Композиционная волока для волочения кордовой стали

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПОЗИЦИОННАЯ ВОЛОКА ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ КОРДОВОЙ СТАЛИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) 1. Композиционная волока для волочения кордовой стали, содержащая, на основе твердого сплава и связки, корпус с рабочим конусом, имеющим заходный, калибрующий и выходной участки, отличающаяся тем,что в корпус волоки дополнительно введены ультрадисперсные алмазы и бронзовая матрица. 2. Композиционная волока по п. 1, отличающаяся тем, что в корпус волоки дополнительно введен ультрадисперсный нитрид бора, а в качестве связки введен гексагональный нитрид бора ГНБ -. 3. Композиционная волока по любому из пп. 1-2, отличающаяся тем, что в корпусе волоки элементы композиционного материала на основе твердого сплава, ультрадисперсных алмазов, кубического нитрида бора, гексагонального нитрида бора ГНБ - и бронзовая матрица связаны между собой следующим соотношением, мас. твердый сплав ультрадисперсный алмаз кубический нитрид бора гексагональный нитрид бора ГНБ бронзовая матрица 4. Композиционная волока по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что ультрадисперсный алмаз введен с размерами частиц 2-40 нм, а кубический нитрид бора с размером частиц 10-2-100 мкм. 6245. Композиционная волока по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что в корпус волоки композиционный материал на основе ультрадисперсного алмаза, кубического нитрида бора, гранулированного твердого сплава, гексагонального нитрида бора ГНБ - и бронзовой матрицы в зоне, прилегающей к заходному конусу волоки, и в периферийной зоне корпуса введен исходя из следующего соотношения, мас.заходный конус периферийная зона и имеет, соответственно, гранулометрический состав размера, мкм заходный конус периферийная зона(56) 1. Патент 740900, МПК В 21 С 3/00, 1969. 2. Лякишев Н.П. Энциклопедический словарь по металлургии. - М. Интермет Инжиниринг. - Т. 2. - С.71 Полезная модель относится к металлургии, преимущественно к прокатно-волочильному производству, и может быть использована при оснащении многопереходных волочильных станов волоками. Известна монолитная волока для волочения кордовой стали, содержащая корпус с рабочим конусом,имеющим заходный, калибрующий и выходной участки. Волока выполнена из высокоуглеродистой стали 1. Недостаток конструкции известной волоки проявляется при многопереходном волочении в низкой производительности волочения при количестве переходов более 17 из-за низкой стойкости волоки по износу рабочего очка и,как следствие, ухудшению качества получаемой проволоки. Известна конструкция композиционной твердосплавной волоки, принятой за прототип, содержащей корпус с рабочим конусом, имеющим заходной, калибрующий и выходной участки, изготовленной методом порошковой металлургии на основе карбидов титана, вольфрама и кобальта и связки 2. Достоинство волоки проявляется в повышенной стойкости, особенно при мокром волочении. Недостаток проявляется в схемах сухого волочения, вследствие повышенного износа волоки при использовании 1822 переходной схемах волочения. Кроме того, увеличение скорости волочения приводит к снижению качества проволоки, вследствие граничного трения в зоне проволочная заготовка-инструмент. Известную волоку отличает высокая себестоимость и сложная технология изготовления. В основу полезной модели положена задача улучшения качества поверхности волоченой кордовой проволоки за счет снижения коэффициента трения путем улучшения схемы деформации в зоне контакта волоказаготовка, повышения стойкости и снижения себестоимости волоки. Поставленная задача достигается тем, что в композиционной волоке для волочения кордовой стали, на основе твердого сплава и связки, корпус с рабочим конусом, имеющим заходный, калибрующий и выходной участки, согласно полезной модели, в корпус волоки дополнительно введены ультрадисперсные алмазы и бронзовая матрица. В композиционной волоке в корпус дополнительно введен ультрадисперсный нитрид бора, а в качестве связки введен гексагональный нитрид бора ГНБ -. В композиционной волоке в корпусе волоки элементы композиционного материала на основе твердого сплава, ультрадисперсных алмазов, ультрадисперсного нитрида бора, гексагонального нитрида бора ГНБи бронзовая матрица связаны между собой следующим соотношением, мас.твердый сплав ультрадисперсный алмаз ультрадисперсный нитрид бора гексагональный нитрид бора ГНБ бронзовая матрица В композиционной волоке ультрадисперсный алмаз введен с размерами частиц 2-40 нм, кубический нитрид бора с размером частиц 10-2-100 мкм, а твердый сплав имеет гранулометрический состав размера 0,051,00 мм. В корпус волоки композиционный материал на основе ультрадисперсного алмаза, кубического нитрида бора, гранулированного твердого сплава, гексагонального нитрида бора ГНБ - и бронзовой матрицы в зоне, прилегающей к заходному конусу волоки, и в периферийной зоне корпуса введен исходя из следующего соотношения, мас.2 624 заходный конус периферийная зона и имеет, соответственно, гранулометрический состав размера, мкм заходный конус периферийная зона Заявленная совокупность отличительных признаков полезной модели по данным патентноинформационных источников обладает новизной и неочевидностью и, следовательно, соответствует критерию изобретательский уровень. Конструкция волоки обладает технологичностью в изготовлении и потребительским спросом и, следовательно, соответствует критерию промышленная применимость. Для лучшего понимания полезной модели она поясняется чертежом, где фигура - общий вид волоки. Волока для волочения кордовой стали, содержит корпус 1 с рабочим конусом 2, имеющим заходный 3,калибрующий 4 и выходной 5 участки. Корпус 1 выполнен из композиционного материала на основе твердого сплава 6, ультрадисперсных алмазов 7, кубического нитрида бора 8, гексагонального нитрида бора ГНБ 9 и бронзовой матрицы 10 из медного сплава, преимущественно на основе износостойких бронз. Для мягких режимов волочения в присутствии твердых или жидкостных смазок бронзовая матрица 10 может быть выполнена из различных марок меди. Для восприятия радиальных нагрузок от усилия волочения корпус 1 размещен в бандажируемой обойме 11, например, из стали 45. В зависимости от технических условий на волоченую проволоку в корпус 1 волоки могут быть выполнен только на основе дополнительных ультрадисперсных алмазов 7 и бронзовой матрицы 10. В корпус 1 дополнительно может быть введен кубический нитрид бора 8, а в качестве связки введен гексагональный нитрид бора 9 ГНБ -. В корпусе 1 волоки элементы композиционного материала на основе твердого сплава 6, ультрадисперсных алмазов 7, кубического нитрида бора 8, гексагонального нитрида бора 9 - ГНБ - и бронзовая матрица 10 связаны между собой следующим соотношением, мас.твердый сплав ультрадисперсный алмаз кубический нитрид бора гексагональный нитрид бора ГНБ бронзовая матрица Запредельные значения указанных элементов композиционной волоки, как показали испытания, не улучшают качества волоченой проволоки и не повышают износостойкость волоки. Натурные испытания волоки показали, что оптимальным является выполнение композиционной волоки с наличием в ней размерных соотношений ультрадисперсный алмаз 7 с размерами частиц 2-40 нм, кубический нитрид бора 8 с размером частиц 10-2-100 мкм, твердый сплав 6 имеет гранулометрический состав размера 0,051,00 мм. Как показали испытания натурного макетирования, для оптимизации режимов волочения в очаге деформации путем трансформирования волочения из режима сухого трения в схему волочения в режиме твердосмазочного трения, в котором роль твердой смазки осуществляет мягкая матрица 10 из меди или ее сплава, в корпусе 1 волоки композиционный материал на основе ультрадисперсного алмаза 7, кубического нитрида бора 8, гранулированного твердого сплава, гексагонального нитрида бора ГНБ - и бронзовой матрицы в зоне 12, прилегающей к заходному конусу 3 волоки, и в периферийной зоне корпуса 1 размещен исходя из следующего соотношения, мас.заходный конус периферийная зона и имеет, соответственно, гранулометрический состав размера, мкм заходный конус периферийная зона Для жесткого режима волочения, характеризующегося количеством переходов от 19 до 25 и большими скоростями волочения в сухого трения, в корпусе 1 волоки гранулированный твердый сплав 6 в зоне 12,прилегающей к заходному конусу 3 волоки, и в периферийной зоне корпуса введен исходя из вышеупомянутого соотношения. 624 Вышеупомянутое соотношение обеспечивает высокие деформационные свойства волоки, класс шероховатости и повышенную износостойкость. Проводили сравнительные испытания волоки по прототипу и заявленной конструкции. Показатели работы волоки по соотношению в ней композита и бронзовой матрицы даны в таблице. Содержание элементов Объект Заявленная волока Из таблицы видно, что заявленная матрица имеет стойкость по износу в 1,5 - 1,9 раза выше, чем прототип и позволяет получить размерную точность металлокорда с более узким полем допуска на диаметр, т.е. 0,15-0,008 по сравнению с прототипом 0,15-0,05. Заявленная конструкция позволяет при одних и тех же скоростях осуществлять волочение вместо 18 переходов до 19-22 переходов. Промышленные испытания волоки предполагаются на РУП БМЗ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.