Способ изготовления кольцевых изделий

)5 В 21 Н 1/О УДАРСТВЕ ННЫЙИЗОБРТЕНИЯМИ ГКНТ СССР ОТКРЫТИЯ,)т)д 1 фй 1Д 45 Л Ж.ИС 1 М ОПИ БРЕТЕН кольцевых загостане.Сущность с а кольцепрокатном ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) И нститут черной металлургии(56) Авторское свидетельство СССРМг 1569065, кл. В 21 Н 1/06, 1986.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству кольцевых изделий. Цель изобретения - повышение качества микроструктуры кольцевых заготовок и повышение коэффициента использования металла, Слиток разИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении цельнокатаных кольцевых изделий типа венцов, фланцев, колец для подшипников, силовых колец для авиа-машиностроения и других отраслей промышленности.Цель изобретения - повышение качества макроструктуры кольцевых заготовок и повышение коэффициента использования металла.На фиг, 1 представлена исходная комплектная заготовка длиной 1 и диаметром О; на фиг, 2 = заготовка после подрезки на кратные заготовки; на фиг. 3 - прошивка подрезанной заготовки на стане поперечновинтовой прокатки; на фиг. 4 - прокатка деляют на комплекты из и 1 заготовок. Комплектную заготовку подрезают на кратные части. При этом отношение диаметра оставляемой при порезке шейки комплектной заготовки к диаметру прошивной оправки выбираются в пределах Ош/00 = 0,8-1,05, а ширина шейки - в пределах 0,01-0,04 диаметра комплектной заготовки. Далее подрезанную комплектную заготовку нагревают до температуры деформации, после чего ее прошивают методом поперечно-винтовой прокатки с одновременным разделением на индивидуальные кольцевые заготовки. Полученные заготовки раскатывают на кольцепрокатном стане, Способ позволяет за счет улучшения макроструктуры снизить брак на 20, а также повысить коэффициент использования металлов за счет ликвидации выжимки при прошивке заготовок.4 ил., 1 табл,оба заключается в следующем,Исходную комплектную заготовку (фиг.1) длиной 1 и диаметром О подрезают на кратные части (фиг, 2, поз.1) длиной 1, Подрезку ведут исходя из того. чтобы отношение диаметра оставляемой шейки (Ош) к диаметру прошивной оправки (0,) находилось в пределах Ош/Ос, = 0,8 - 1,05, т,е, Оц = (0,81,05)О. Величину коэффициентов 0,8- 1,050/ь выбирают в зависимости отдиаметра исходной комплектной заготовки (О) по таблице, При этом ширину шейки (Б) назначают в пределах 0,01 - 0,04 величины диаметра комплектной заготовки, т.е, Я = (0,01 - 0,04)ОПри этом раскрой и подрезку комплектных заготовок осуществляют комбинированно с использованием всей полезнойдлины (с учетом постоянных минимальныхотходов в обрезь), т.е. комплектные заготовки раскраивают на различные весовые массыдля индивидуальных заготовок, из которыхпроизводят кольца различного сортамента.Затем подрезанную комплектную заготовку1 (фиг.2) нагревают до температуры деформации (1050 - 1280 С в зависимости от маркистали) и передают на стан поперечно-винтовой прокатки, где в процессе обжатия между валками 2 осуществляют прошивку наоправке 3(фиг,З), с диаметром О. В процессе прошивки происходит разделение комплексной заготовки на индивидуальныекольцевые заготовки 4 (фиг.З) с заданнымнаружным диаметром Он, внутренним диаметром Ов и высотой К.В дальнейшем полученные кольцевыезаготовки 4 (фиг.З) могут использовать какготовую продукцию или подвергают дальнейшему переделу, например, прокатке накольцепрокатном стане (фиг,4), где путемодновременной деформации между наружным 5 и внутренним 6 валками, а такжемежду торцовыми валками 7 получают окончательную кольцевую заготовку 8,Верхний и нижний пределы в соотношении диаметров шейки.(ОШ) подрезанной заготовки и прошивной оправки (Оо) выбранына основании экспериментальных данных.Установлено, что при соотношении Ош/О 0,8имеют место случаи обрыва шейки и в начальной стадии внедрения оправки в телозаготовки, что нарушает стабильность процесса прошивки и приводит к искажению профиляизделия, При соотношении Ош/Оо1,05 наторцовых поверхностях индивидуальныхзаготовок появляются наплывы металла иповышается опасность неотделения однойзаготовки от другой,Рекомендуемые оптимальные значениясоотношения Ош/Оо в зависимости от диаметра комплектной заготовки приведены втаблице.Эксперименты по определению диапазона ширины подрезки повторяют в промышленных условиях с использованиемслиткопорезных станков модели 18 А 65, атакже методом огневой подрезки, Подрезкуна станках осуществляют резцами шириной 10, 15, 20, 25, 30 мм, а при огневойподрезке ширина реза составляет 3-7 мм,При величине наружных диаметров комплектных заготовок 300, 380, 450 и 500 мм ширина подрезки составляет 0,01 - 0,1 диаметра 300 мм, 0,008-0,08 диаметра 380 мм, 10 15 40 45 ,Таким образом, подрезку комплектной заготовки осуществляют на диаметр шейки, равный Ош=0,93 х Со=0,93 х 220 =205 мм При этом подрезку производят на ширину 3 = 0,040 = 0,04 х 380 = 15 м м (фиг.2, поз. 1).50 После подрезки комплектные заготовки 1нагревают до 1230 - 1250 С и подают на стан поперечно-винтовой прокатки, где прошивают между валками 2 на оправке 3 диаметром Оо = 220 мм (фиг,З). В результате 55 20 25 30 35 0,007 - 0,07 диаметра 450 мм, 0,006-0,06 диаметра 500 мм,При ширине шейки менее 0,01 диаметра комплектной заготовки резко ухудшаются условия резки, что отражается на качестве торцовых поверхностей заготовок (особенно при огневой резке), а при увеличении ширины реза более 0,04 О - происходят разрывы комплектной заготовки при прошивке из - за ухудшения условий захвата каждой последующей обрезанной заготовки,При осуществлении прошивки подрезанных комплектных заготовок на косовалковых станах по данному способу в процессе деформации внутренняя ликвационная зона заготовки равномерно распределяется по внутренней поверхности прошитых заготовок, что положительно отражается на качестве поперечных заготовок и структуре готовой продукции.Способ также обеспечивает значительное уменьшение расходного коэффициента металла за счет ликвидации выжимки при прошивке каждой последней заготовки,П р и м е р 1. Следует изготовить кольцевые заготовки наружным диаметром О= 352 мм, внутренним диаметром О, = 216 мм, высотой Н = 457 мм, массой 217 кг, Для этого используют комплектную заготовку круглого сечения из стали марки 50 диаметром О =- 380 мм, длиной= 1600 мм и массой 1395 кг, которую подрезают на 6 заготовок длиной Е,= 254 мм (фиг.2, поз,1).Исходя из заданного конечного размера внутреннего диаметра кольцевой заготовки 4, равного Ов = 216 мм, диаметр прошиваемой оправки прошивного стана из технологических соображений выбирают равным Оо = 220 мм, Согласно данным таблицы, исходя из размера наружного диаметра комплектной заготовки О = 380 мм, оптимальное соотношение между диаметром шейки Оши диаметром прошиваемой оправки Оо должно находиться Ош/Оо = 0,93,прошивки получают шесть кольцевых заготовок 4 наружным диаметром Он = 352 мм, внутренним диаметром Ов = 216 мм и высотой Н = 457 мм. Коэффициент вытяжки при этом составляет 1,8, Расходный коэффициент металла при изготовлении данных коль 1660815цевых заготовок составляет 1,07, Часть кольцевых заготовок 4 используют как готовую продукцию, а часть - для последующего передела, т.е. для изготовления на них кольцевых заготовок 8 с геометрическими параметрами Ок бк х Нк = 600 х 530 х 440. Для этого кольцевые заготовки 4 поштучно передают на кольцепрокатный (фиг.4) стан, где прокатывают путем деформации в радиальном направлении между наружным 5 и внутренним 6 валками и в осевом направлении - между торцовыми валками 7, Прокатку осуществляют до получения заданных размеров кольцевой заготовки 8, т,е, до Ок х бк х Нк = 600 х 530 х 440 мм.П р и м е р 2, Следует изготовить кольцевые заготовки 4 наружным диаметром Ов = 433 мм, внутренним диаметром О = 227 мм, высотой Н = 465 мм, массой 388 кг.Для этого используют комплектную заготовку круглого сечения из стали 50 диаметром О = 450 мм, длиной Е = 2000 мм и массой 2470 кг, которую подрезают на 6 заготовокдлиной О = 321 мм, Исходя из заданногоконечного размера внутреннего диаметра кольцевой заготовки 4, равного О =227 мм, диаметр прошивной оправки выбран равным 0=230 мм. Поданным таблицы исходя из размера наружного диаметра комплектной заготовки О =. 450 мм, оптимальное соотношение Ош/Оо должно находиться в пределах 0,96-1,0, выбирают равным Ош/Оо =- 0,99, Таким образом, в этом случае подрезку комплектной заготовки осуществляют на диаметр шейки, равный Ош = 0,99 хх О = 0,99 х 230 = 228 мм, При этом подрезку производят на ширину Я = 0,04 О = 0,01 х х 450 = 4,5 мм (фиг.2, поз,1). В дальнейшем аналогии с первым примером осуществляют нагрев и прошивку подрезанных комплект ных заготовок, Коэффициент вытяжки припрошивке составляет 1,45. Расходный коэффициент металла для данного случая составляет 1,06. В результате получают кольцевые заготовки 4 с заданными геометрическими параметрами Он х ОБ х Н = 433 х 227 х 365 мм. От кольцевых заготовок, изготовленныхпо известному и предлагаемому способу были отобраны образцы для исследования макроструктуры. В кольцевых заготовок, 5 полученных методом поштучной прошивки,во внутренних слоях сечения были обнаружены ликвационные участки, которые являются источниками таких дефектов, как трещины, надрывы и др, В кольцевых заго товках, изготовленных по данному способу,центральная часть сечения имела плотную однородную структуру. а загрязненная ликватами осевая зона исходной заготовки равномерно располагалась по внутренней 15 поверхности изделия в пределах припускана механическую обработку.При изготовлении кольцевых заготовокизвестным способом брак на макроструктуре металла готовых колец (скопление неме таллических включений, рыхлость,пониженная твердость, расслоения и т,д.) составляет 2,15 . Изготовление кольцевых заготовок предлагаемым способом позволит снизить брак поуказанным показателям 25 на 20, т.е. с 2,15 до 1,72 . Формула изобретения Способ изготовления кольцевых изделий, включающий раскрой, подрезку, разде ление слитка на комплекты из п 1заготовок, соединенных шейками, нагрев до температуры деформации, прошивку комплектных заготовок и последующую раскатку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 35 повышения качества изделий и повышениякоэффициента использования металла заготовки, прошивку комплектной заготовки осуществляют методом поперечно-винтовой прокатки с одновременным разделени ем на отдельные кольцевые заготовки, приэтом отношение диаметра шейки Ош комплектной заготовки к диаметру прошивнойоправки Оо определяют из диапазона Ош/Ою = 0,81,05, а отношение ширины Я 45 шейки к диаметру О комплектной заготовки- из диапазона 5/О = 0,010,04, 166081516608157Составитель М.Антошин едактор В,Бугренкова Техред М,Моргентал КорректорИ,Муска аказ 2077 Тираж 378 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1