Способ подготовки нержавеющих сталей к холодной обработке давлением

 

Изобретение относится к холодной обработке давлением труднодеформируемых сплавов, преимущественно нержавеющих сталей аустенитного класса, и касается подготовки этих сталей к деформации. Способ включает предварительное нанесение на поверхность заготовки металлического диффузионного подсмазочного покрытия толщиной 3 10 мкм, состоящего из интерметаллидов Zn_xFe_y.

Способ относится к холодной обработке давлением труднодеформируемых сплавов, преимущественно нержавеющих сталей аустенитного класса, и касается подготовки этих сталей к деформации.

Холодная обработка давлением нержавеющих сталей аустенитного класса (типа 12Х18Н10Т) затруднена из-за налипания этих сталей на инструмент. Для снижения этих отрицательных явлений осуществляют предварительную подготовку таких сталей путем нанесения подсмазочного покрытия на поверхность заготовки.

Известен способ подготовки сталей к деформации путем нанесения подсмазочного покрытия методами химического или электрохимического осаждения, при котором в качестве покрытия используют известковые, оксалатные или лаковые покрытия, а также покрытия в виде пластичных металлов (цинк, кадмий, медь, олово и др.) [1] Такие покрытия недостаточно надежны из-за слабого соединения их с основным металлом, вследствие чего некоторые виды холодной обработки давлением нержавеющих сталей (например, холодная высадка крепежных изделий) до настоящего времени в широкой практике не реализованы.

За прототип изобретения взят способ подготовки нержавеющих сталей к холодной обработке давлением, включающий предварительное нанесение на поверхность заготовки диффузионным путем слоя меди толщиной 3-10 мкм.

Такое подсмазочное покрытие снижает коэффициент трения между металлом и инструментом, исключает налипание, хорошо удерживает технологическую смазку, кроме того диффузионное покрытие обладает надежным сцеплением с металлом заготовки, что делает применение такого покрытия весьма эффективным.

Недостатком этого способа является его неудовлетворительная экологичность, так как после завершения обработки давлением медное покрытие подлежит удалению с поверхности изделия, а соединения меди, попадая в окружающую среду с производственными сбросами, загрязняют ее.

Целью изобретения является повышение экологичности.

Для этого способ подготовки сталей к холодной обработке давлением заключается в том, что покрытие наносится диффузионным способом, при этом новым является то, что подсмазочное покрытие составлено интерметаллидами цинка и металла заготовки системы Zn_хFe_y.

Предлагаемый способ значительно чище экологически, чем способ-прототип, так, при равной толщине, а значит и объеме наносимого покрытия, после его удаления масса снятого цинка меньше, чем масса снятой меди на 25% в силу меньшей плотности цинка (7,14 г/см³ против 8,92 г/см³). Кроме того, предельно допустимые концентрации (ПДК) для соединений меди в производственных сбросах значительно меньше, чем для соединений цинка, например, для окиси меди ПДК равно 0,1 мг/м³ против 0,5 мг/м³ для окиси цинка.

Следовательно, цинковое покрытие в 5-6 раз экологически благоприятнее в производстве, чем медное.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Заготовка из стали 12Х18Н10Т (химический состав по ГОСТ 5632-72) в виде проволоки D= 1,8 мм была подвергнута химико-термической обработке насыщению цинком. В результате на поверхности заготовки образовался диффузионный подсмазочный слой, состоящий из интерметаллидов цинка и металла заготовки, преимущественно Zn_xFe_y. Толщина покрытия 3-7 мкм. После этого проволока была прокалибрована волочением по маршруту D=1,8, D=1,7, D=1,62 вхолодную. Из проволоки D= 1,62 были получены винты М2 х 10 высадкой на холодновысадочном автомате. Все операции обработки давлением были произведены без возобновления подсмазочного покрытия и промежуточных отжигов. С готовых изделий подсмазочное покрытие было снято по технологической схеме, принятой для медного покрытия, при этом количественные показатели содержания цинка в отходах были в 12 раз меньше ПДК (0,02 мг/м³ по Zn).

Формула изобретения

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ К ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ, включающий нанесение на поверхность заготовки металлического диффузионного подсмазочного покрытия, отличающийся тем, что наносят подсмазочное покрытие, состоящее из интерметаллидов Zn_x Fe_u толщиной 3 10 мкм.