Способ получения шестигранных профилей

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШЕСТИГРАННЫХ ПРОФИЛЕЙ, включающий формирование прокаткой в фасонных калибрах двухвалковых клетей правильного шестигранника из круглой заготовки диаметром 1,0-1,05 диаметра его описанной окружности с предаврительным формированием симметричного неправильного шестигранника путем деформации круглой заготовки со степенью деформации 0,2-0,26 ее диаметра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности конечного шестигранника, формирование профиля осуществляют в три этапа с получением на первом этапе неправильного шестигранника с углами наклона четырех граней к большей диагонали, равными 50-53^o, на втором этапе меняют направление обжатия на 90^o и формируют неправильный симметричный десятигранник с углами наклона четырех граней, прилегающих к большей диагонали, равными 56-59^o, при длине проекции этих граней на большую диагональ, равной 0,1-0,15 ее длины, и длине большей диагонали, равной 1,05-1,1 диаметра описанной окружности готового шестигранника, а четыре смежные с ними грани наклонены к большей диагонали под углами, равными 52-55^o; на третьем этапе без изменения направления обжатия из десятигранника формируют готовый правильный шестигранник.

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному и калибровочному производству, и может быть использовано при производстве высокоточных качественных шестигранных профилей из легированных и углеродистых марок стали.
Цель изобретения - повышение точности конечного шестигранника.
На фиг. 1-3 показана схема деформации металла последовательно на первом, втором и третьем этапах получения чистового шестигранника.
Согласно изобретению, круглую заготовку 1 диаметром Д₁, равным 1,0-1,05 диаметра описанной окружности Д₂, прокатывают в калибре со степенью деформации (Д₁ - Н₁)/Д₁ = (0,20-0,26) и получают неправильный шестигранник 2, у которого грани 3 наклонены к большей диагонали под углом ₁ = 50-53^о. Неправильный шестигранник 2 кантуют на 90^о и задают в следующий калибр: при этом получают неправильный десятигранник 4, у которого грани 5 наклонены к большей диагонали под углом ₂ = 56-59^о. Длина проекции грани 5 на большую диагональ l = (0,1-0,15)L, где L - длина большей диагонали десятигранника. Грани 6, смежные с гранями 5, наклонены к большей диагонали под углом ₃ = 52-55^о. Далее десятигранник 4 задают без кантовки в следующий калибр, где получают правильный шестигранник 7 с диагональю Д₂, равной диаметру описанной окружности.
Неправильный шестигранник 2 формируют с углами наклона граней 3 к большей диагонали равными ₁ = 50-53^о для обеспечения устойчивой его прокатки в калибре, формирующем десятигранник 4, и выполнения вершин А при заданных значениях углов ₂ и ₃. При ₁ < 50^о будут ухудшены условия захвата и устойчивого поведения шестигранника в десятигранном калибре. При ₁ > 53^о будет наблюдаться незаполнение вершин А.
Грани 5 десятигранника прилегают к большей диагонали под углами ₂ = 56-59^о, так как этот диапазон обеспечивает устойчивый захват и прокатку десятигранника 4 в чистовом калибре при получении правильного шестигранника 7. При углах ₂ < 56^о будут ухудшены условия захвата десятигранника в чистовом калибре из-за касания по дну калибра, т.е. уменьшения площади контакта при захвате, что вызовет также неравномерность проработки профиля по ширине грани и соответственно неравномерную шероховатость и снижение точности по сечению профиля.
Как показали результаты исследований, в связи с тем, что угол у вершины чистового правильного шестигранного калибра 7 в плоскости захвата меньше номинального правильного шестигранника (120^о) на 1-1,5 град, то при углах неправильного десятигранника 4 - ₂ > 59^о будет наблюдаться незаполнение вершины Б правильного шестигранника 7 из-за возникающей утяжки по вершине чистового шестигранного калибра.
При прокатке круглой заготовки различных марок стали в первом неправильном шестигранном калибре с указанными углами наклона граней ширина профиля может быть различной и изменяться от 1,05Д₂ до 1,15Д₂, т.е. боковая поверхность проката ограничивается соответственно радиусом заготовки или радиусом закругления, равным величине зазора между валками. В этой связи для качественного выполнения угла у вершины калибра при формировании на втором этапе неправильного десятигранника, т.е. во избежание утяжки у вершины калибра с заданными углами наклона граней и обеспечения устойчивости профиля в калибре, необходимо вершиной неправильного десятигранного калибра достать поверхность профиля. Это достигается только путем излома граней, прилегающих к большей диагонали десятигранника, величина проекции длины изломанного участка которых на большую диагональ равна 0,1-0,15 длины большей диагонали.
При длине проекции (II) менее 0,1 длины большей диагонали не происходит качественной проработки угла профиля у вершины десятигранника.
При П > 0,15L устойчивость неправильного шестигранника в десятигранном калибре падает, наблюдается "печатание" буртами валков следов (царапин) на гранях десятигранника и заваливание угла у вершины десятигранника, что приводит к браку по причине ухудшения качества поверхности профиля.
Грани 6 неправильного десятигранника 4 наклонены к большей его диагонали под углом ₃ = 52-55^о, обеспечивая условия получения вершин Б правильного шестигранника 7 без наплывов в местах разъема валков, которые имеют место при ₃ > 55^о. При ₃ < 52^о нет выполнения вершин Б готового правильного шестигранника 7 из-за отсутствия требуемого объема металла в этих местах при указанной величине отношения L/D₂.
Результатами исследований установлено, что соотношение L/D₂ десятигранника 4 в пределах 1,05-1,1 при указанных значениях его углов ₂ и ₃ обеспечивает получение готового шестигранного профиля без нарушения его геометрии с точностью, соответствующей калиброванной стали.
При L/D₂ < 1,05 происходит невыполнение правильного шестигранного профиля 7 по размеру Н₃ и в вершинах Б вследствие недостаточной величины поперечной деформации. При L/D₂ > 1,1 вследствие чрезмерной величины поперечной деформации наблюдается переполнение правильного шестигранника 7 по размеру Н₃ и образование наплывов у его вершин Б.
Пример конкретного выполнения.
Способ опробован в условиях калибровочного цеха металлургического завода им. А.К.Серова на опытно-промышленном прокатном агрегате 280 при получении шестигранного профиля размером под ключ 14 и 17 мм из круглой без окалины заготовки стали марки 45 холодной прокаткой за три пропуска в двухвалковых калибрах. Размеры калибров и профиля, режимы деформации и результаты исследований приведены в таблице.
Как видно из приведенных результатов исследований, предлагаемый способ обеспечивает получение шестигранной стали в соответствии с требованиями стандартов на калиброванную сталь 4 класса точности (допуск мм)994 мм). Процесс прокатки протекал стабильно без нарушения условий захвата и искажения геометрии профиля. Вне заявленного диапазона параметров нужной точности не обеспечивается.
Реализация предлагаемого способа получения шестигранных профилей позволяет повысить точность прокатанного шестигранного профиля и, в частности, заменить традиционный способ производства калиброванной шестигранной стали волочением на более эффективный и производительный, повысить выход годного калиброванной шестигранной стали из легированных и нержавеющих марок за счет обеспечения возможности получения шестигранного профиля из круглой заготовки, являющейся наиболее удобным и технологичным профилей для удаления с его поверхности дефектов.
Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному и калибровочному производству, и может быть использовано при производстве высокочастотных качественных шестигранных профилей из легированных и углеродистых марок стали. Цель изобретения - повышение точности конечного шестигранника. Согласно изобретению, из круглой заготовки прокатывают правильный шестигранник в три стадии. Первоначально формируют симметричный неправильный шестигранник с определенными углами и высотой, зависящей от диаметра круга. После его кантовки на 90° на второй стадии получают неправильный симметричный десятигранник с определенным направлением сторон относительно большей диагонали, величина которой зависит от диаметра описанной окружности готового шестигранника. На заключительной стадии в этом же направлении осуществляют обжатие десятигранника в чистовой правильной шестигранник. Повышение точности готового проката достигается созданием условий рационального заполнения калибров в процессе прокатки. 3 ил., 1 табл.