Способ винтовой прокатки

(51)5 В 21 В 19/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКО СВИДЕТЕЛ ЬСТВ ленцов, С.П.Бирючменев ьство СССР:н,С 053 СС 1 31 1 Ус 05 Я сО 5 Д)ерхности валка:верхности валазовой точке и тр которой ная оси валка и оси прокатки:(46) 30.06.91. Бюл, М 24 (75) И,Н,Потапов, А.Н,З ков, В.С,Юсупов и А,Н. (53) 626.771.53 (088,8) (56) Авторское свидетел М 820942, кл. В 21 В 27 (54) СПОСОБ ВИНТОВО 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 зависимостьюдй1+ -Н;"Мк - т - 1+(1 ф)(х 51 а(агссо 5(со 51 со где Н - .твердость в -й точке поН 1 - твердость в точке по ка, принятой за базовую;К,ХУ - радиус валка к б ее координаты в системе, це ходится в точке пересечен взаимного перпендикуляра(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 й, Л г - изменения радиуса валка и соответствующего ему кратчайшего расстояния до оси заготовки между базовой и (-й точками;- коэффициент овальности заготовр - угол конусности валка между базовой и 1-й точками;е - кратчайшее расстояние между осями прокатки и валка;Р, д - угол подачи и угол раскатки.В процессе прокатки в станах с косо- установленными валками, имеющими переменный по длине бочки профиль, заготовка подвергается скручивающему действию валков.Величина скручивания определяется значением угла закручивания иэделия, определяемым из условияГдЕ Вн,Вх,В 1,Гн,Гх - радИуСа ВаЛКа И ЗаГОтОВки;ф 7 гн Югх 7 о коэффициенты тангенциальной и осевой скорости,ва, И - проекции единичного вектора ок-. ружной стороны валка;Г 1 Ух - площадь сечения заготовки, Из этого условия следует, что уменьшение угла закручивания происходит .при уменьшении подынтегрального выражения, Наиболее оптимальным будет вариант - Чх = - ЮгнВх Вн2)гх гнВыполнение этого условия возможно путем регулирования по длине очага деформации коэффициента тангенциальной скорости 7 г, 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 парц валок-прокат. При этом установлено, что изменение коэффициента тангенциального скольжения адекватно изменению твердости валков,Поэтому зависимость (2) представляютв виде В 1 г 1 Чц Н3)г В 1 7 пгде В 1,В - радиусы валка в базовом и 1-м сечениях валка;г 1,г - соответствующие им радиусы заготовки (кратчайшие расстояния от поверхности валка до оси прокатки);7 г 1, 9 п - коэффициенты тангенциальной скорости в базовом и 1-м сечениях;Н 1,Н - тведость поверхности валка в базовом и 1-м сечениях,Учитывая, чтоВ=В 1+ ЛВ и п=г 1+ Ь г, (4) выражение 3) можно записать какЬВН В 1(5)Н 1 = тГ 1 Это означает, что для повышения качествапроката изменение твердости поверхностивалков должно находиться в соответствии сизменением их профиля и формы заготовки5 в очаге деформации, т.е. соответствоватьформе валков, настройке стана и режимупрокатки, К этим парметрам относятся углыподачи 73, раскатки д, радиус и конусностьвалка Й и р, соответствующие этому ради 10 усу, кратчайшие расстояния г до оси прокатки, величина кратчайшего расстояния емежду осями прокатки и валка,Учитывая эти параметры и выражение5), предлагают выражение (1) для определе 15 ния твердости валков вдоль всего очага деформации.Изменение твердости может носить какмонотонный, так и дискретный характер.При этом предлагаемое изменение твердо 20 сти позволяет уменьшить ее перепад междусоседними участками, что положительновлияет на условия прокатки и качество продукции, Подготовку валков с таким распределением твердости можно осуществлять,25 используя зонную термообработку, электроискровое легирование, наплавку различными материалами, бандажирование,механическое упрочнение и их различныекомбинации,30 Использование валков с предлагаемымраспределением твердости позволяет изменить коэффициент трения вдоль поверхности контакт валков и проката, чемобеспечивается получение необходимого (с35 точки зрения улучшения качества проката)характера изменения вдоль очага деформации коэффициента тангенциальной скорости. Это позволяет значительно уменьшитьскручивание проката и повысить точность40 его геометрических размеров,П р и м е р, На стане винтовой прокаткис грибовидными валками ТПА, оси которых развернуты на угол подачи 15 и уголраскатки 100, осуществляют прошивку за 45 готовок 110 мм из стали 30 хГСА, нагретыхдо температуры 1180 С, в гильзы размером112 х 14 мм, Радиус валков в пережиме составляет 400 мм, радиус заготовки 46 мм,Валки имеют биконическую калибровку50 с углами конусности входного и выходногоучастков соответственно 13 и 6 30. Дляоценки скручивания на заготовках перед нагревом выполняют продольный паз глубиной 2 мм.55 Валки используют с распределениемтвердости по предложенной математической зависимости, За базовую точку принимают точку поверхности валка в сечениипережима, имеющую твердость 180 Н В. Рас(17) Хв 1 о(агссо 5(со 5)ь сов 8) ф Усов/ь сов о) 25 гСоставитель С,БелобородовРедактор М. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор С.Черни Заказ 1804 Тираж 338 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, 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, 40 х, 18 хГСА, Х 25 Н 15, ЗХ 2 В 8, ЗОХГСА.В результате установлено, что угол эакоччивания составляет 6, разностенность 8,2 о , что меньше прототипа соответственно в 6 и 2 раза, Доля бракованных труб по наружным дефектам и разностенности снизилась соответственно в 3,6 и 1,7 раза.ф о р мул а изобретен ия 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 щ и й с я 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 5где Н 1 - твердость в 1-й точке поверхностивалка;Н - твердость в точке поверхности валка, принятой за базовую;10 Я,Х,У - радиус валка к базовой точке иее координаты в системе, центр которой находится в точке пересечения оси валка ивзаимного перпендикуляра к оси прокатки;Ь В, Л г - изменения радиуса валка исоответствующего ему кратчайшего расстояния до оси заготовки между базовой и 1-йточками;р - угол конусности валка между базовой и 1-й точками;20- коэффициент овальности заготовки;е - кратчайшее расстояние между осямипрокатки и валка;р, д - угол подачи и угол раскатки.