HomeОбработка стали › Горячая и теплая прокатка металла на воздухе

Горячая и теплая прокатка металла на воздухе

Горячая и теплая прокатка металла на воздухеКак видно из рассмотренных материалов первых глав, горячая обработка тугоплавких металлов осложняется высокими температурами их плавления, высокой склонностью к окислению и газонасыщению при повышенных температурах, низкой пластичностью и высокой температурой перехода из хрупкого в пластическое состояние.

 

Отмеченное еще более усугубляется тем, что в настоящее время листы и ленты из тугоплавких металлов изготовляют в производственных условиях на имеющемся прокатном оборудовании. Это ограничивает выпуск необходимых полуфабрикатов и готовых изделий, так как существующее оборудование предназначено для прокатки материалов с меньшим, чем у тугоплавких металлов, сопротивлением деформации и при более низких температурах.

 

Горячую прокатку тугоплавких металлов производят из полученных прессованием или ковкой заготовок толщиной 25-80 мм при температурах, близких к прессованию или ковке. С уменьшением толщины прокатываемого листа температуру подогрева постепенно уменьшают. Это обеспечивает создание волокнистой структуры, о которой указывалось ранее. Понижение температуры прокатки обеспечивает также снижение окисления и улучшение качества поверхности листа.

 

В настоящее время для горячей прокатки тугоплавких металлов начинают применять прокатные станы, оборудованные специальным устройством для регулировки прогиба валков, и изготовляют станы с более жесткой конструкцией с целью уменьшения разнотолщинности раската.

 

Для получения вольфрамовых листов прокаткой применяют в основном порошковые заготовки.Горячая прокатка листов из спеченных штабиков вольфрама обычно начинается в температурном интервале 1540-1650° С. С уменьшением толщины листа температура нагрева понижается вплоть до комнатной при прокатке тонких листов.

 

В последнее время появилась возможность получения вольфрамовых листов и лент методом прокатки предварительно прессованных слитков, полученных электроннолучевой плавкой. Для этого слиток диаметром 70-80 мм прессуют на полосу шириной 50-60 мм и толщиной 20-25 мм. Затем с поверхности заготовки механическим путем удаляют окалину,( дефекты и подвергают отжигу в вакууме при температуре около 1800° С в течение 1 ч.

 

Полученная таким образом заготовка вольфрама обладает большей деформируемостью, чем спеченная; и прокатку такого материала можно проводить на двухвалковом стане в интервале температур 1000-1400° С. Удельное давление прокатки при температуре 1400°С и обжатии 25-30% составляет 510 Мн/м2 (51 кГ/мм2), а при , обжатии 60-65% возрастает до 625 Мн/м2 (62,5 кГ/мм2). После обжатия на 60-65% для снятия внутренних напряжений заготовку подвергают отжигу при температуре 1250° С.

 

При дальнейшей прокатке начиная с толщины заготовки 2-3 мм температуру прокатки постепенно снижают вначале до 1000-1100° С, а при толщине 0,5 мм до 600° С. При этом уменьшается и время нагрева до 1-3 мин, а при толщине заготовки 1 мм до нескольких секунд. При горячей прокатке во избежание резкого охлаждения прокатываемой заготовки и образования трещин на валках применяют подогрев валков до температуры 200-250° С.

 

Скорость прокатки обычно составляет 0,5-2,0 м/сек. Степень деформации, при которой вольфрам и его сплавы еще достаточно пластичны, колеблется в пределах 10—15% за проход. Тонкие листы (до 0,125 мм) прокатывают в пакетах и на многовалковых станах. Прокаткой в пакетах при сравнительно низких температурах получают листы хорошего качества с чистой поверхностью.

 

Проводя промежуточные отжиги, но не допуская рекристаллизации структуры, указанным способом можно получить листы вольфрама толщиной в несколько десятков микрон. При этом температура порога хрупкости значительно понижается и может достигнуть комнатной температуры. Производство больших листов из вольфрама ограничивается как размерами исходной заготовки, так и мощностью нагревательного и прокатного оборудования.

 

По имеющимся данным, за рубежом приступили к производству вольфрамовых листов шириной 1015 мм и толщиной 0,5 мм. Наибольшее развитие получило производство листов из молибдена. Исходную заготовку для прокатки молибдена получают прессованием порошков с последующим спеканием, а также прессованием и ковкой литой заготовки. Полученную заготовку перед прокаткой подвергают отжигу при температуре 1400° С в среде водорода или в вакууме и прокатывают.

 

Обычно перед вакуумным отжигом проводят механическую зачистку заготовок с целью удаления дефектов и окисленного слоя. Если металл отжигают в водороде, то зачистку можно проводить и после отжига. Прокатывают молибден обычно в интервале температур 1200-1250° С. С одного нагрева заготовку толщиной 25-30 мм обжимают до 4-5 мм, после этого металл подвергают травлению и механическим путем удаляют дефекты.

 

Дальнейшая прокатка листов до толщины 1 мм проводится в температурном интервале 500-600° С. Прокатку листов толщиной 11 мм проводят в температурном интервале 1000-1100°С с поворотом на 90° после каждого прохода. Если прокатывать такие листы при более низких температурах, то возможно образование расслоений и появление хрупкости.

 

При горячей прокатке на воздухе листы молибдена насыщаются кислородом, содержание которого иногда повышается в двадцать раз по сравнению с его содержанием в исходном материале. Загрязнение поверхности горячекатаных на воздухе листов можно видеть после отжига с полной рекристаллизацией, так как в поверхностных газонасыщенных слоях рекристаллизация не протекает в отличие от внутренних слоев, относительно чистых и полностью рекри-сталлизованных.

 

Окисленный поверхностный слой удаляется травлением в смеси кислот HN03 и Н3РО4. Для снятия внутренних напряжений листы отжигают в вакууме.Силовые параметры при прокатке листов из мало легированного молибдена, по данным Н. И. Корнеева, С. Б. Певзнера, Е. И. Разуваева и И. Г. Скугарева, почти в два раза выше, чем при прокатке листов из стали. Удельное давление при прокатке начиная с 10% обжатия интенсивно возрастает и достигает наибольшего значения при обжатии около 40%; при дальнейшем увеличении обжатий удельное давление изменяется незначительно.

 

Нагрев и горячая прокатка ниобия и тантала на воздухе сопровождаются интенсивным окислением и газонасыщением. Это понижает пластичность, уменьшает выход годной продукции и снижает качество изделий. Листы из технического ниобия и его сплавов, выплавленных в дуговой печи, получают прокаткой в горячем состоянии из предварительно кованой или прессованной заготовки.

 

Перед горячей прокаткой исходную заготовку (обычно размерами 40X120X500 или 60Х X180X600 мм) подвергают механической обработке или травлению, а затем вакуумному гомогенизирующему отжигу. Ниобий технической чистоты отжигается в течение 3-4 ч при температуре 1350-1450° С.

 

Горячую прокатку ниобия проводят в интервале температур 1000-1400° С с обжатиями за проход до 40- 50%, если позволяет мощность оборудования. Ниобий с повышенным содержанием примесей (0,03% Ог; 0,05% N2 и 0,1% С) прокатывают при более высоких температурах, достигающих 1500° С, и с небольшим обжатием за проход. Обычно в горячем состоянии прокатываются заготовки до толщины 10-6 мм. Заготовки меньшей толщины прокатывают в теплом состоянии при 250-300° С или даже при комнатной температуре.

 

Удельные давления при горячей прокатке ниобия меньше удельных давлений, возникающих при прокатке вольфрама и молибдена (рис. 114). Например, при прокатке ниобия с обжатиями 30-40% удельные давления почти в два раза ниже, чем при прокатке вольфрама.

 

Сплавы ниобия, содержащие вольфрам и молибден типа 5ВМЦ и ТК-5, прокатывают из прессованной заготовки при температурах 1200-1400° С обычно до толщины 10-12 мм. Далее следует механическая обработка и отжиг при температурах 1200-1300° С в течение 1-2 ч, теплая прокатка при температуре 400° С до толщины 6-4 мм и заканчивается процесс прокаткой при комнатной температуре.

 

Средние удельные давления при прокатке сплавов ниобия имеют более высокие значения, чем при прокатке чистого ниобия. Поэтому прокатку сплавов проводят с меньшими на 15-20% обжатиями за проход.

 

Следует отметить, что после горячей прокатки тугоплавких металлов на воздухе, особенно ниобия и тантала, требуется проводить механическую обработку заготовок перед последующей холодной прокаткой для удаления дефектов и окисленного слоя. Это вызывает большие потери металла и снижает выход годной продукции. При производстве ниобиевых листов из заготовок, предварительно прокатанных на воздухе при высоких температурах, выход годной продукции может составить всего 50%.

 

Имеются данные, показывающие, что листы из тугоплавких металлов можно получать новым методом — обработкой цилиндрической трубы, вращающейся на массивной оправке, роликом, который перемещается аналогично резцу. Таким способом после многократных проходов стенку трубы толщиной около 10 мм уменьшают до 0,3 мм. Затем раскатанную трубу разрезают и проводят дальнейшую обработку.

 

При данном процессе вследствие локализации деформируемой зоны можно применять большие обжатия за проход и получать широкие листы с более точными размерами по толщине. Локализация при этом зоны нагрева не требует громоздких нагревательных устройств. Трубную заготовку для прокатки в этих случаях также получают методом прессования.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.