Способ винтовой прокатки

 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к винтовой прокатке сплошных и полых изделий. Цель изобретения - улучшение качества проката путем уменьшения скручивания. Нагретую заготовку деформируют в валках, установленных на углы подачи и раскатки и имеющих переменную твердость по длине бочки. Изменение твердости валков по длине бочки связано с углами подачи и раскатки математической зависимостью.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 21 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4621708/02 (22) 19,12.88 (46) 30.06.91. Бюл. М 24 (75) И,Н.Потапов, А.Н,Зеленцов, С.П.Бирюков, S.Ñ.ÞñónoB и А,Н.Ячменев . (53 ) 626.771.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 820942, кл. В 21 В 27/02, 1979. (54) СПОСОБ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к винтовой прокатке сплошных и полых изделий.

Цель изобретения — улучшение качества проката путем уменьшения скручивания, Нагретую заготовку деформируют в стане винтовой прокатки в валках, установленных на углы подачи и раскатки и имеющих переменную по длине бочки твердость. Изменение твердости по длине бочки валков вязано с углами подачи и раскатки математической зависимостью дй

HI = Hi (1 )

Rhl cos acct

f+ (|ю.г щ,,—..ю..... 1) (/ig)(Xoco(arccos(cos)3 cos 1)) a Yeas p cos 8) где Н вЂ”.твердость в I-й точке поверхности валка:

Н1 — твердость в точке поверхности валка, принятой за базовую;

R,X,Y — радиус валка к базовой точке и ее координаты в системе, центр которой находится в точке пересечения оси валка и взаимного перпендикуляра к оси прокатки;

„, Я2,„, 1659143 А1 (57) Изобретение относится к прокатному производству, в частности к винтовой прокатке сплошных и полых изделий. Цель изобретения — улучшение качества проката путем уменьшения скручивания. Нагретую заготовку деформируют в валках, установленных на углы подачи и раскатки и имеющих переменную. твердость по длине бочки.

Изменение твердости валков по длине бочки связано с углами подачи и раскатки математической зависимостью.

Л R, Л r — изменения радиуса валка и соответствующего ему кратчайшего расстояния.до оси заготовки между базовой и i-й точками; (— коэффициент овальности заготовки р — угол конусности валка между баз- О овой и i-й точками; .Щ е — кратчайшее расстояние между осями 10 прокатки и валка; ° Ь

Р, д — угол подачи и угол раскатки. Д

В процессе прокатки в станах с косоустановленными валками, имеющими переменный по длине бочки профиль, заготовка подвергается скручивающему действию валков.

Ь

Величина скручивания определяется значением угла закручивания иэделия, определяемым из условия

1659143

ГдЕ Ri,Rx,R1,r<,rx — радИуСа ВаЛКа И ЗаГОтОВки; й! г1 rÃ1 Н! (3)

rl К1 17п Н1 где R1,Rl — радиусы валка в базовом и I-м сечениях валка;

45 г1,lj — соответствующие им радиусы заготовки (кратчайшие расстояния от поверхности валка до оси прокатки);

gr1 цп — коэффициенты тангенциальной скорости в базовом и 1-м сечениях; 50

Н1,Н1 — тведость поверхности валка в базовом и 1-м сечениях, Учитывая, что

Rl=R1+ ЛR и п=г1+ Л r, выражение (3) можно записать как

ЛR

Н1 R1 (52

Hl

Г1 (4) 55

gr цг„1 о — коэффициенты тангенциальной и осевой скорости, п1а,4 проекции единичного вектора ок-. 5 ружной стороны валка;

F1,Fx — площадь сечения заготовки, Из этого условия следует, что уменьшение угла закручивания происходит .при уменьшении подынтегрального выражения. 10

Наиболее оптимальным будет вариант

1 9 х 9 н

Rx н (22 гх гн

Выполнение этого условия возможно путем регулирования по длине очага деформации коэффициента тангенциальной скорости 1, компенсируя этим изменение отношения радиуса валка к соответсвующему радиусу заготовки.

Значение коэффициента тангенциальной скорости определяют по наличию пластического (вызвыаемого тангенциальной раскаткой) и геометрического (обусловленного геометрией очага деформации) скольжения, При этом регулирование коэффициента тангенциальной скорости по длине очага деформации заключается в создании условий прокати, обеспечивающих изменение коэффициента трения вдоль поверхности контакта валка и проката. Опытные данные показывают, что увеличение твердости материала поверхности валка сопровождается уменьшением коэффициента трения пары валок-прокат. При этом установлено, что изменение коэффициента тангенциального скольжения адекватно изменению твердости валков, Поэтому зависимость (2) представляют в виде

Это означает, что для повышения качества проката изменение твердости поверхности валков должно находиться в соответствии с изменением их профиля и формы заготовки в очаге деформации, т.е. соответствовать форме валков, настройке стана и режиму прокатки, К этим парметрам относятся углы подачи Р раскатки д, радиус и конусность валка R и р, соответствующие этому радиусу, кратчайшие расстояния r до оси прокатки, величина кратчайшего расстояния е между осями прокатки и валка.

Учитывая эти параметры и выражение (5), предлагают выражение (1) для определения твердости валков вдоль всего очага деформации.

Изменение твердости может носить как монотонный, так и дискретный характер.

При этом предлагаемое изменение твердости позволяет уменьшить ее перепад между соседними участками, что положительно влияет на условия прокатки и качество продукции. Подготовку валков с таким распределением твердости можно осуществлять, используя зонную термообработку, электроискровое легирование, наплавку различными материалами, бандажирование, механическое упрочнение и их различные комбинации.

Использование валков с предлагаемым распределением твердости позволяет изменить коэффициент трения вдоль поверхности контакт валков и проката, чем обеспечивается получение необходимого (c точки зрения улучшения качества проката) характера изменения вдоль очага деформации коэффициента тангенциальной скорости. Это позволяет значительно уменьшить скручивание проката и повысить точность

его геометрических размеров.

Пример, На стане винтовой прокатки с грибовидными валками ТПА-140, оси которых развернуты на угол подачи 15 и угол раскатки 10О, осуществляют прошивку заготовок 110 мм из стали 30хГСА, нагретых до температуры 1180 С, в гильзы размером

112х14 мм, Радиус валков в пережиме составляет 400 мм, радиус заготовки 46 мм.

Валки имеют биконическую калибровку с углами конусности входного и выходного участков соответственно 13 и 6 30 . Для оценки скручивания на заготовках перед нагревом выполняют продольный паз глубиной 2 мм.

Валки используют с распределением твердости по предложенной математической зависимости, За базовую точку принимают точку поверхности валка в сечении пережима, имеющую твердость 180Н В. Рас1659143 ьй

<+— е н;и, 2 sr . с оь arch (9 ((X+Rtgq) sin areeos(cosf3cce О)13

1+ (1 Я{)(в и (агссо (со )3 сое 8)) t Усовp cos О) 25

Составитель С.Белобородов

Редактор M. Кобылянская Техред M.Ìîðreíòàë Корректор С.Черни

Заказ 1804 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пределение твердости обеспечивают бандажированием бочки валка кольцами из различных марок сталей; 35, 40х, 18хГСА, Х25Н15, 3Х2В8, ЗОХГСА.

В результате установлено, что угол закручивания составляет 6, разностенность

8,2е, что меньше прототипа соответственно в

6 и Z раза. Доля бракованных труб по наружным дефектам и разностенности снизилась соответственно в 3,6 и 1,7 раза.

Формула изобретения

Способ винтовой прокатки, включающий деформацию нагретой заготовки в валках, установленных на углы подачи и раскатки и имеющих переменную твердость по длине бочки, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества проката путем уменьшения скручивания, деформацию заготовки осуществляют в валках, изменение твердости по длине бочки которых связано с углами подачи и раскатки математической зависимостью

5 где H) — твердость в i-й точке поверхности валка;

Н1 — твердость в точке поверхности валка, принятой за базовую:

10 R,Õ,Y — радиус валка к базовой точке и ее координаты в системе, центр которой находится в точке пересечения оси валка и взаимного перпендикуляра к оси прокатки;

Л R, Л r — изменения радиуса валка и соответствующего ему кратчайшего расстояния до оси заготовки между базовой и i-й точками; (р — угол конусности валка между базовой и 1-й точками; ф — коэффициент овальности заготовки; е — кратчайшее расстояние между осями прокатки и валка;

Р, д — угол подачи и угол раскатки.