Способ изготовления холоднокатаной ленты из прецизионного сплава 14х6н4гдмт толщиной 0,1-0,5 мм

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты. Способ изготовления холоднокатаной ленты из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ толщиной 0,1-0,5 мм включает холодную прокатку, отжиг, продольную порезку, при этом прокатку производят за несколько обжатий с промежуточными отжигами. Осуществляют выплавку сплава в вакуумной индукционной печи, ковку на сутунку, механическую обработку, горячую прокатку на лист толщиной 3,4 мм, термическую обработку, травление, раскрой, сварку, смотку в рулон и холодную прокатку за 4-5 проходов с суммарным относительным обжатием в диапазоне 85-96%. Между операциями холодного деформирования выполняют термическую обработку ленты. В результате обеспечивается повышение прочностных свойств. 5 з п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

1. Область техники

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты преимущественно толщиной 0,10÷0,50 мм, обладающей повышенными прочностными (σΒ не менее 1765 Н/мм2) свойствами, из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ применяемой для изготовления коррозионностойких в ряде сред и теплостойких упругих элементов, работающих до температуры +250°С. Способ изготовления холоднокатаной ленты из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ, включает выплавку сплава в вакуумной индукционной печи, ковку на сутунку ≠55×250×500 мм, механическую обработку, горячую прокатку на лист толщиной 3,4 мм, термическую обработку, травление, раскрой, сварку, смотку в рулон, и холодную прокатку за 4÷5 проходов с суммарным относительным обжатием в диапазоне 85÷96%, при этом между операциями холодного деформирования выполняют термическую обработку ленты.

2. Предшествующий уровень техники

Известен «Способ производства холоднокатаной ленты из низкоуглеродистых марок стали» (Патент RU 2366729 (C21D 8/04, 2008). Способ включает включающий удаление окалины с поверхности горячекатаного подката травлением, холодную прокатку на непрерывном стане с суммарным относительным обжатием 67-70% и последующую термообработку. Недостатком известного способа является сложность обеспечения в тонкой холоднокатаной ленте комплекса механических свойств, обеспечивающих бездефектную металлопродукцию.

Известен «Способ изготовления холоднокатаной ленты из низкоуглеродистой стали» (Патент RU №2381844 (В21В 1/28), 2008), включающий удаление окалины с поверхности горячекатаного подката травлением, холодную прокатку на непрерывном стане и последующий ступенчатый рекристаллизационный отжиг рулонов, характеризующийся тем, что производят предварительную термообработку горячекатаного травленого подката при температуре 560-590°С продолжительностью 9-11 ч, а холодную прокатку термообработанного подката производят с суммарным относительным обжатием 72-76%. Недостатком известного способа является его малая универсальность и невозможность применения при выполнении заказов на ленту толщиной 0,10÷0,50 мм.

Известен также, принятый заявителем за наиболее близкий аналог, «Способ производства холоднокатаной полосы из углеродистой стали» (Патент RU №2371264 (В21В 1/36, 2007), включающий холодную прокатку в одноклетьевом реверсивном стане, отжиг и продольную порезку полосы режущими средствами, при этом прокатку полосы толщиной до 1,7 мм производят с обжатием до 35-40% и промежуточным отжигом, последующую прокатку полосы толщиной до 0,45 мм - с обжатием 61-75% и промежуточным отжигом, последующую прокатку полосы толщиной до 0,22 мм - с обжатием 41-65% и промежуточным отжигом, последующую прокатку полосы толщиной 0,1 мм - с обжатием 50% и промежуточным отжигом, после прокатки полосы конечной толщины проводят окончательный отжиг, при этом обжатие между последним промежуточным и окончательным отжигами составляет 6-52%. Недостатком способа по прототипу является то, что его использование не обеспечит получение в полной мере комплекса механических свойств для ленты из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ.

3. Сущность изобретения

3.1. Постановка технической задачи

Задачей настоящего изобретения является разработка технологии выплавки, горячего и холодного передела, обеспечивающей повышение прочностных свойств.

Результат решения технической задачи

Решение задачи достигается выплавкой в вакуумной индукционной печи с последующей ковкой на сутунку, горячей прокаткой листа и холодной прокаткой ленты за 4÷5 проходов с суммарным относительным обжатием в диапазоне 85÷96%, при этом между операциями холодного деформирования выполняют термическую обработку.

3.2. Отличительные признаки

В отличие от известного технического решения, включающего холодную прокатку, отжиг, продольную порезку, при этом прокатку производят за несколько обжатий с промежуточными отжигами; в заявленном техническом решении осуществляют выплавку сплава в вакуумной индукционной печи, ковку на сутунку, механическую обработку, горячую прокатку на лист толщиной 3,4 мм, термическую обработку, травление, раскрой, сварку, смотку в рулон, и холодную прокатку за 4÷5 проходов с суммарным относительным обжатием в диапазоне 85÷96%, при этом между операциями холодного деформирования выполняют термическую обработку ленты.

Выплавку сплава в вакуумной индукционной печи осуществляют с использованием электромагнитного перемешивания (ЭМП): после полного расплавления шихтовых материалов при температуре расплава (1520-1540)°С и после присадок алюминия, мишметалла (церия) и ферросилиция по расчету.

Далее в печь вводят аргон на 70÷100 мм. рт. ст. и присаживают расчетные количества марганца, электродного боя и титана. После усвоения последней присадки производят ЭМП и осуществляют разливку при температуре металла (1550÷1570)°С в изложницы.

Ковку слитков на сутунку ≠55×250×500 мм проводят на прессе по маршруту деформации с относительными обжатиями 1,2 и дальнейшим охлаждением на воздухе, при этом температура конца ковки не менее 850°С.

После механической обработки полученные сутунки подвергают горячей прокатке на листы толщиной 3,4 мм на стане «Кварто 1000» предварительно нагрев их в карусельной печи по режиму:

- температура в зоне посадки не более 1100°С;

- температура в зоне выдачи не более 1120°С;

- продолжительность нагрева не менее 50 минут.

Горячую прокатку сутунок проводят на листы ≠3,4×540 мм (под полосу ≠3,4×170 мм) за 8÷10 обжатий с суммарным относительным обжатием в диапазоне 90÷95%. В температурном интервале деформации: начало прокатки - 1000÷11200С и не менее 700°С конец прокатки.

Далее проводят термическую обработку листов в роликовой печи по режиму: 1000÷1100°С, не более 1,0 м/мин, воздух. Затем выполняют травление и раскрой на продольные полосы шириной 170 мм для последующей сварки и смотки в рулон.

При этом травление проводят по схеме: предварительное травление в кислотном растворе → промывка в проточной воде → щелочение → промывка в холодной воде → травление в кислотном растворе → промывка в холодной воде → отбелка в растворе азотной кислоты → промывка в проточной воде → промывка в горячей воде → сушка в печи.

Холодную прокатку рулонов с толщины 3,4 мм на 0,10÷0,50 мм производят за 4÷5 проходов с суммарным относительным обжатием в диапазоне 85÷96%, при этом между операциями холодного деформирования выполняют термическую обработку ленты в среде водорода при температуре 1100÷1120°С.

4. Описание изобретения

Материалы со строго заданным химическим составом и определенными механическими свойствами производятся в виде проволоки, лент, круглого проката.

Особые физические характеристики, точность в количестве легирующих элементов, минимум примесей, тщательная обработка изделий - ключевые показатели прецизионных сплавов.

Прецизионный сплав 14Х6Н4ГДМТ по способу упрочнения и физико-механическим свойствам можно классифицировать как деформационно-твердеющий.

Деформационно-твердеющие материалы используются в теплостойких и заводных пружинах; кернах электроизмерительных приборов; геодезических и гироскопических устройствах (для упругих элементов в микронных сечениях); плоских мембранах; упругих растяжках торсионов, работающих при высоких температурах в вакууме или среде инертных газов и водорода.

Общая схема производства холоднокатаной ленты из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ, следующая:

Вакуумная индукционная выплавка слитка → ковка на сутунку ≠55×250×500 мм, пресс 16МН → механическая обработка поверхности → горячая прокатка, лист ≠3,4×540 мм, стан «Кварто 1000» → термическая обработка → травление → раскрой на полосы ≠3,4×170 мм, сварка и смотка в рулон → холодная прокатка, лента толщиной 0,10÷0,50 мм.

Выплавку сплава 14Х6Н4ГДМТ в вакуумной индукционной печи осуществляют с использованием электромагнитного перемешивания: после полного расплавления шихтовых материалов при температуре расплава (1520÷1540)°С и после присадок алюминия, мишметалла (церия) и ферросилиция по расчету.

Далее в печь вводят аргон на 70÷100 мм. рт. ст. и присаживают расчетные количества марганца, электродного боя и титана. После усвоения последней присадки производят ЭМП и осуществляют разливку при температуре металла (1550÷1570)°С в изложницы.

Ковку слитков на сутунку ≠55×250×500 мм проводят на прессе по маршруту деформации с относительными обжатиями 1,2 и дальнейшим охлаждением на воздухе, при этом температура конца ковки не менее 850°С.

Пластичность металла удовлетворительная. Результаты испытаний на ударную вязкость представлены на графике (фиг. 1). Из графика на фиг. 1 следует, что металл обладает высокой пластичностью в интервале температур горячей деформации.

После механической обработки полученные сутунки подвергают горячей прокатке на листы ≠3,4×540 мм на стане «Кварто 1000» предварительно нагрев их в карусельной печи по режиму:

- температура в зоне посадки не более 1100°С;

- температура в зоне выдачи не более 1120°С;

- продолжительность нагрева не менее 50 минут.

Горячую прокатку сутунок проводят на листы ≠3,4×540 мм (под полосу ≠3,4×170 мм) за 8÷10 обжатий с суммарным относительным обжатием в диапазоне 90÷95%. В температурном интервале деформации: начало прокатки - 1000÷1120°С и не менее 700°С конец прокатки.

Далее проводят термическую обработку листов в роликовой печи по режиму: 1000÷1100°С, не более 1,0 м/мин, воздух. Затем выполняют травление и раскрой на продольные полосы шириной 170 мм для последующей сварки и смотки в рулон. При этом травление проводят по схеме: предварительное травление в кислотном растворе → промывка в проточной воде → щелочение → промывка в холодной воде → травление в кислотном растворе -»промывка в холодной воде → отбелка в растворе азотной кислоты → промывка в проточной воде → промывка в горячей воде → сушка в печи. Цвет поверхности листов после травления - светло-серый.

Холодную прокатку рулонов с толщины 3,4 мм на 0,10÷0,50 мм производят за 4÷5 проходов с суммарным относительным обжатием в диапазоне 85÷96%), при этом между операциями холодного деформирования выполняют термическую обработку ленты в среде водорода при температуре 1100÷1120°С. Чередование прокатки с отжигами позволяет обеспечить оптимальную микроструктуру металла ленты и необходимые для прокатки пластические свойства.

Использование предлагаемого способа позволяет изготовить холоднокатаную ленту из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ толщиной 0,10÷0,50 мм и обеспечить комплекс требований нормативной документации к готовой металлопродукции.

5. Пример конкретного выполнения (реализация способа)

В вакуумной индукционной печи было выплавлено 2 слитка прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ весом 680 кг. Полученные слитки отковали на сутунку ≠55×250×500 мм, затем произвели механическую обработку, после чего осуществили горячую прокатку на лист ≠3,4×540×3000 мм. Далее полученные листы подвергли термической обработке и травлению. Затем произвели раскрой, сварку и смотку ленты в рулон.

Холодную прокатку рулонов с толщины 3,4 мм на 0,15 мм произвели по маршруту: 3,4→1,5→0,8→0,5→0,15 с суммарным относительным обжатием 96%, при этом между операциями холодного деформирования выполняли термическую обработку ленты в среде водорода.

Испытания механических свойств и испытания на перегиб изготовленной холоднокатаной ленты толщиной 0,15 мм проведены на образцах после термообработки по режиму: 350÷450°С, 2÷4 часа, воздух. Результаты представлены в таблице 1.

Использование предлагаемого способа позволяет изготовить холоднокатаную ленту из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ толщиной 0,10÷0,50 мм и обеспечить комплекс требований нормативной документации к готовой металлопродукции.

1. Способ изготовления холоднокатаной ленты из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ толщиной 0,1-0,5 мм, включающий холодную прокатку, отжиг, продольную порезку, при этом прокатку производят за несколько обжатий с промежуточными отжигами, отличающийся тем, что осуществляют выплавку сплава в вакуумной индукционной печи, ковку на сутунку, механическую обработку, горячую прокатку на лист толщиной 3,4 мм, термическую обработку, травление, раскрой, сварку, смотку в рулон и холодную прокатку за 4-5 проходов с суммарным относительным обжатием в диапазоне 85-96%, при этом между операциями холодного деформирования выполняют термическую обработку ленты.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выплавку в вакуумной индукционной печи осуществляют с использованием электромагнитного перемешивания.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ковку слитков на сутунку осуществляют на прессе посредством деформации с относительными обжатиями 1,2 и дальнейшим охлаждением на воздухе, при этом температура конца ковки не менее 850°С.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев сутунки перед горячей прокаткой на листы осуществляют по режиму: температура в зоне посадки не более 1100°С, температура в зоне выдачи не более 1120°С, продолжительность нагрева не менее 50 минут.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическую обработку листов осуществляют в роликовой печи по режиму: 1000-1100°С, скорость не более 1,0 м/мин, воздух.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическую обработку ленты между операциями холодного деформирования осуществляют в среде водорода при температуре 1100-1120°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению прутков круглого сечения из титанового сплава. Заявлены варианты способа получения прутков круглого сечения из титанового сплава.
Изобретение относится к изготовлению горячедеформированных тонкостенных трубных изделий из титана и титановых сплавов. Изготавливают трубные изделия в две стадии горячей деформации.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения прутков из сверхупругих сплавов для медицинского применения. Способ изготовления длинномерных прутков диаметром 3÷10 мм из сверхупругого сплава системы титан-цирконий-ниобий, включающий получение полуфабриката поперечно-винтовой прокаткой из слитка и ротационную ковку полуфабриката на пруток окончательного размера.

Изобретение относится к способам изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов для аддитивных технологий. Осуществляют нагрев заготовки и деформацию заготовки путем волочения или прокатки в несколько проходов.

Изобретение относится к способам изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов для аддитивных технологий. Осуществляют нагрев заготовки и деформацию заготовки путем волочения или прокатки в несколько проходов.

Изобретение относится к способам изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов для аддитивных технологий. Осуществляют нагрев заготовки и деформацию заготовки путем волочения или прокатки в несколько проходов.

Изобретение относится к способам изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов для аддитивных технологий. Осуществляют нагрев заготовки и деформацию заготовки путем волочения или прокатки ее в несколько проходов.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изготовления проволоки TiNbTa из биосовместимого сплава для производства сферического порошка. Способ получения проволоки из сплава титан-ниобий-тантал для производства сферического порошка включает выплавку слитков сплава из исходных материалов в электродуговой вакуумной печи с нерасходуемым вольфрамовым электродом, гомогенизирующий отжиг слитков в вакууме 5⋅10-5 мм рт.ст., интенсивную пластическую деформацию слитков с получением проволоки и рекристаллизационный отжиг полученной проволоки.

Изобретение относится к изготовлению проволоки из титанового сплава для аддитивной технологии. Способ изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов длиной не менее 8500 м для аддитивных технологий включает нагрев заготовки, деформацию заготовки путем волочения или прокатки в несколько проходов.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в производстве тонких лент из сплавов систем Al-Mg. Способ получения лакированной ленты толщиной от 0,2 до 0,35 мм из алюминиевого сплава EN AW-5182 включает многопроходную горячую прокатку слитка сплава EN AW-5182 с получением полностью рекристаллизованной горячекатаной заготовки ленты, имеющей кубическую текстуру, и многопроходную холодную прокатку горячекатаной заготовки ленты.

Изобретение относится к области совмещенного травления и прокатки полосы. Для уменьшения капитальных затрат установка содержит линию непрерывного травления, накопительные устройства (20, 20') для накопления протравленной полосы вместимостью 1000-3000 метров полосы, реверсивный прокатный стан с по меньшей мере двумя первыми клетями (19), расположенный ниже по потоку относительно накопителя (20), первый барабан (21), расположенный ниже по потоку относительно двух первых клетей для наматывания полосы после нечетного этапа прокатки, для наматывания рулона весом от 100 до 300 тонн и диаметром до 6 метров, сварочный аппарат (2'), установленный между линией травления и первыми клетями, по меньшей мере один второй барабан (16), расположенный выше по потоку относительно первых клетей и ниже по потоку относительно сварочного аппарата (2'), для наматывания по крайней мере одной части полосы после четного этапа прокатки в направлении, противоположном направлению нечетного этапа, причем второй барабан имеет размер, позволяющий наматывать части полосы с удельным весом от 15 до 21 кг/мм; первое режущее устройство (22, 23), расположенное между вторым барабаном и первыми клетями (19), которое выполнено с возможностью отрезания катаной полосы каждый раз после намотки части полосы с удельным весом от 15 до 21 кг/мм на второй барабан, причем сварочный аппарат (2') выполнен с возможностью сваривания переднего конца катаной полосы, отрезанной с помощью первого режущего устройства, с передним концом полосы, подлежащей прокатке.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты. Способ изготовления холоднокатаной ленты из прецизионного сплава 14Х6Н4ГДМТ толщиной 0,1-0,5 мм включает холодную прокатку, отжиг, продольную порезку, при этом прокатку производят за несколько обжатий с промежуточными отжигами. Осуществляют выплавку сплава в вакуумной индукционной печи, ковку на сутунку, механическую обработку, горячую прокатку на лист толщиной 3,4 мм, термическую обработку, травление, раскрой, сварку, смотку в рулон и холодную прокатку за 4-5 проходов с суммарным относительным обжатием в диапазоне 85-96. Между операциями холодного деформирования выполняют термическую обработку ленты. В результате обеспечивается повышение прочностных свойств. 5 з п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Наверх