Способ теплой прокатки труб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 100, В 21 В 23 П В 2НИЯ ОЛЙОАЙИЕ кЗОБР АВ ГОРСКОМУ СВ(71) Первоуральский ордена Ленина, ордена Октябрьской Ревотоции, ордена Трудового Кра.свого Знамени новотрубный завод и Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С,М. Кирова(56) 1, Авторское свидетельство СССР ,2 14997, кл. Б 21 В 21/00, 1961.2. Борисов Л.М. и др, Двукратная прокатка нержавеющих труб аустенитного класса на станах ХПТ. - "Сталь"с., 346-348. ЯО 10268(54) (57) СПОСОБ ТЕПЛОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, включающий нанесение на заготовку графитосодержащей смазки, нагорев до 100-4000 С и деформацию в несколько проходов, о т л и ч а .ю щ и й с я тем, что,. с целью повышения качества поверхности труб, деформацию заготовки в первом проходе осуществляют с обжатием 46,9-58,8, во втором проходе - с обжатием 80,3-84,3, а в каждом последующем проходе - с об,.:.атием на 2,4-4 меньшим обжатия в ":,-едыдущем, причем при последнем проходе на передний конец заготовки навстречу ее движению подают концентрично потоки смазочно-охлаждающей жидкости и воздуха, располагая поФ ток смазочно-охлаждающей жидкости между заготовкой и потоком воздуха.Изобретение относится к областиобработки металлон давлением и можетбыть использовано при изготовленииХолоднодеформированных труб, преимущественно из нержавеющих марок стали.ИзвестеН способ теплой прокаткитруб, включающий нанесение на заготовку смазки, нагрев до 200-400 С идеформацию заготовки в один проходЯ,Нагрев заготовки позволяет увеличить обжатие за проход за счет 10повышения пластических и сниженияпрочностных свойств металла,Наиболее близким к предлагаемомуПо технической сущности является способ теплой прокатки труб, включающийнанесение на заготовку графитосодержащей смазки, нагрев до 100-400 СпОи деформацию в несколько прохоцов 23 .Однако получаемые трубы имеютсраннительно низкое качество за счет 70того, что при прокатке в первом проходе с обжатием 59-65 в результатеВозникновения двухзонного очага деФормации с зонами опережения и отстаивания происходит отслоение смаЗочной пленки от поверхности трубы,поэтому для осуществленияпоследующих проходов необходимо удалятьсмазочный слой в щелочном расплавеи вновь наносить слой смазки на поВерхность заготовки. При обработкев щелочном расплаве происходит рас-.травливание поверхности трубы, чтосущественно снижает ее качество.Целью изобретения является повышеНие качества поверхности труб.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу теплой прокатки труб, включающему нанесениеНа заготоВку графитосодержащей смазки, нагрев до 100-400 С и деформацию в несколько проходов, деформациюзаготовки в первом проходе осуществляют с обжатием 46,.9-58,8,. во Втором проходе - с обжатием 80,.3-84,3,а в каждом последующем проходе - собжатием на 2,4-4 меньшим обжатияв предыдущем, причем при последнемпроходе на передний конец заготовкинавстречу ее движению подают концентрично потоки СОЖ и Воздуха располагая поток СОЖ между заготовкойи потоком воздуха,Предложенный способ Основываетсяна трех приемах, каждый из которыхспособствует повышению качества труб,получаемых в результате теплой прокатки.Во-первых, при теплой прокаткетруб н первом проходе с обжатием неболее 58,8 н вершине калибра возникает однозначный очаг деформации, 60состоящий только из эоны опережения.,В этой зоне силы трения сонаправлены с течением. металлачто способствует хорошему сцеплению образовавшейся при повышенных температурах и примерно постоянных даВ:ейиях ь очаге деформации ггафитосодержащей пленки с поверхностью трубы. Полученная после перной прокатки 1-.ленка может быть многскратно использована при последующей прокатке В качестве подсмазочного покрытия. При этом исключается необходимость Обезжирийания труб В щ-гсч 11 О 1,1 расплане между проходами что существенно понышае ка 1 ество поьерхности труб.Во-вторых, при .еплой прокатке труб с обжатиями в первом проходе более 46.9, ВО Втором - 80,3-84,3, а в последующих с уменьшением на 2,4- 4 наблюдается эффект циклического рэ.зупрОчнения мета 31 ла,. Сопровождающийся существенным понижением его сопротивления деформации, В результате твердость мельчайших ".ерохи,.стей и .:Ребешкой, сохранившихся на понерхно "Руб, значительно уме:.;Ьшается, й иезуль 1 атЕ ЧЕГО также повышается качество поверхности труб,Б-треть 1 х В по;:1 еднем проходе проводят операцию облегчающую удалепленки после прокатки. Для этогопередний конец заготовки подают навстоечу ее движению концентрические потоки СОЖ и воздуха, причем поток СОЖ располаг."ют между понерхностью трубы и потоком Воздуха, Попадая в о-.:аг дефОР:.1 аЦИи, СОЖ охлаждает поверхность трубы. препятствуя образованию окислой, которые усиливают сцепление трубы с графитосодержащей пленкой. Поток сжатого воздуха препятствует разбрызгиванию СОЖ и способствует образованию тонкого концентричного слоя СОЖ, характеризуемого наиболее высокими охлаждающими свойствами, Направление потоков СОЖ и воздуха против ход- прокатки позволяет Осуществить частичное разрушение пленки В результате кавитации пузырьков воздуха в очаге деформации и смыва ее частичек потоком СОЖ. Предлагаемые операции устраняют необходимость проведения последующей операции обезжиринания н расплане и тем самым повышают качество поверхности получаемых труб.,Цля выявления рациональных условий деформации, обеспечивающих получение описанных эффектен выполняютсерии экспериментой,В первои серии изучаются условияОбразования смазочной пленки с высокой адгезией к поверхности трубы,Для этого проводят опытные прокаткитруб иэ стали 12 Х 18810 Т на станахХПТи 90 с различньг.и обжатиямипри подаче 12 мм таол. 1 , Применяют смазку состава,. вес, : ИаМО 35,графит /, Ва(ОН)2 07, Лп 0 3, Г еС3, Н; 0 51,3, Прочность сцеплениясмазочной пленки с поверхностью трубы характеризуют величиной удельно 1026858го давления Р, мпа, при котором происходит разрушение или отделениесмазочной пленки от поверхности трубы. Величину Р определяют вдавливанием плоского пуансона в поверхностьтруб после их прокатки. 5Результаты, приведенные в табл.1,показывают, что наибольшая адгезиянаблюдается при прокатке с малымисбжатиями, не превышающими 58,8.При больших обжатиях величина Р ста" 10новится меньше среднего удельногодавления последующей прокатки, поэтому для осуществления второго прохода требуется оставшийся слой смазки в щелочном расплаве и нанести 15новый,Вс второй серии экспериментов изучают условия возникновения циклуеского разупрсчнения металла. При прокатке на станах ХПТ, как и при других процессах сс энакопеременнымразвитием деформации, после достижения некоторого порогового значенияобжатия возможно возникновение явления циклического разупрочнения.Для количественной характеристикиэтого явления из труб, прокатанныхпо маршрутам, приведенным в табл.1,вырезают образцы, которые подвергаютиспытанию на энакопеременное кручение с фиксированным крутящим мс- ЗОментом. Величину разупрочнения ха-."рактеризуют отношением ширины петли гистереэиса в первбм (5 ) и пятом(5) циклах испытаний К = 5 /5.Если К1,0, то идет процесс упрочнения, а если К с 1,0 - циклического раэупрочнения металла. Приведенные в табл, 1 сведения показывают, что пороговым является обжатие46,9 и при любом более высоком эна Очении сбжатия наблюдается процессциклического разупрсчнения.Интенсивность циклического разупрочнения в значительной степени зависит ст условий прокатки в последующих проходах. В табл. 2 приведенырезультаты исследований механическихсвойств металла труб после второгои третьего проходов. В таблице указаны обжатия вс втором 6), третьем проходах ( Е) и разница между . 5 Оними- 1 ), а также предел текучести металла после прокатки в каждом проходе.Максимальный эффект разупрочнениянаблюдается при выборе обжатия во Явтором проходе 80,3-84,3 и при уменьшении сбжатия в последующем проходе на 2,4-4. Последнее условиеуменьшения сбжатия в последующемпроходе на 2,4-4 пс сравнению спредыдущим обусловлено закономерностями упрочнения металла при знакопеременной деформации, поэтому оно должно соблюдаться и при осуществлении четвертого прохода прокатки.Для выявления преимуществ предлагаемого способа в сравнении с известным готовят две партии труб иэ стали 12 Х 18 Н 10 Т по 9 тыс.м каждая и сопоставляют качество поверхности полученных труб.Прокатка пс известному способу ведется по маршруту 83 7 - 45 4,6 - 25 2 с сбжатиями, соответственно, 65,1 и 75,4. После первого прохода трубы были покрыты слоем слабосцепленной с поверхностью графитоссдержащей пленки. Дальнейшее использование такой пленки невозможно, поэтому технология предусматривает ее удаление в щелочном расплаве и повторное нанесение графитосодержащей смазки. Испытание сегментов, вырезанных из прокатанных труб (см. табл, 3), выявляет наличие циклического разупрочнения только после первого прохода, а во втором проходе наблюдается интенсивное упрочнение,металла. После получения труб готового размера трубы повторно обрабатывают в щелочном рас плаве для удаления смазочной пленки. Средняя шероховатость поверхности полученных таким способом труб сос-" тавляет 1,8-2,3 мкм.Прокатка пс предлагаемому способу ведется по маршруту 102 16 - 8310 - 45 3,1 - 20 1,5 с обжатиями, соответственно, 46,9, 82,2; 786. После первого прохода трубы были покрыты прочным слоем смазки, который позволил осуществить два последующих прохода беэ дополнительных операций по удалению и нанесению смазки на поверхность труб. Результаты механических испытаний показали наличие значительного разупрочнения металла при прокатке по выбранному маршруту (табл. 3). В третьем проходе на заготовку подают в направлении, противоположном движению трубы, сонаправленяые потоки СОЖ и воздуха.Подача воздуха исключает разбрызгивание СОЖ, а интенсивное охлаждение поверхности трубы предотвращает образование окислов, Это позволяет осуществить удаление графитосодержащей пленки с поверхности труб готового размера в щелочном обеэжиривающем растворе, не растравливающем поверхность труб. Средняя шероховатость поверхности труб, изготовлен ных предлагаемым способом, составляет 0,5-0,6 мкм и значительно ниже, чем по известному способу.Предложенный способ позволяет полу получить годовой экономический эффект, равный 147300 р.Маршрут, мм 1300 1,10 Да (850) 1000 0,98 Да (850) 1 10214-83 12102 16-83 10 3 10214-83 8 1,44 30,5 46,9 15,3 51,2 14,7 1000 0,98 Ла (850) 2,05 52,9 14,4 900 0,90 Да (850) 4 10214-83 7,7: 2,12 58 к 8 30 ю 2 860 0,87 Да (750) 5 83 9-575,3 6 83 9-57 4,5 7 83 8 45 3,5 64,5 29,0 75,8 44,6 Т а б л и ц а 2 Второй проход Третий проход ИПЬ а 83 8 900 453,0-201,8-20+1,08,1-45 3,0 О 1,5 70 45 70 45 8,6-4 7,О,87 82 бли редлагаемый спос Известный спо Обжа тие, Ъ МПа мкм Маршр О Маршрут мкм е 8,5-0 ВНИИПИ Заказ 4624/10 816 Подписн иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,3 10-45 2,7 3 10-45 2,5 45 4,6 25 2,02,7-20 12, 7-20 1,02 16 8310 700 0,80 650 0,80 4,9 98 3,3 87 ность дальнейшей прокатки (уд.давл.МПа) Нет (/50) Нет (750)