Способ винтовой прокатки круглых заготовок сплошного профиля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОМИТЕТ СССР ЕНИЙ И ОТКРЫТИЙГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ г, г Г". г г гг Р ИОАН дена Трудового Крас т стали и сплавов(72) П. И. Полухин, И, П. Потапов,А. В. Демидов, П. М. Финагин,Е. А. Харитонов и В. Я, Зимин 71) Московский орого Знамени институ53) 62 .771.2.04 (08856) 1. Данилов Ф.атка и прессованиеия, 172, с. 185.2. Авторское свид500822, кл. В 21 В(54) (57) СПОСОБ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ЗАГОТОВОК СПЛОШНОГО ПРОФИЛЯ, включающий деформацию заготовки в калибре, образованном развернутыми иа угол подачи 20-45 рабочими валками, имеющими конические участки захвата и обжимной, отличающийся тем, что, с целью улучшения проработки структуры металла и повышения производительности путем увеличения обжатия за проход до 95%, прокатку ведут в валках, обжимные участки которых имеют угол наклона образующей к оси прокатки 12-50, причем обжатие на обжимном участке составляет 0,6-1,0 от общего обжатия за проход.1Изобретение относится к обработке металлов давлением, касается производства прутков круглого профиля и может быть осуществлено на станах винтовой прокатки. Известен способ винтовой прокатки, включающий деформацию заготовки в калибре, образованном развернутыми йа угол подачи 12-15 рабочими валками, с обжатием за проход 20-25%, причем прокатку ведут в валках, имеющих конические входной и выходной участки и цилиндрический пережим, Процесс винтовой прокатки по этому способу применяется для прошивки гильз 11.Однако по поперечному сечейию заготовки наблюдается значительная неравномерность деформации, связанная с малыми величинами частного обжатия, которое составляет 3-5%, и обжатия за проход (20- 25 О/,). Увеличения частного обжатия, а следовательно, снижения неравномерности деформации, улучшения проработки структуры и повышения качества проката можно достичь увеличивая угол наклона образующей входного участка валка к оси прокатки и повышая угол подачи. Увеличение. угла наклона образующей валка к оси прокатки вызывает значительное ухудшение условий захвата и стабильности протекания процесса. Наиболее близким к изобретению является способ винтовой прокатки сплошной заготовки, включающий деформацию заготовки в калибре, образованном развернутыми на угол подачи 20-45 рабочими валками, при обжатии за проход в пределах 25-50 О/о 12.При прокатке по этому способу частные обжатия возврастают до 10 О/о, при этом в некоторой степени уменьшается неравйомеоность деформации, улучшается проработка структуры металла. Однако полная проработка структуры непрерывнолитых заготовок, характеризующихся низким качеством осевой зоны, при прокатке с такими частными обжатиями может быть достигнута лишь при весьма больших вытяжках (Р 4). Поскольку в данном способе обжатие за проход не превышает 50/о и полная проработка структуры не обеспечивается при прокатке в один проход, то необходимо прокатку осуществлять в несколько проходов. Это повышает дробность деформации, снижает эффективность проработки, структуры, а также уменьшает производительность стана.Как показал теоретический и экспериментальный анализ, для дальнейшего улучшейич качества проката необходимо значительно увеличить частные обжатия с одйовременным увеличением обжатия за проход. Однако повышение обжатия за проход с частными обжатиями до 10/ кото 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 рые достигаются при прокатке в валках, имеющих конический обжимной участок с углом наклона образующей 2-6, сопровождается увеличением длины бочки валка, а за счет значительной поперечной деформации возврастают энергосиловые параметры процесса. Поэтому для реализации этого способа требуется сложная по конструкции и большая по размерам и массе рабочая клеть,Целью изобретения является улучшение проработки структуры, металла и повышение производительности проката путем увеличения обжатия за проход до 95/О.Поставленная цель достигается тем, что прокатку ведут в валках, обжимные участки которых имеют угол наклона образующей к оси прокатки 12-50, причем обжатие на обжимном участке составляет 0,6- 1,0 от общего обжатия за проход.Процесс винтовой прокатки по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.Сплошная заготовка круглого или многогранного поперечного сечения задается в участок захвата калибра, образованного рабочими валками, развернутыми на угол подачи 20-45. На этом участке с углом наклона образующей к оси прокатки 2-6 осуществляется предварительная деформация металла с плавным нарастанием частных обжатий до 15/о и создаются силы, вращающие и перемещающие заготовку в осевом направлении. На участке захвата происходит округление граней многогранного слитка, а также интенсивная проработка, раздробление и уплотнение структуры периферийных слоев металла. При этом образуется, примыкающая к периферии кольцевая зона, в которой структура металла проработана и уплотиена в наибольшей степени. После участка захвата заготовка с определенным запасом тянущих сил поступает в обжимной участок, где происходит основная деформация металла. Обжимной участок выполнен с углом наклона образующей 12-о 0 к оси прокатки, На этом участке обеспечивается резкое возврастание частных обжатий до 25 О/о и реализуется наиболее благоприятная схема напряженно-деформированного состояния, так как сопротивление обжимного участка осевому перемещению металла в направлении прокатки выполняет функцию осевого подпора. Кроме того, наличие полученной на участке захвата кольцевой зоны с уплотненной и проработанной структурой, служащей как бы продолжением деформирующего ийструмента, способствует значительному уменьшению неравномерности деформации.Таким образом, большая величина частных обжатий, наличие периферийной зоны с уплотненной структурой и благоприятной1055551 20 25 30 50 Составитель Н. Ухабина Редактор Н, Щвыдкая Техред И. Верес Корректор А. Тяско Заказ 920011 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 43схемы напряженно-деформированного состояния обеспечивают более интенсивную проработку и уплотнение структуры металла по всему поперечному сечению проката, Наличие обжимного участка с большими углами конусности сокращает длину бочки валка, значительно уменьшает величину поперечной деформации, что в свою очередь, приводит к снижению энергосиловых параметров. Это позволяет осуществить прокатку с обжатием за проход до 95%, тем самым уменьшить дробность деформации, увеличить производительность процесса, повысить эффективность проработки структуры.Угол наклона образующей обжимного участка к оси прокатки оказывает решаю щее значение на стабильность протекания процесса и качество получаемого проката. Чем больше этот угол, тем меньше величина поперечной деформации, больше частные обжатия, а следовательно, лучше проработка структуры, выше качество проката, меньше значение энергосиловых параметров процесса. Однако повышение угла наклона образующей обжимного участка более 50 нецелесообразно, так как значительно увеличится его сопротивление осевому перемещению заготовки, что приведет к уменьшению шага подачи, а соответственно, частных обжатий и производительности. Применение малой величины наклона образующей (меньше 12) не позволяет достичь желаемых для полной проработки структуры частных обжатий.Конкретная величина угла наклона образующей обжимного участка выбирается в зависимости от технологических свойств обрабатываемого металла. Так, при прокатке малопластичяых и труднодеформируемых марок сталей и сплавов слишком большие частные обжатия могут превысить критические, что приводит к разрушению металла в осевой или кольцевой зоне заготовки. Поэтому для прокатки этих сталей и сплавов выбираются меньшие углы наклона образующей к оси прокатки 12-25, а для высокопластинных - большие (25-50).После обжимного участка металл поступает на калибрующий участок, где происходйт выравнивание диаметра по длине и 45 сечению путем многократной обработки каждогс элемента поверхности проката на этом участке.Соотношение обжатий на участке захвата и обжимном участке зависит от угла наклона их образующих к оси прокатки,4а также физико-механических и технологических свойств деформируемого металла. При увеличении угла наклона образующей обжимного участка возврастают силы сопротивления осевому продвижению метал. ла, в связи с этим целесообразно уменьшать величину обжатия на этом участке.При прокатке непрерывно-литых заготовок из металлов и сплавов, обладающих склонностью к образованию поверхностных дефектов, необходимо перед прокаткой с большими частными обжатиями в достаточной степени проработать и уплотнить периферийную часть заготовки, что и достигается увеличением величины обжатия на участке захвата.Прокатка пластичных металлов и сплавов может вестись, если процесс будет протекать достаточно стабильно, непосредственно на обжимном участке с большими частными обжатиями.Пример, Непрерывно-литые заготовки с развитой осевой пористостью диаметром 130 мм из марок сталей 20, 45, 40 Х, нагретых до температуры 1200 С; прокатывают при угле подачи 25 за один проход до диаметра 50 мм на трехвалковом полупромышленном стане винтовой прокатки МИСиС 100. Суммарное обжатие при этом 61,5%, а на участке захвата - 12-15 в/в. Рабочие валки с углом раскатки 7 и диаметром 250 мм имеют участок захвата длиной 130 мм с углом наклона образующей к оси прокатки 6, обжимной участок с углом наклона образующей к оси прокатки 40 и калибрующий участок длиной 120 мм.Результаты металлографичес кого анализа показали, что в результате винтовой прокатки с указанными режимами происходит интенсивное уплотнение, проработка структуры и залечивание несплошностей непрерывно-литого слитка. Прутки имеют высокие механические свойства и равномерную проработанную по всему поперечному сечению структуру как в осевом, так и в продольном направлениях.Таким образом, использование предлагаемого способа винтовой прокатки прутков позволит производить прокатку с обжатиями за проход вплоть до 95%, значительно улучшить проработку и уплотнение структуры металла и повысить качество проката, повысить производительность, кроме того, снизить энергосиловые параметры процесса, упростить конструкцию, а также уменьшить размеры и массу рабочей клети.