Способ винтовой прокатки заготовок сплошного круглого профиля

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНКЕ

ИЗОБРЕТЕНМЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15 ° 02 ° 78 (21) 2581464/22-02 (5>)

В 21 В 1/02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 230780 бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 250780 (53) УДК 621. 771. .25.04 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Н. Потапов, В. Я. Зимин, Е. А. Харитонов и В. П. Романенко

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ЗАГОТОВОК

СПЛОШНОГО КРУГЛОГО ПРОФИЛЯ

Изобретение относится к области обработки давлением и касается технологии винтовой прокатки.

Известен способ винтовой прокатки, включающий деформацию заготовки в калибре, образованном рабочими валками с деформирующими гребнями, расположенными. симметрично относительно оси стана, применяющиися для раскатки гильз (11 . Процесс прокатки сплошной заготовки по этому способу, например, на трехвалковом стане, вследствие особенностей напряженнодеформированного состояния характеризуется существенной неравномернос- 15 тью распределения деформации по поперечному сечению заготовки.

При этом максимальная деформация локализуется в периферииных слоях, в центре заготовки наблюдается зона 20 затрудненной деформации, в которой раздробление и проработка структуры металла достигается лишь при весьма больших вытяжках.

Известен способ винтовой прокатки,2 который реализуется в калибре, образованном на технологическом инструменте, включающем рабочие валки, имею щие входной участок с гребнями, раз.мещенными с осевым смещением так, 39 что вершина гребня одного валка и основание гребня другого валка расположены в плоскости, перпендикулярной оси стана (2).

При прокатке по этому способу в осевой зоне заготовки получают развитие сдвиговые деформации, способствующие раздроблению и проработке структуры металла. Вместе с тем при микросдвиге одних частеи заготовки относительно других, обусловленном осевым смещением гребней, на поверхности раската возникают опасные .растягивающие напряжения, которые вследствие особенностеи процесса винтовой прокатки имеют циклический характер. При каждом цикле деформации эти напряжения накапливаются, значения их увеличиваются, что приводит к разрушению поверхностных слоев раската.

В наибольшей степени этот недостаток проявляется при деформировании слитков для заготовок иэ труднодеформируемых сталеи, которые обладают пониженным запасом пластичности.

Кроме того, периферийные и примыкающие к ним слои слитков и непрерывналитых заготовок характеризуются наличием различных дефектов в виде трещин, несплошностей, подкорковых пуэы749459 рей, которые являются концентраторами напряжений.

В этом случае при прокатке валками со смещенными гребнями на поверхности слитка или заготовки даже незначительные растягивающие напряжения вызыва:ют образование новых и интенсивное развитие имеющихся поверхностных де. фектов, которые на калибрующем участке раскатываются в плены.

Это резко снижает качество готового проката, увеличивает расход металла и затраты на передел.

Целью настоящего изобретения является повышение качества поверхности проката и улучшение проработки структуры металла. 15

Поставленная цель достигается тем, что перед прокаткой в калибре, образованном рабочими валками с гребнями, размещенными с осевым смещением, осуществляют прокатку в калибре, обра- QQ эованном рабочими валками с .гребнями, расположенными симметрично относительно оси стана, с обжатием, составляющим 0,3-0,6 от суммарного.

На фиг. 1 показан продольный раз- д реэ очага деформации стана винтовой прокатки, в котором деформирующие гребни расположены симметрично относительно оси стана;на фиг. 2 — продольный разрез очага деформации, в котором деформирующие гребни расположены с осевым смещением.

Под симметричным понимается такое расположение гребней, когда основания гребней всех валков, равно как и вершины расположены в плоскостях, перпен- З дикулярных оси стана.

Процесс прокатки осуществляют следующим образом.

Нагретый до температуры прокатки gQ слиток (заготовка) 1 поступает в калибр, образованный рабочими валками

2, 3 с гребнями 4, 5, расположенными симметрично относительно оси стана.

При деформировании в таком калибре осуществляется предварительное обжатие заготовки в условиях симметричного силового воздействия валков. В этом случае отсутствует сдвиг одних частей заготовки относительно других, и, следовательно, не возникают опасные растягивающие напряжения. В этом калибре поверхность заготовки подвергается в основном действию радиальных сжимающих напряжений, которые способствуют "залечиванию" и выкатыванию 55 поверхностных дефектов.

Кроме того, наличие на валках греб ней, симметрично расположенных относительно оси стана, позволяет сократить количество циклов деформации, повысить. величину частного обжатия и тем самым увеличить глубину проникнове.— ния деформации по сечению заготовки.

Это приводит к образованию примыкающей к периферии кольцевой зоны с наиболее проработанной и уплотненной структурой.

Последующую деформацию заготовки осуществляют в калибре, образованном рабочими валками 6, 7 с гребнями 8,,9, 10, 11, размещенными со взаимным осевым смещением вдоль оси стана. При этом эа счет неодинакового силового воздействия валков, обусловленного смещением гребней, достигается сдвиг в поперечном сечении одних частей заготовки относительно других, т.е. осу ществляется макросдвиг. 3а счет этого получают развитие интенсивные сдвиговые деформации, которые способствуют раздроблению и проработке структуры металла по всему поперечному сечению. Кроме того, кольцевая периферийная зона с проработанной и уплотНенной структурой является как бы про. должением деформирующего инструмента, что приводит к увеличению сдвиговых деформаций в осевых слоях заготовки.

В связи с этим снижается минимальная величина суммарного обжатия, необходи мая для полной проработки литой структуры.

Как отмечалось выше, предварительная деформация заготовки (слитка) в калибре, образованном рабочими валками с симметричным расположением гребней, обеспечивает повышение технологической пластичности металла за счет дробления литой структуры и устранения концентраторов напряжений.

В связи с этим, при последующей деформации заготовки в калибре, образованном рабочими валками с гребнями, размещенными со взаимным осевым смещением вдоль оси стана, вероятность образования новых и развития существующих дефектов существенно снижается.

Поэтому прокат, получаемый по описываемому способу, характеризуется повышенным качеством поверхности, практически без наличия плен, трещин и других дефектов.

Экспериментальные исследования показывают, что обжатие заготовки в калибре, образованном рабочими валками с гребнями, симметрично расположенными относительно оси стана, целесообразно устанавливать в пределах

0,3-0,6 от суммарного обжатия. уменьшение обжатия заготовки в калибре с симметричными гребнями против укаэанного снижает эффективность "залечивания" поверхностных дефектов, а его увеличение приводит к снижению доли деформации, осуществляемой в калибре со смещенными гребнями, что затрудняет проработку структуры осевой зоны.

На трехвалковом стане ИИСиС была осуществлена винтовая прокатка непрерывнолитых заготовок диаметром 130 мм из стали У7. Прокатку вели в два прохода до диаметра 52 мм. В первом ва749459 рианте заготовки прокатывали в калибре, образованном рабочими валками с гребнями высотой 10 мм, расположенными вдоль оси стана с осевым смещением„ равным 30 мм.

Во втором варианте первый проход осуществляли в калибре с симметрично расположенными гребнями высотой

10 мм, а второй — в калибре с гребнями, смещенными вдоль оси стана. Причем суммарное обжатие составило 60В, а обжатие в первом проходе - 25%, т.е. 0,42 от суммарного.

Визуальный осмотр поверхности прутков показал, что на прутках, полученных по первому варианту, наблюдались плены и закаты глубиной 1-2мм.

Прутки, полученные по второму вариан-. ту,поверхностных дефектов не имели.

Исследования макроструктуры показали, что остаточная осевая гористость на прутках первого варианта оценивалась 1,0-1,5 баллом, а на прутках второго варианта — 0,5-1,0 балла по шкале Р 1 ГОСТ 10343-62.

Таким образом, данный способ винтовой прокатки повышает качество поверхности проката и улучшает проработку структуры металла.

Формула изобретения

Способ винтовой прокатки заготовок сплошного круглого профиля, включающий деформацию заготовки в калибре, образованном рабочими валками с деформирующими гребнями, расположенными со взаимным смещением вдоль оси. стана, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности проката и улучшения проработки структуры металла, предварительно осуществляют прокатку в калибре, образованном рабочими валками с гребнями, расположенными симметрично относительно оси стана, с обжатием, составляющим 0,3-0,6 от суммарного.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Данилов Ф. A. и др. Горячая прокатка труб., M., Металлургия, 1962, с. 422.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 556854, кл. В 21 В 19 /04, 1977.

749459

Составитель Б. Бейнфест

Редакто М. Ликович Тех ед Я.Бирчак

Кор екто Г. Наэа ова

Подписное

Закаэ 4 397/2 Тираж 986

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035 Москва, Е-35 Раушская наб., д. 4 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4