Способ горячей прокатки металлов и сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1801631 1/38 ВТСРСКОМ ИДЕТЕЛЬ таллургии ству, и мо атки металбжимных исортовых и тся увеличешение качения условий ушения окарифлением ный разрез, ы высэдки и ы и глубина ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский инъститут сплавов и обработки цветныхметалловГипроцветметобработка"(56) Авторское свидетельство СССРМ 246459, кл. В 21 В 27/02, 1968.Павлов И, М, Теория прокатки и основыпластической деформации металлов, Л.: Металлургия, 1938.Авторское свидетельство СССРМ 1121075, кл. В 21 В 27/02. 1984,Авторское свидетельство СССРМ 929254, кл. В 21 В 1/26, 1982,Изобретение относится к м а именно к прокатному произво жет быть использовано для про лов нэ блюмингах, слябингах. в черновых клетях заготовочных листовых станов. Целью изобретения являе ние производительности и повы ства проката зэ счет улучше захвата металла вэлками и рэзр лины; На фиг. 1 изображен валок для черновой прокатки, продол где сО - угол развала у вершин для впадины; и - высота впади(54) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ(57) Использование: изобретение относится к металлургии, э именно к прокатному производству, и может быть использовано для прокатки металлов на блюмингах, слябингах, в обжимных и черновых клетях заготовочных, сортовых и листовых станов, Сущность способа: способ прокатки состоит в том, что черновую прокатку заготовки ведут поочередно валками с рельефом с поперечным сечением выступов и впадин в виде треугольника с углом развала у вершин выступов и дна. впэдин 110 - 120 и высотой 0,025 - 0,035 толщины заготовки, и глэдкими. Способ позволяет увеличить производительность и качество проката. 2 ил, 1 табл,впадины; нэ фиг. 2 - схема действия сил давления металла на валки и сил трения,Наличие на валках выступов и впадин с заданным углом развала у вершины облегчает их внедрение в поверхностный слой обрабатываемого металла, разбивая нэ отдельные элементы зону затрудненной деформации, обычно возникэющую под воздействием сил внешнего трения у контактной поверхности. В этой зоне при прокэтке в гладких валках деформация оказывается значительно меньше, чем в центральных зонах металла при обжатиях более 20 - 30;, которые применяются в производственных условиях. Поэтому в зо 1801631не затрудненной деформации дольше сохраняется литая менее пластичная структура и возникают растягивающие напряжения под воздействием более деформируемых нижележащих слоев металла. В случае использования для прокатки валков с упомя-. нутым рифлениеМ .поверхностные слои металла в зоне затрудненной деформации деформируются более интенсивно, чем в гладких валках, Отчего деформация по высоте поперечного сечения прокатываемого металла становится более равномерной и в поверхностных слоях металла снижаются или полностьюустраняются растягивающие напряжения, что устраняет возникновение 15 нарушений сплошности этих слоев металла. Более интенсивная деформация поверхностных слоев способствует измельчению литой структуры, что также повышает пластичность контактных слоев, Более рав номерная деформация и снижение влияния подпирающих сил трения на контактных поверхностях в очаге деформации благодаря определенному углу наклона боковых сторон треугольных выступов снижают общее усилие деформирования и повышают производительность процесса прокатки.Угол развала у дна впадин и у вершин выступов 110 - 120 обусловлен тем, чтобы соблюсти условия снижения влияния сил 30 трения на усилия деформирования, при которых угол наклона боковой поверхности выступа (или впадины) к его основанию должен быть больше угла трения. Или тангенс этого угла должен быть больше коэффици ента внешнего трения между валками и прокатываемым металлом.Согласно фиг. 2 при Вх = Тх - влияние на усилие деформирования трения не оказывает, Из фиг, 2 следует. что; 40Вх =- Р5 П ГХ. Гх - Т СОЯ аОднако, Т = Р 1, где 1 - коэффициент внешнего трения 1 - с 9/3, где /3- угол трения,При горячей прокатке1 =- 0,35 - 0,5,50Отсюда = 19,3 - 2 б,б",ПРи Бх=Тх В 1 соз а =-В Мпгхзла=- ---- =19 Х,сов гхПри ТхРх, силы, трения увеличивают сопротивление деформации, т. е. 1а,При ТхРх требуется усилие ниже природного сопротивления деформации металла, Поэтому а должно быть больше ,т. е. а= 30 - 35, а,щ = 110 - 120.Если угол развала менее 110 О, то имеет ся опасность острых и глубоких врезов в поверхности металла с закрытием их с поверхности и образованием подповерхностных дефектов, При угле развала выше 120 повышается сопротивление деформираванию сверх природного сопротивления металла.Высота выступов. выбирается равной 0,025 - 0,035 толщины заготовки с тем, чтобы превысить толщину слоя окалины, зависящей от температуры и продолжительности нагрева. При внедрении выступов через слой окалины в неокисленные слои металла существенно возрастает площадь контакта металла с валками. Чистый неокисленный (ювенильный) металл имеет более высокую степень сцепления с валками, чем металл, покрытый окалиной, которая возникает при высоких температурах, Все это способствует улучшению условий захвата металла валками, снижая и исключая буксование металла в валках, что особенно часто наблюдается при горячей прокатке цветных металлов,фВысота выступов и глубина впадин рельефа валка в пределах 0,025 - 0,035 от толщины заготовки обусловлена толщиной окалины, которая увеличивается с увеличением толщины заготовки (от 95 мм для сортовых станов до 700 мм для блюмингов и слябингов), поскольку возрастает продолжительность нагрева заготовок под горячую прокатку. В зависимости от этого толщина окалины колеблется от 1 до 7 - 8 мм, Кроме этого высота выступов должна быть достаточной для разрушения литой структуры заготовки у поверхностного слоя и обеспечения захвата металла валками. Если высота выступов менее 0,025 толщины заготовки, то может не произойти разрушение окалины и вреза выступов в металл, если же высота больше, чем 0,035 толщины заготовки, то это может привести к образованию поверхностных дефектов на прокате.Черновая прокатка заготовки в рифленых валках осуществляется в нескольких проходах, начиная с первого, При этом после прохода в рифленых валках должен быть проход заготовки, в гладких валках, что позволяет дополнительно разрушить окалину и получить раскат с гладкой поверхностью,В случае сортовой прокатки черновая прокатка заготовки в рифленых, а затем в гладких валках осуществляется со всех сторон заготовки.1801631 Г 1 римечаВыход Толщина заготовки,Разме елье а на валке, мм Качество поверхности проката(0,03 Н) Со 100 2,8 Претензий к качеству поверхности не имеется 70-72 гласно изобретению(есть поверхностные дефекты) Претензий к качеству поверхности не имеется 110(0.03 Н) 82-85 В предлагаемом способе для черновойпрокатки могут быть использованы такжевалки с ящичными калибрами с рифлениемна рабочей поверхности калибров согласноизобретению. 5П р и м е р . Получение коллекторныхпрофилей из бронзы БрК 91.По существующей технологии профилиразмером 60 х 60 мм получают из заготовкис размерами 95 х 95 мм в обжимной клети 10Трио. Черновую. прокатку заготовкиосуществляют в 4-х ящичных гладких калибрах. При этом в первом калибре отжатиясоставляли 18 - 21 о, а углы захвата 18 - 19,Бронза БрК 91 содержит до 1;6 кадмия, котарый при высокой температуре сублимиру.ет на.контактные поверхности, резкоснижает коэффициент внешнего трения иухудшает захват металла валками, поэтомупри прокате в первом калибре часто возникает буксование металла по валкам, Во втором калибре, после кантовки, обжатия иуглы захвата еще несколько выше и буксование наблюдается еще чаще,Согласно предложенному техническому решению черновую прокатку заготовокиз БрК 91 осуществляли еалковыми калибрами первым и вторым рифлением на рабочейповерхности калибров в видекольцевых выступов и впадин треугольного профиля с 30раэными углами развала у вершин выступовили дна впадин и с различной высотой,В остальных двух ящичных калибрахдно оставили гладким. Данные испытанийпредставлены в таблице, 35После того как в двух ящичных калибрахбыло выполнено рифление, с размерами согласно изобретению, буксование металла евалках. было исключено, .Захват металла ,валками при довольно высоких обжатиях и углах захвата (1 б -17") происходил устойчиво. Это объясняется тем, что металл очищен от окалины, а поверхность раскатов имеет более высокий коэффициент внешнего трения и увеличенную площадь контакта с валками в начальный момент захвата металла.Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет в процессе прокатки одновременнодостигать улучшения условий захвата металла валками, разрушения и удаления Окалины. более интенсивной деформации поверхностных слоев металла и дробления грубой литой структуры, снижения растягивающих напряжений в этом слое и уменьшения нарушения сплошности, повышения качества поверхности продукции, производительности и выходов годного. Формула изобретения Способ горячей прокатки металлов и сплавов, включающий черновую прокатку заготовки в нескольких проходах гладкими валками и валками с рельефом на бочке в виде чередующихся кольцевых выступов и впадин и последующую чистовую прокатку. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности и повышения качества проката путем улучшения условий захвата металла валками и разрушения окалины, черновую прокатку осуществляют поочередно валками с рельефом, с поперечным сечением выступов и впадин е видетреугольника, с углом развала у вершин выступов и дна впадин 110 - 120 О и высотой 0,025 - 0,035 толщины заготовки и гладкими валками,8 1801631 Продолжение таблицы ПримечаКачество поверх- Выход я р Угол раз Высота выступагодного. ности проката ние вала у% Н мм веРшины высмм тупа,1,9 (0,02 Н) Остатки окалины 70-72 Со 115 на поверхности(0,025 Н) 82-85 2,4 Претензий к ка 115 95 честву поверх ности не имеется3,3 (0,035 Н) Претензий к ка - 85 115 честву поверхности не имеется(0,04 Н) Единичные про 3,8 115 дольные выемки 70 на прокате 120 2,8 (0,03 Н) 130 2,8 (0,03 Н) Неполная очистка 70-72 3 (0,03 Н) от окалины 115 100 83-85 прокатка в гладких валках. Слабое разруше-70 95 ние окалины гласноизобретению Толщина заготовки,Разме ельефа на валке, мм Претензий к качеству поверхности не имеется 82 - 85 Претензий к качеству поверхности не имеется Буксование металла по валкам1801631Составитель А,Буланов дактор В,фельдман Техред М,Моргентал Корреетраш Заказ 813 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10