теплоемкость IlpoBQ локи, Дж/кг-град; диаметр проволоки, м. то при прохождении проволоки через ванну до полного ее охлаждения, интенсивного окисления поверхности не происходит. В зависимости от определенной по формуле длины участка проволоки, находящейся в атмосфере образующегося пара, получают структуру, однородность свойств и подсмазочный слой, необходимые для последующего волочения проволоки.

По предлагаемому способу обрабатывают стали марок 08кп, телеграфную и сталь аустенитного класса

12Х18Н9Т.

Например, движущуюся проволоку со скоростью 0 7 м/с диаметрами

1,2 и 1, 6 мм из низкоуглеродистой стали марки 08кп подвергают электрос контактному нагреву до 800 С и охо лаждению до 400 С в атмосфере пара, образующегося вокруг движущейся в жидкости нагретой проволоки, а затем окончательному охлаждению в жидкости до ее температуры.

С целью получения однородности свойств и создания подсмаэочного слоя для последующего волочения в потоке, длину участка-проволоки, находящейся н атмосфере образующегося пара, определяют по формуле

V(tЧ -1 )

1 1

1325094

Сс>стдвитель Л. Секей

Тсхред А.Кравчук

Корректор В.Бутяг11

Рецдк lnp Г. Волкова

Тираж 5/ 9 Подписное

ВП1(((ПИ 1ncyjlдрственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, ((с>с сна, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Заказ 3022/25

Пр извс»дс 1вегп:n-и 1п.грдфическое предприятие, r,Ужгород, ул.Проектная,4

Подстдгчсв в формулу 1шфровые значения; с, f. J = 60,7 Вт/ » град;

600 C;,=. 20"C; K = 0,1;

7860 к1 /м, с = 590,3 Дж/кгпв град, получаем для проволоки диаметром

1,2 мм 1 = 1,1 и, дпя провопоки диаметром 1,6 мм 1 = 1,5 м.

Приведенные рдсчстць1е данные виол

IIe удон11(-творите;lьнО со1 лдсуlОтся с данны1п1, полу 1еннс:.ми с»пыт ым путем

10 (1=0,9-1,0 м для прово11оки диаметром

1,2 мм и 1=1,5-1,6 м для проволоки диаметром 1,6 мм), Из серии Опытов повтОримОсть и ОтклОI»ение Отдельных определений об1:1 сно не превкгшдют 57,, 15 т, е, бып11 в пр с не.»дх точ11ости, допус ти1»ой для прсгменс гя1я в пр(1 к т11че ских целях.

Проволока, полу1с1111 ill в резуль TIIте применения предложенного способд, Обладает высокими 1111дст11ческим11 свойствдм11, 1(оспе терм(с брдбо! I(II Онд 11ме1 ет 6> = 14-35 кгс/мм, ri,— = 25-302, » p(, ((11кростру1(тура такой проволоки соот25 вс.тст1 ует структуре Отожженно11 стали, Пд поверхности проволоки, после термичес1.ой обрдбот«и по предлагаемому способу, образуется тонкая (в

НЕСКОЛЬКО МИКРОН) ОКИСНДЯ ВЛЕНКД, 11ме1чщдя б Ольшую прочность с1Се11ле1пся

3С

l-;=Тдл11оll, Пс>1»е1»хиос TI C Оки спой пле кой лучше удерживает смазку при дальнейшем волочении проволоки; смазка при наличии окисной пленки уменьша ет коэффициент трения между проволокой и волокой, При этом выделяется меньшее количество тепла, дольше сохраняется нормальная форма волок.

Кроме того, при применении способа на готовом размере (не требующем дальнейшего волочения ) окисная пленка придает проволоке товарный вид и предохраняет ее от коррозии. Коррозионндя устойчивость пленки не уступает покрытиям, полученным при химическом оксидировании. ((редЛагае1 ы11 способ термической обработки движущейся проволоки является простым и эффективным способом в технологии производства проволоки, не требующим дорогостоящего оборудования, его применение позволяет значительно сократить технологический цикл и обеспечить возможность сов мещения операций термической обработки проволоки и многократное холодное дальнейшее ее волочение на готовые размеры в один непрерывный поток без предварительной подготовки поверх- . ности и без снижения производительности волочильных станов,