Патент на изобретение №2152858

(54) БИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к получению многослойных материалов в рулонах совместной пластической деформацией. В качестве материала покрытия в биметаллической композиции выбраны медно-никелевый сплав Cu75Ni25, обеспечивающий белый цвет, никелевая латунь ЛН75-5, дающая золотисто-желтый цвет, или медь, дающая красный цвет. В качестве материала основного слоя используют никель или медно-никелевый сплав, при этом толщина плакирующих слоев составляет 40,0-49% с каждой стороны, а толщина основного слоя 2,0-20,0% от толщины композиции. Составляющие биметаллической композиции подвергают обезжириванию и травлению, совместной пластической деформации со степенью деформации 60 – 70%, термической обработке при температуре 500-670°С с последующим охлаждением до температуры не выше 150°С, окончательной холодной прокатке со степенью деформации 32 – 45%. Технический результат: получение биметаллической композиции с различной цветовой гаммой, а также с различными удельным сопротивлением и магнитной проницаемостью. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Заявляемая группа изобретений относится к обработке металлов давлением, а именно к получению многослойных материалов в рулонах совместной пластической деформацией.

Наиболее близким аналогом к заявляемой группе относится группа изобретений, включающая биметаллическую композицию, состоящую из медной основы с содержанием примесей не более 0,1%, покрытой медноникелевым сплавом с содержанием никеля 18-20%, суммарной толщиной покрытия 4-20% от толщины основного слоя, и способ получения биметалла, включающий подготовку поверхностей составляющих слоев, их совместную пластическую деформацию со степенью деформации в плакирующем проходе 2,4-2,7, термическую обработку, холодную прокатку со степенью деформации не менее 1,2, отжиг при температуре металла 370-480^oC (патент RU 2122930 C1, B 23 K 20/04, 10.12.98 г.).

Данный аналог позволяет получить немагнитный композиционный материал из толстого основного и двух тонких плакирующих слоев, имеющий поверхность белого цвета.

Задачей заявляемой группы изобретений является получение немагнитного композиционного материала, состоящего из тонкого основного и двух толстых плакирующих слоев, обладающего высокими экономическими и эксплуатационными характеристиками, имеющего определенные удельное сопротивление и магнитную проницаемость, а также цветовую гамму материала покрытия.

Указанная задача решается тем, что в качестве материала основного слоя используют ленту из никеля или медно-никелевого сплава, а в качестве материала покрытия – медно-никелевый сплав Cu75Ni25, обеспечивающий белый цвет, никелевая латунь ЛН 75-5, дающая золотисто-желтый цвет, и медь, дающая красный цвет. При этом толщина плакирующих слоев составляет 40,0-49,0% с каждой стороны, а толщина основного слоя – 2,0-20% от толщины композиции.

Экспериментально установлено, что наилучший результат по экономическим и эксплуатационным характеристикам может быть получен при толщине основного слоя от 2 до 20% от общей толщины композиции и толщине покрытия от 40,0 до 49,0% с каждой стороны.

Недостатком аналога в части способа является получение биметаллической композиции, обеспечивающий прочное соединение составляющих с толстым основным и тонкими плакирующими слоями.

Задачей предлагаемого изобретения является изготовление биметаллической композиции, обеспечивающий прочное соединение составляющих с тонким основным и толстыми плакирующими слоями.

Указанная задача решается тем, что суммарную степень деформации пакета из слоев цветного металла или сплава в процессе плакирования осуществляют от 60 до 70%, термическую обработку ведут при температуре 500-670^oC, а степень деформации при холодной прокатке выбирают в интервале 32-45%.

Получение прочного соединения составляющих и обеспечение требуемого размера осуществляется следующим образом.

Составляющие биметаллической композиции подвергают обезжириванию и зачистке металлическими щетками с последующей намоткой на технологический барабан. После установки технологических барабанов согласно чертежу осуществляется процесс плакирования. При этом степень деформации должна находиться в пределах от 60 до 70%. Уменьшение степени деформации ниже 60% приводит к расслоению биметаллической ленты при намотке на технологический барабан. Увеличение степени деформации свыше 70% ведет к растрескиванию биметаллической ленты по кромке.

Последующая термическая обработка при температуре от 500 до 670^oC обеспечивает дальнейшую диффузию материалов и увеличение прочности биметаллического соединения.

Степень деформации при окончательной холодной прокатке в интервале от 32 до 45% обеспечивает достаточную точность биметаллических лент и возможность дальнейшей обработки.

Способ реализуется следующим образом.

Пример 1.

В качестве исходных материалов используют ленту из мельхиора МН25 размером 3,4 x 270 мм и ленту никелевую марки НП2 размером 0,55 x 270 мм. Ленту мельхиоровую обезжиривают в растворе моющего средства, сушат и подвергают зачистке металлическими щетками с одной стороны. Ленту никелевую обезжиривают, сушат и подвергают зачистке металлическими щетками с двух сторон. Двухстороннее плакирование производят на стане Кварто на один пропуск по маршруту:
(3,4 x 2 + 0,55) —> 3,0 + 0,05 мм
В процессе плакирования на мельхиоровую ленту подают технологическую смазку, состоящую из 70% масла МС-20 и 30% керосина, сверху капельным способом, снизу промасливающим роликом. Скорость плакирования 0,2 м/с. Натяжение поддерживают: для мельхиора 2,0 + 0,25 т, для никеля – 0,75 + 0,1 т, биметалла – 2,0 + 0,2 т. После плакирования биметаллический подкат подвергают термической обработке при температуре 670^oC в течение 1080 минут с последующим охлаждением с печью до температуры не выше 150^oC. Термически обработанные рулоны биметаллического подката подвергают промывке в растворе моющего средства и последующей прокатке по маршруту:
3,0—>2,75—>2,55—>2,35—>2,20—>2,07+0,02 мм
Пример 2.

В качестве исходных материалов используют латунь никелевую ЛН75-5 размером 3,0 x 270 мм и ленту никелевую НП2 размером 0,8 x 270 мм. Ленту из латуни никелевой обезжиривают в растворе моющего средства, подвергают химическому травлению и сухой зачистке металлическими щетками с одной стороны. Ленту из никеля обезжиривают, просушивают и зачищают металлическими щетками с двух сторон. Операцию плакирования выполняют на стане Кварто за один пропуск по маршруту:
(3,0 x 2 + 0,8) —> 2,8 + 0,05 мм
В процессе плакирования на ленту из латуни никелевой подают технологическую смазку, состоящую из 70% масла МС-20 и 30% керосина сверху капельным способом, снизу – промасливающим роликом. Скорость плакирования 0,2 м/с. Натяжение поддерживают: для латуни (заднее) – 2,0 + 0,25 т, никеля – (заднее) 0,75 + 0,1 т, биметаллического подката (переднее) – 2,0 + 0,2 т. После плакирования биметаллический подкат подвергают термической обработке при температуре 670^oC в течение 1080 минут и охлаждению с печью до температуры не выше 150^oC. Термически обработанную ленту подвергают промывке в растворе моющего средства и последующей холодной прокатке по маршруту:
2,8—>2,45—>2,25—>2,15—>2,0—>1,87 + 0,02 мм
Пример 3.

В качестве исходных материалов используют ленту из меди М1 размером 3,0 x 270 мм и ленту из мельхиора МН-19 размером 0,25 x 270 мм.

Ленту медную подвергают обезжириванию в растворе моющего средства, химическому травлению, сушке и сухой зачистке металлическими щетками с одной стороны. Ленту мельхиоровую обезжиривают в растворе моющего средства, просушивают и зачищают с двух сторон металлическими щетками. Двухсторонне плакирование мельхиора медными лентами осуществляют на стане Кварто за один пропуск по маршруту:
(3,0 x 2 + 0,25) —> 2,4 + 0,05 мм
В процессе плакирования на медную ленту подают технологическую смазку, состоящую из 70% масла МС-20 и 30% керосина, сверху капельным способом, снизу промасливающим роликом. В процессе плакирования поддерживают: натяжение меди (заднее) – 2,0 + 0,25 т, мельхиора (заднее) – 0,7 – 0,1 т, биметалла (переднее) – 2,0 + 0,2 т. Затем биметаллический подкат подвергают термической обработке при температуре 550^oC в течение 480 минут с последующим охлаждением под колпаком до температуры не выше 150^oC. После промывки в растворе моющего средства ленту докатывают по маршруту:
2,4—>2,1—>1,9—>1,75—>1,6—>1,48 + 0,02 мм
Таким образом, заявляемая группа изобретений обеспечивает комплекс факторов, позволяющих получить композицию цветной металл – цветной металл с толстым плакирующим и тонким основным слоем с различной цветовой гаммой, а также различными удельным электросопротивлением и магнитной проницаемостью.

Формула изобретения

1. Биметаллическая композиция, содержащая слои цветного металла или сплава, полученная способом холодного рулонного плакирования, отличающаяся тем, что в качестве материала основного слоя используют никель или медно-никелевый сплав, а в качестве материала покрытия используют медно-никелевый сплав, латунь или медь, при этом толщина плакирующих слоев составляет 40,0 – 49,0% с каждой стороны, а толщина основного слоя 2,0 – 20,0% от толщины композиции.

2. Способ изготовления биметаллической композиции, содержащей слои цветного металла или сплава, включающий подготовку поверхностей слоев, холодное рулонное плакирование, термическую обработку с последующим охлаждением до температуры не выше 150^oC и холодную прокатку, отличающийся тем, что суммарную степень деформации слоев осуществляют от 60 до 70%, термическую обработку ведут при температуре 500 – 670^oC, а степень деформации при холодной прокатке выбирают в интервале 32 – 45%.

РИСУНКИ