×
01.03.2019
219.016.cd08

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ДАМАССКОЙ СТАЛИ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002304048
Дата охранного документа
10.08.2007
Аннотация: Способ может быть использован для изготовления оружия (клинков, сабель, ножей и т.д.), а также для изготовления инструмента для обработки различных материалов (кожи, пластмассы, древесины). Полученные механической обработкой пластины разных марок стали обезжиривают и, чередуя, собирают в стопку. Стопку сжимают в приспособлении, конструктивные элементы которого имеют разные коэффициенты линейного расширения. Приспособление со стопкой пластин помещают в печь и получают монолитную заготовку путем диффузионной сварки в безокислительной среде с двумя изотермическими выдержками. Проводят свободную ковку полученной монолитной заготовки. Способ позволяет обеспечить качество сварки и получить цельную заготовку дамасской стали независимо от химического состава стали свариваемых пластин. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления оружия (клинков, сабель, ножей и т.д.), а также для изготовления инструмента для обработки различных материалов (кожи, пластмассы, древесины).

Известен способ получения заготовок дамасской стали, при котором пластины (полосы, прутки) из разных типов стали складываются в стопку, стопку нагревают, затем проковывают, при этом пластины свариваются между собой (см. журнал "Кузнечно-штамповочное производство", 1986 г., №4, стр.40). Способ взят за прототип.

Недостатки способа в том, что трудно сварить ковкой разные по химическому составу, имеющие неодинаковые коэффициенты линейного расширения, стали в один пакет, необходимо точно выдерживать температуру нагрева, режимы ковки и охлаждения, использовать флюсы, знать технологию их применения, а ковку производят с определенной силой и частотой.

Задачей предлагаемого изобретения является создание новой технологии получения дамасской стали с резким ее упрощением, с одновременным снижением трудоемкости и себестоимости, кординальным сокращением ручного труда и возможности постановки получения изделий из дамасской стали на поток.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в надежном обеспечении качества сварки, получении цельной заготовки без внутренних дефектов независимо от химического состава сталей свариваемых пластин с заведомо известными режимами свободной ковки сваренной заготовки без использования специальных флюсов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения заготовок дамасской стали, включающем сборку пластин разных марок стали в стопку и последующую свободную ковку, новым является то, что перед ковкой получают монолитную заготовку путем соединения пластин диффузионной сваркой в безокислительной среде с двумя изотермическими выдержками с использованием приспособления для сжатия, выполненного с различными коэффициентами линейного расширения его конструктивных элементов.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение обладает "новизной" и "изобретательским уровнем".

Способ осуществляется следующим образом.

Для создания заготовки дамасской стали выбираем низкоуглеродистую пластичную сталь 10 со средним содержанием углерода 0,1% и инструментальную высокоуглеродистую сталь с содержанием углерода 1% с тем, чтобы получить волнистый узор на поверхности изделия и обеспечить высокий комплекс механических и режущих свойств, высокую твердость и вязкость.

Механической обработкой изготовляют пластины толщиной 2 мм из полос сталей 10 и ХВГ. Более экономично изготовлять пластины из тонкой ленты, что резко снизит трудоемкость изготовления заготовок дамасской стали за счет сокращения операций диффузионной сварки, свободной ковки, разрезки кованных заготовок, шлифовки и т.д. Изготовленные пластины обезжиривают и, чередуя стали 10 и ХВГ, собирают в стопку. Затем стопку подвергают диффузионной сварке в твердом состоянии. Диффузионная сварка в твердом состоянии - способ получения монолитного соединения, образовавшегося вследствие возникновения связей на атомном уровне, появляющихся в результате максимального сближения контактных поверхностей за счет локальной пластической деформации при повышенной температуре, обеспечивающей взаимную диффузию в поверхностных слоях соединяемых материалов. Диффузионная сварка осуществляется в вакууме. Одно из наиболее важных преимуществ диффузионной сварки - высокое качество получаемых сварных соединений. При сварке в вакууме поверхность пластин не только предохраняется от дальнейшего загрязнения, например окисления, что неизменно происходит при кузнечной сварке, но и очищается в результате возгонки или растворения окислов. В результате в местах сварки отсутствуют непровары, поры, окисные включения и другие дефекты. Диффузионная сварка в вакууме фактически единственный надежный способ соединения металлов с разными температурными характеристиками, малопластичных, тугоплавких. нерастворимых друг в друге. В нашем случае для диффузионной сварки стопки пластин, набранных из сталей 10 и ХВГ, спроектировано и изготовлено специальное приспособление, которое поясняется чертежом. На нижнем бруске 1 установлена стопка 2 обезжиренных стальных пластин, на которой размещен верхний брусок 3. Хомуты 4 и 5 схватывают бруски 1 и 3 со стопкой 2 пластин. Между верхним бруском 3 и хомутами 4, 5 вбиты клинья 6 и 7. Хомуты изготовлены из стали 10, бруски и клинья - из стали 12Х18Н10Т. Диффузионная сварка набранных в стопку пластин осуществляется в вакуумной печи СЭВ 3.3/11 следующим образом. Хомуты 4 и 5 устанавливают на расстоянии друг от друга, обусловленном габаритами рабочего пространства печи. На основание хомутов 4 и 5 укладывают нижний брусок 1, на котором размещают собранную стопку 2 пластин. Верхний брусок 3 укладывают на стопку 2 пластин и сжимают стопку 2, вбивая ударом клинья 6 и 7 между верхним бруском 3 и хомутами 4,5. Приспособление со стопкой помещают в печь СЭВ 3.3/11, вакуумируют ее, нагревают приспособление со стопкой пластин до 800°С (температура соответствует критической точке-хомутов АС1), выдерживают 30 минут для выравнивания температуры всех элементов приспособления. Затем нагревают приспособление со стопкой пластин до 1100°С и выдерживают 5-10 минут. Поскольку стопку пластин сжимают ударом перед нагревом, во время нагрева до температуры АС1, во время выдержки при этой температуре и при дальнейшем нагреве до 1100°С за счет того, что конструктивные элементы имеют разные коэффициенты линейного расширения, создается требуемое давление, вследствие которого происходит максимальное сближение контактных поверхностей стальных пластин, зажатых в приспособлении, возникают связи на атомном уровне. В результате после охлаждения приспособления из него извлекают монолитную заготовку высокого качества без внутренних дефектов.

Полученную монолитную заготовку подвергают свободной ковке по режиму стали ХВГ, нагрев под ковку 1060-1080°С, окончание ковки 850-870°C, охлаждение замедленное (см". Марочник сталей и сплавов" под ред. В.Г.Сорокина, Москва, Машиностроение, 1989 г., стр.382). Сталь 10, входящая в состав монолитной заготовки, имеет другие режимы ковки (см. "Марочник сталей и сплавов" под ред. В.Г.Сорокина, Москва, Машиностроение, 1989 г., стр.45). Температура начала ковки 1280-1300°С, температура окончания ковки 690-710°С. Охлаждение умеренное на воздухе. Такой режим ковки для стали ХВГ неприемлим по причинам: усиливается окисление и обезуглераживвание, способность к деформации снижается, а окончание ковки при более низкой температуре и ускоренном охлаждении может привести к образованию трещин. В то же время при температуре 1280-1300°C сталь 10 настолько пластична, что процесс утонеения монолитной заготовки будет происходить в основном за счет стали 10, что неприемлимо. С другой стороны, пластичность стали 10 вполне достаточна для деформирования ее при температуре 1060-1080°С. Температура окончания ковки 850-870°С и замедленное охлаждение не ухудшают качества стали 10. Свободную ковку монолитной заготовки ведут интенсивно, добиваясь максимально возможного ее утончения, при этом, естественно направление волокна в заготовке изменяется самым причудливым образом, так как металл при осадке течет как в длину, так и в ширину. Применение специальных флюсов в нашем случае не требуется. После охлаждения кованную заготовку разрезают на равные части и шлифуют с двух сторон. Затем полученные пластины обезжиривают, укладывают в стопку, зажимают в приспособлении и производят диффузионную сварку по указанному выше режиму в вакуумной печи СЭВ 3.3/11. После охлаждения монолитную заготовку вновь подвергают свободной ковке, но температуру нагрева монолитной заготовки повышают под свободную ковку примерно на 90°С. Температурный режим окончания ковки и скорость охлаждения кованой заготовки не изменяют. Повышение температуры нагрева монолитной заготовки перед второй и последующими операциями свободной ковки связано с процессом диффузии, в первую очередь углерода в направлении сталь ХВР сталь 10. Диффузия углерода происходит как в процессе диффузионной сварки, так и при нагреве заготовки под свободную ковку, причем скорость диффузии углерода высокая, температура нагрева при диффузионной сварке и нагреве под свободную ковку превышает 1000°С. Как показали исследования, содержание углерода в стали 10 повышается примерно на 0,4%, соответственно в стали ХБГ содержание углерода понижается на 0,4% уже после второй диффузионной сварки. Диффузия других элементов незначительна. Поэтому монолитная заготовка после второй диффузионной сварки представляет чередование пластин, близких по химическому составу к стали 50 и стали 6ХВГ. Свободную ковку монолитной заготовки после второй операции диффузионной сварки, естественно, производят по режиму стали 6ХВГ. Температура начала ковки 1150-1170°С. Сталь 50 значительно пластичнее стали 6ХВГ, поэтому свободная ковка стали 50 по режиму стали 6ХВГ не ухудшает ее качества.

После свободной ковки заготовку вновь разрезают на равные части, шлифуют с двух сторон, полученные пластины обезжиривают, собирают в стопку, укладывают стопку в приспособление, зажимают ударом с помощью клиньев, производят диффузионную сварку по указанному режиму. Полученную монолитную заготовку подвергают свободной ковке по режиму стали 6ХВГ. Чередование диффузионной сварки и свободной ковки продолжают до тех пор, пока толщина одного легированного слоя стали в прокованной заготовке будет менее 10 мм. В готовом изделии количество слоев из разных марок стали должно быть не менее 500. В этом случае получают самые затейливые узоры на поверхности изделия, высокие механические и режущие свойства, высокую твердость с большим запасом вязкости после упрочняющей термической обработки. Увеличение слоев в изделии выше 500 улучшает свойства дамасской стали, но возрастает трудоемкость ее изготовления.

После окончания свободной ковки заготовку дамасской стали отжигают по режиму стали 6ХВГ, исправляя структуру сталей. Нагрев 800-810°С, охлаждение 50°град/час до 600°С, затем на воздухе. Отжиг заготовки по режиму стали 6ХВГ благоприятный и для стали 50. После отжига заготовка легко поддается механической обработке.

Предложенный способ позволяет обеспечить качество сварки и получить цельную заготовку дамасской стали независимо от химического состава свариваемых пластин.

Способполучениязаготовокдамасскойстали,включающийсборкупластинразныхмароксталивстопкуипоследующуюсвободнуюковку,отличающийсятем,чтопередковкойполучаютмонолитнуюзаготовкупутемсоединенияпластиндиффузионнойсваркойвбезокислительнойсредесдвумяизотермическимивыдержкамисиспользованиемприспособлениядлясжатия,выполненногосразличнымикоэффициентамилинейногорасширенияегоконструктивныхэлементов.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 191-200 of 311 items.
20.01.2018
№218.016.15ae

Способ информационно-технического сопряжения информационно-управляющего вычислителя с блоком управления двигателями мобильного робототехнического комплекса

Изобретение относится к способам и системам информационного взаимодействия бортовых информационно-вычислительных средств с периферийными устройствами, в частности с блоком управления двигателями. Технический результат заключается в повышении надежности взаимодействия вычислителя с блоком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635214
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.1b4a

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении тонкостенных оболочек. Элементы оболочки изготавливают раздельно и проводят их окончательную упрочняющую термообработку, причем посадочные поверхности у торцов первого элемента выполняют охватывающими посадочные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635980
Дата охранного документа: 17.11.2017
13.02.2018
№218.016.2702

Станок универсальный малогабаритный

Изобретение относится к универсальным станкам для механической обработки древесины, металлов и пластмасс. Универсальный малогабаритный станок включает станину со смонтированными на ней строгальным, пильным, рейсмусовым, токарным, фрезерным и лобзиковым модулями, ножевым валом и приводом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644017
Дата охранного документа: 07.02.2018
17.02.2018
№218.016.2a4d

Исполнительное устройство перемещения

Изобретение относится к исполнительному устройству перемещения (ИУП). Устройство содержит несущий корпус, разделенный на моторное и аккумуляторное отделения, ходовую часть, приводы и систему автоматического управления. Бронированный корпус ИУП оснащен мишенным отсеком. В моторном отделении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643059
Дата охранного документа: 30.01.2018
04.04.2018
№218.016.366b

Нутромер

Изобретение относится к устройствам для измерения диаметров отверстий, преимущественно сложнопрофильных конических, типа патронников стволов стрелкового оружия. Технический результат заключается в обеспечении объективного контроля диаметров пульного входа и предшествующего ему конуса патронника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646444
Дата охранного документа: 05.03.2018
04.04.2018
№218.016.3732

Храповое устройство для стопорения вала

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к храповым устройствам. Храповое устройство для стопорения вала содержит корпус, вал, храповое колесо, дополнительное храповое колесо, собачки и коромысло. На валу (1) жестко закреплены два храповых колеса (2), которые зеркально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646692
Дата охранного документа: 06.03.2018
10.05.2018
№218.016.3bcf

Устройство для закрепления и регулировки прицельного приспособления на оружии

Изобретение относится к военной технике, в частности к устройствам, применяемым для крепления на оружии приспособлений различных типов. Устройство для закрепления и регулировки прицельного приспособления на оружии содержит опорную балку (1) с осью. Несущий прицельное приспособление (21)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647795
Дата охранного документа: 19.03.2018
10.05.2018
№218.016.4287

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при изготовлении тонкостенных оболочек ракетных двигателей или элементов оболочек с толстостенным дном в ее средней части. Раздельно изготавливают нескольких элементов оболочки, соединяют в неразъемный полуфабрикат. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649477
Дата охранного документа: 03.04.2018
10.05.2018
№218.016.43c8

Система для определения и обеспечения показателей надёжности объекта военной техники

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано для определения и обеспечения показателей надежности транспортных средств специального назначения, оснащенных кузовом - фургоном и имеющих сложную пространственную схему размещения оборудования и аппаратных средств. Система для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649565
Дата охранного документа: 03.04.2018
10.05.2018
№218.016.49a6

Имитатор воздушных целей

Изобретение относится к средствам имитации воздушных целей, в частности к подвижным имитаторам воздушных целей для отработки технических характеристик, контроля технического состояния зенитных комплексов с инфракрасными системами наведения и для обучения расчетов зенитных комплексов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651457
Дата охранного документа: 19.04.2018
Showing 41-48 of 48 items.
10.04.2019
№219.017.0593

Шахтная электрическая печь сопротивления

Изобретение относится к области электротермического оборудования, в частности к шахтным муфельным печам, и может быть использовано для термической обработки высокоточных тонкостенных деталей из мартенситностареющих сталей в контролируемой среде. Для упрощения конструкции печи, сокращения потерь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002360976
Дата охранного документа: 10.07.2009
09.05.2019
№219.017.4a7e

Шахтная электрическая печь сопротивления

Изобретение относится к области электротермического оборудования, а именно к шахтным электрическим печам сопротивления периодического действия для термообработки деталей в контролируемой атмосфере. Для повышения производительности печи, расширения области ее применения и повышения удобства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002278170
Дата охранного документа: 20.06.2006
09.05.2019
№219.017.4f46

Электрическое распределительное устройство

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в наземных подвижных комплексах вооружений, в частности в мобильных комплексах топопривязки, в качестве электрического распределительного устройства при подключении бортового и выносного оборудования. Технический результат состоит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451375
Дата охранного документа: 20.05.2012
09.05.2019
№219.017.50ae

Комплект монтажных частей

Изобретение относится к стрелковому оружию и радиоэлектронной аппаратуре. Комплект монтажных частей для сопряжения радиолокационной станции с пулеметом включает механизм уровня для контроля наведения пулемета в вертикальной плоскости, инструмент для монтажа и регулирования данного комплекта и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002468324
Дата охранного документа: 27.11.2012
29.05.2019
№219.017.6682

Способ получения упрочненных стальных изделий точных геометрических размеров и шахтная печь сопротивления для его реализации

Изобретение относится к области термической обработки изделий из нержавеющих сталей мартенситного класса. Для защиты поверхности изделий от окисления, повышения производительности печи приспособление с изделиями размещают в емкости для охлаждения, продувают емкость инертным газом при избыточном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002375471
Дата охранного документа: 10.12.2009
29.05.2019
№219.017.6702

Способ термической безокислительной обработки изделий из сталей и сплавов и шахтная печь сопротивления для его реализации

Группа изобретений относится к области машиностроения и предназначена для безокислительного отжига изделий, отпуска деталей из специальных нержавеющих сталей для вакуумной термической обработки стальных длинномерных труб. Для повышения качества обработки изделий и производительности печи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367689
Дата охранного документа: 20.09.2009
29.05.2019
№219.017.67f3

Расходный материал для фиксации на местности точек специальных топогеодезических сетей

Изобретение относится к средствам создания на земной поверхности специальных топогеодезических сетей и может быть использовано в подвижных пунктах навигации и топогеодезической привязки на базе шасси специальных транспортных средств. Техническим результатом изобретения является создание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002422771
Дата охранного документа: 27.06.2011
29.05.2019
№219.017.6859

Способ безокислительной термической обработки деталей и сборочных единиц

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для реализации процессов термической обработки деталей, к поверхности которых предъявляются особые требования. Способ безокислительной термической обработки, реализуемый при высоком отпуске деталей и сборочных единиц,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456350
Дата охранного документа: 20.07.2012
+ добавить свой РИД