PL209391B1

PL209391B1 - Sposób wytwarzania drutów bimetalowych

Info

Publication number: PL209391B1
Application number: PL373977A
Authority: PL
Inventors: Wiesław Kazana; Stanisław Księżarek; Bronisław Besztak; Zbigniew Śmieszek; Ludwik Ciura
Original assignee: Inst Metali Nieżelaznych
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2011-08-31
Also published as: PL373977A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania drutów bimetalowych przeznaczonych na elektrody do spawania, których rdzeń wykonany z niklu otoczony jest zewnętrzną warstwą ze stali.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 167385 sposób wytwarzania drutów płaszczowych posiadających rdzeń stalowy, aluminiowy lub ze stopu na bazie żelaza i niklu, pokryty płaszczem z miedzi lub jej stopów. Polega on na tym, że taśmę z miedzi lub jej stopów zwija się w rurkę i jednocześ nie, w trakcie operacji zwijania, wprowadza się do niej w sposób ciągł y, rdzeń w postaci drutu stalowego, aluminiowego lub ze stopu na bazie żelaza i niklu, uprzednio oczyszczony i korzystnie pokryty cienką warstwą miedzi lub miedzi i cyny, względnie cynku. Następnie krawędzie uformowanego płaszcza spawa się w sposób ciągły, korzystnie w osłonie gazu ochronnego, a otrzymany kompozyt w postaci drutu, na którego przekroju poprzecznym udział powierzchni płaszcza do całkowitego przekroju wynosi 10-80%, poddaje się ciągnieniu z minimalnym sumarycznym zgniotem 60%, stosując co najmniej w jednym z ciągów zgniot nie mniejszy niż 25%, po czym wyżarza się go w temperaturze 400 - 900°C. Wyżarzanie prowadzi się przez co najmniej jedną godzinę w próżni wynoszą cej około 10^-3 Tr lub w atmosferze ochronnej zawierającej minimalnie 5% obję tościowych wodoru, reszta azot lub argon.

Tak wyżarzony drut poddaje się ciągnieniu z sumarycznym zgniotem 50 - 95% stosując ewentualnie w trakcie tego ciągnienia wyżarzanie międzyoperacyjne w temperaturze 400 - 800°C w próżni wynoszącej około 10^-3 Tr lub w atmosferze ochronnej zawierającej minimalnie 5% objętościowych wodoru, reszta azot lub argon, przez co najmniej jedną godzinę.

Niedogodnością tego sposobu jest możliwość stosowania go jedynie do łączenia stopów na bazie żelaza i niklu z miedzią lub jej stopami.

Niedogodności te eliminuje sposób według wynalazku.

Sposób wytwarzania drutów bimetalowych według wynalazku polega na tym, że materiały wyjściowe, którymi są: taśma stalowa charakteryzująca się wydłużeniem A100 = 30 - 45% oraz drut z niklu charakteryzującego się wydłużeniem A100 = 20 - 45%, prostuje się i odtłuszcza a następnie poddaje się je procesowi aktywacji powierzchni usuwając pasywną warstwę zewnętrzną i zwiększając chropowatość powierzchni, po czym oczyszcza się je podciśnieniowo. Tak przygotowaną taśmę zwija się w rurkę i jednocześnie wprowadza się do rurki rdzeń, po czym łączy się krawędzie rurki w sposób ciągły, korzystnie metodą spawania i korzystnie w atmosferze ochronnej. Otrzymany kompozyt, w postaci drutu, poddaje się wyżarzaniu, polegającemu na nagrzewaniu kompozytu z prędkością 5 - 7 stopni na minutę do temperatury 650 - 750°C i wygrzaniu go w niej przez 1 - 2 godzin a następnie chłodzeniu do temperatury otoczenia z prędkością 5-10 stopni na minutę. Wstępnie wyżarzony kompozyt podaje się operacjom ciągnienia i wyżarzania, najpierw ciągnąc go ze zgniotem jednostkowym 15-22% w pojedynczych cią gach aż do uzyskania sumarycznego zgniotu 15-45%, następnie wyżarza się go w temperaturze 350 - 700°C przez 0,5 - 3 godzin, potem ciągnie się go ze zgniotem jednostkowym 10 17% w pojedynczych ciągach aż do uzyskania sumarycznego zgniotu 45 - 80%, i z kolei wyżarza się go w temperaturze 600 - 850°C przez 0,5 - 4 godzin, po czym poddaje się go końcowemu ciągnieniu ze zgniotem jednostkowym 8 - 15% w pojedynczych ciągach oraz z sumarycznym zgniotem 35 - 70%. Otrzymany drut bimetalowy, po ewentualnym odtłuszczeniu, korzystnie pokrywa się warstwą miedzi.

Ponadto, korzystnie, drut bimetalowy, po wyprostowaniu go i pocięciu na odcinki o żądanej długości, pokrywa się otuliną zawierającą topniki.

Otrzymane sposobem według wynalazku druty bimetalowe spełniają wszystkie wymagania stawiane materiałom, z których wytwarza się elektrody do spawania elementów z żeliwa lub napawania ubytków materiału na elementach z żeliwa. Druty te posiadają szczególnie dobrą spójność połączenia na granicy żelazo - nikiel przy wymaganej dla tego typu elektrod procentowej zawartości żelaza, niklu i innych pierwiastków.

Poniższy przykład bliżej objaśnia sposób według wynalazku.

P r z y k ł a d

Materiałami wyjściowymi są: taśma ze stali niskowęglowej w gatunku St2Sal o grubości 0,9 mm i szerokoś ci 24,2 mm, charakteryzują ca się wydł u ż eniem A100 = 43% oraz drut o ś rednicy 5,8 mm z niklu w gatunku N2 charakteryzują cego się wydł u ż eniem A100 = 44%. Materiał y wyjś ciowe prostuje się i odtłuszcza w środku odtłuszczającym Esso clean, następnie poddaje się je procesowi aktywacji powierzchni usuwając mechanicznie pasywną warstwę zewnętrzną i zwiększając chropowatość powierzchni, po czym oczyszcza się je podciśnieniowo odsysając resztki zanieczyszczeń. Tak przygotoPL 209 391 B1 waną taśmę zwija się w rurkę i jednocześnie wprowadza się do rurki drut niklowy, po czym spawa się krawędzie rurki w sposób ciągły w atmosferze argonu. Otrzymany kompozyt w postaci drutu o udziale niklu wynoszącym 58%, poddaje się wyżarzaniu w atmosferze ochronnej zawierającej 5% wodoru i 95% azotu, polegającemu na nagrzewaniu kompozytu z prę dkością 7 stopni na minutę do temperatury 650°C i wygrzaniu go w niej przez 2 godziny a następnie chłodzeniu do temperatury otoczenia z prędkością 7 stopni na minutę. Wstępnie wyżarzony kompozyt podaje się operacjom ciągnienia i wyż arzania, najpierw cią gnąc go ze zgniotem jednostkowym 15% w pojedynczych cią gach aż do uzyskania sumarycznego zgniotu 42%, według następującego schematu ciągów:

7,5 mm 0 6,9 mm 0 6,4 mm 0 5,8 mm 0 5,4 mm 0 5,0 mm.

Utwardzony zgniotem kompozyt wyżarza się w temperaturze 640°C przez 3 godziny w atmosferze ochronnej zawierającej 5% wodoru i 95% azotu, potem poddaje się go ciągnieniu ze zgniotem jednostkowym 17% w pojedynczych ciągach aż do uzyskania sumarycznego zgniotu 59%, według następującego schematu:

5,0 mm 0 4,5 mm 0 4,1 mm 0 3,8 mm 0 3,5 mm 0 3,2 mm.

Następnie materiał wyżarza się w temperaturze 660°C przez 2,75 godziny w atmosferze ochronnej zawierającej 5% wodoru i 95% azotu, po czym poddaje się go końcowemu ciągnieniu ze zgniotem jednostkowym 15% w pojedynczych ciągach oraz z sumarycznym zgniotem 39%, zgodnie ze schematem: 0 3,2 mm · 0 2,94 mm 0 2,70 mm 0 2,5 mm.

Otrzymany drut bimetalowy odtłuszcza się w kąpieli środka Eso clean i pokrywa się elektrolitycznie warstwą miedzi o grubości 2 μm.

Ponadto, drut bimetalowy prostuje się i tnie na odcinki o długości 350 mm, oraz pokrywa się go otuliną zawierającą topniki i inne dodatki, zgodnie z zapotrzebowaniem, poprawiające jakość złącza.

Claims

1 Sposób wytwarzania drutów bimetalowych, w którym taśmę zwija się w rurkę i jednocześnie wprowadza się do rurki rdzeń, po czym łączy się krawędzie rurki w sposób ciągły, korzystnie w atmosferze ochronnej, a otrzymany kompozyt, w postaci drutu, poddaje się operacjom ciągnienia i wyżarzania uzyskując drut bimetalowy, znamienny tym, że materiały wyjściowe, którymi jest taśma stalowa charakteryzująca się wydłużeniem A100 = 30 - 45% a także drut z niklu charakteryzującego się wydłużeniem A100 = 20 - 45%, prostuje się i odtłuszcza a następnie poddaje się je procesowi aktywacji powierzchni usuwając pasywną warstwę zewnętrzną i zwiększając chropowatość powierzchni, po czym oczyszcza się je podciśnieniowo i wytwarza się z nich kompozyt, który poddaje się wstępnemu wyżarzaniu, polegającemu na nagrzewaniu kompozytu z prędkością 5 - 7 stopni na minutę do temperatury 650 - 750°C i wygrzaniu go w niej przez 1 - 2 godzin a następnie chłodzeniu do temperatury otoczenia z prędkością 5-10 stopni na minutę, i tak wstępnie wyżarzony kompozyt poddaje się operacjom ciągnienia i wyżarzania, najpierw ciągnąc go ze zgniotem jednostkowym 15-22% w pojedynczych ciągach aż do uzyskania sumarycznego zgniotu 15-45%, następnie wyżarza się go w temperaturze 350 700°C przez 0,5 - 3 godzin, potem ciągnie się go ze zgniotem jednostkowym 10 - 17% w pojedynczych ciągach aż do uzyskania sumarycznego zgniotu 45 - 80%, i z kolei wyżarza się go w temperaturze 600 - 850°C. przez 0,5 - 4 godzin, po czym poddaje się go końcowemu ciągnieniu ze zgniotem jednostkowym 8 - 15% w pojedynczych ciągach oraz z sumarycznym zgniotem 35 - 70%, a tak otrzymany drut bimetalowy, po ewentualnym odtłuszczeniu, korzystnie pokrywa się warstwą miedzi.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drut bimetalowy, pokrywa się otuliną zawiera-