Технологический инструмент косовалкового прошивного стана

(5)5 В 21 ИЗОБ ЕТЕН ие относит в частност ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Запорожский индустриальный институт (72) И,И.Онищенко, И,Н.Потапов, Е,А,Харитонов и Н,С,Кирвалидзе(56) Потапов И,Н. и др. Теория производства бесшовных и сварных труб, М.: 1984, с. 4 Учебное пособие.Авторское свидетельство СССР В 369946, кл. В 21 В 27/02, 1973.Авторское свидетельство СССР ч. 68492, кл. В 21 В 19/02, 1940,Авторское свидетельство СССР М 84457, кл, В 21 В 19/02, 1948.(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ПРОШИВНОГО СТАНА ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ Изобрете ся к прокатному производству, и к производству бесшовных труб,Цель изобретения - улучшение качества бесшовных труб за счет надежного предотвращения осевого разрушения металла заготовки перед носком оправки при прошивке.На чертеже (фиг. 1) изображен общий вид предлагаемого устройства. Технологический инструмент. прошивного стана поперечно- винтовой прокатки включает установленные на угол подачи бочкообраз-. ные валки, состоящие из усеченных и соединенных большими основаниями конуса раскатки 1 и конуса прошивки 2, состоящего, в свою очередь из ряда усеченных конусов, образующих деформирующие гребни 3, 4 и оправку 5, передний торец носика кото.,Ж 1796306 А 1(57) Использование, при поперечно-винтовойпрошивке. Установленные на угол подачи бочкообразные валки составлены из усеченных и соединенных большими основаниями конусов раскатки 1 и прошивки 2, состоящего в свою очередь из ряда усеченных конусов, образующих деформирующие гребни 3,4. Передний торец носика оправки расположен в пережиме 6 валков. Деформирующие гребни 3,4 выполнены в виде винтовых выступов переменной высоты и подъемом и спуском в интервале О - ймас, равным 0,1 - 0,15 при протяженности максимальной высоты гребня смаке= (0,1-0,2) тг Оср. 1 табл. 1 ил,рой установлен в пережиме 6 бочкообразных валков, установленных с наклоном к горизонтальной плоскости на угол подачи, Участок валка с гребнями, выполненными в виде винтовых выступов с подьемом винтовой линии равным углу подачи а, переменной (по периметру) высоты Ьх, возвышение первого из которых плавно начинается с образующей, отстоящей на (23) шага от торца меньшего основания конуса прошивки, достигает величины Имаком = (0,2".0,5) (ОпОв), остается равным 1 макс на протяженнОсти (по периметру конуса 2) равной Ь макс = (0,1.0,2) тг Оср обеспечивает локальную дополнительную деформацию поперечного сечения прошивэемой заготовки в пределах от 570 до.150 ее диаметра. При наличии обжатия заготовки в конусе прошивки и, следооательно высоких давле 1796306ний, приводящих к пластическомудеформированию, такие величины сдвиговых деформаций при температурах, горячей прошивки резко ускоряют диффузионные и деформационные процессы в металле, приводят к 5 взрывообразному движению дислокаций, надежно предотвращают возможность осевого разрушения металла заготовки перед носком оправки, устраняя опасность появ. ления внутренних плен, улучшают качество 10 прошиваемых гильз (труб). Пределы изменения заявляемых параметров объясняются следующим:1. Предельные значения максимальной высоты винтовых деформирующих гребней 15 Ьмакс (0,20,5) (Оп Ов) определяются необходимой степенью направленных дополнительных сдвиговых деформаций, приводящих к лавинообразному (взрывообраэному) движению дислокаций в процессе 20 горячей пластической деформации металла, вследствие чего формируется однородная термически стабильная субзеренная структура, предотвращающая развитие центрального разрушения. При различных 25 степенях обжатия в конусе прошивки требуется различная степень направленной дополнительной сдвиговой деформации, Так, при обжатии, равном (2.3)% для обесг 1 ечения лавинообразного (вэрывообразного) 30 движения дислокаций требуется сдвиговая деформация, равная (12.13)%, что обеспечивается высотой Ьмакс = 0.5(Оп-Ов), а при обжатии (67)% взрь вообразное движение дислокаций наступает при дополнительном 35 сдвиге равном (4,5)%, что обеспечивается высотой гребня равной 11 макс = 0,2(Ол - Ов),При уменьшении величины й макс менее0,2(Ол-Ов) эффект лавинообразного движения дислокаций не наблюдается, а при по вышении имакс более 0,5(Ол-Ов) эффектлавйнообразного движения дислокаций практически не усиливается, но возникаетопасностьтравмирования поверхности про-. катываемой заготовки, 452, Установленная протяженность максимальной высоты винтовых гребней по периметру конуса прошивки 1 л макс =(0,1,0,2)л Оср обеспечивает требуемую величинудополнительной сдвиговой деформации по 50всему поперечному сечению прокатываемой заготовки (с перекрытием высотой ймаксдиаметра заготовки), При Ь макс0,1 л. Осрдополнительная сдвигбвая деформация. не распространяется на все сечение заготовки, 55 прии макс0,2 я Оср эффект лавинообразного движения дислокаций не усиливается,3, Подъем высоты винтового гребнявдоль образующей валка от его поверхности, то-есть от 11 к = О, до максимальной высоты Й макс, как и спуск от Ьмакс до 0 составляют 0,100,15, что обеспечивает достаточную плавность внедрения гребня в тело заготовки (для осуществления дополнительной сдвиговой деформации), а также дальнейшую бесследную раскатку участка дополнительных сдвигов при прохождении им остальной части очага деформации. Уменьшение угла подъема и спуска высоты винтового деформирующего гребня ниже 0,10 не позволяет разместить по длине образующей бочки валка все требуемые величины максимальной высоты винтового деформирующего гребня, Увеличение этого угла выше 0,15 не обеспечивает достаточной плавности внедрения гребня в тело заготовки, что ведет к излишним динамическим нагрузкам, повышенному скольжению металла по поверхности валков и потере производительности стана винтовой прокатки, Таким образом, предложенное техническое решение с указанными пределами изменения заявляемых параметров, обеспечивает улучшение качества прошиваемых гильз (труб), Сравнительные испытания предлагаемого технологического инструмента проведены на лабораторном косовалковом стане винтовой прокатки ЦКБМ - 78 при прокатке конических образцов иэ стали 1 ОХ 17 Н 13 М 2 Т с диаметрами б 1 = 30 мм, б 2 = 38 мм при температуре 1175 С обжатием 11,5 мм (30%), и при прошивке заготовок диаметром бз = 100 мм из сталей 10 Х 17 Н 13 М 2 Т и Х 18 Н 10 Т, Параметры предложенного технологического инструмента и результаты испытаний представлены в таблице. Деформированную структуру фиксировали закалкой, Начало Центрального разрушения определяли методом дефектоскопии на установке РУП, Микроструктуоные исследования проводили в плоскостях оси образца, Зеренную и дислокационную структуры выявляли электролитическим травлением в концентрированной азотной кислоте. Установили, что разрушение происходит в результате зарождения, развития и объединения микротрещин, Наблюдали формирование однородной термически стабильной субзеренной структуры, .предотвращающей развитие центрального разрушения и являющейся следствием до- полнитеАьйой локальной направленной сдвйговой деформации, осуществляемой винтовым выступом, предложенного технологического ийструмента. П ри этом изменение субструктуры связано с перераспределением не только деФектов кристаллической решетки, но и зернограничных дислокаций, что и предотвращает1796306 Продолжение табл и е лагаемого технологического инст мента 3 льтаты испытаний Протя- женность макси- мальной высоты гребня 1- "щах Степ допол нит, сдвиг Скорость выхода гильзы м/с Критическое об- жатие Угловая скорость валков иоб/ мин,Угол подьема высоты гребня, рад. Расст. т торВысот винто вых вступо Рь ца мень шего осн. конуса прошив0,3 0,4 ОЛ 0,7 0,9 3 6 9 12 120 0 0,10 0,15 0,20 9 12 0,3 0,4 0,5 0,6 5 0 развитие центрального разрушения металла заготовки, Таким образом; предложенный технологический инструмент, надежно предотвращая возможность Центрального разрушения заготовки при прошивке позволяет уменьшить брак гильз по внутренним пленам, улучшить качество прокатываемых труб, Кроме того, как видно из приведенных в таблице данных, скорость выхода гильзы увеличилась при прокатке на предложенном.инструменте с 0,20 м/с до 0,25 м/с, что свидетельствует о повышении производительности прошивного стана вследствие улучшения захватывающей способности валков и уменьшения осевого сопротивления перемещению металла со стороны инструмента,Формула изобретения Технологический инструмент косовалкового прошивного стана, включающий установленные на угол подачи бочкообразные с пережимом валки, каждый из которых имеет захватный конус и обжимной с винтовыми выступами переменной высоты, и оправку, установленную носиком в плоско сти пережима валков, о т л и ч а ю щ и йс ятем, что, с целью улучшения качества бесшовных труб за счет надежного предотвращения осевого разрушения металла заготовки перед носиком оправки, макси мальную высоту винтовых гребней выполняют равной пмакс " (0,2 0,5). (Рп-Ьв). с подъемом Высоты гребня от 0 до Ьмакс и спуском от Ь,хсдо О, равным 0,100,15, при протяженности максимальной высоты греб ня 1 макс =(0,1,. 02) лРср где йп - диаметрбольшего основания конуса прошивки (в пережиме валков); йв - диаметр меньшего основания конуса прошивки нэ входе в очагдеформации20 Рп+РЬРср=2 средний диаметр валка,1796306 Корректор О.Кравц Редактор Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 614 ВНИИПИ Го Составител Техред М.М Онищенк нтал