Спосіб виготовлення чавунних труб

Спосіб виготовлення чавунних тр уб, що включає відцентрове виливання порожнистої заготовки і наступну її обробку тиском, який відрізняється тим, що обробку тиском вилитої заготовки виконують багатопрохідною прокаткою із сумарною відносною деформацією 50 – 90 %, причому температура чавун у заготовки у зоні деформації при першому проході дорівнює 0,8 – 0,4 температури ліквідусу чавуну заготовки, що деформують, при цьому на другому і наступних проходах температуру чавун у заготовки у зоні деформації зменшують на 20 – 60 °С на кожні 10 % відносної деформації, що засвоюється заготовкою на попередньому проході. Винахід відноситься до металургії і може бути використаний при обробці металів тиском, зокрема, при виготовленні чавунних труб широкого сортаменту. Як відомо, чавун володіє високими корозійними властивостями, що дозволяють конкурувати з багатьма нержавіючими марками сталі і сплавами кольорових металів. Однак його застосування гальмується обмеженим сортаментом і низькою якістю тр уб, що виготовляються. В останні роки через високі ціни на легуючі матеріали в промисловості знову з'явився інтерес до виготовлення труб з чавун у. Відомий спосіб виготовлення чавунних тр уб шляхом відцентрові відливки, що характеризується високою продуктивністю, простотою і дешевиною. Однак, труби, виго товлені таким способом мають поздовжню і поперечну різностінність, поздовжню конусність, при цьому їхня зовнішня і внутрішня поверхня характеризується високим ступенем шорсткості. Крім того, такі труби мають обмежену довжину (3-5м) і вузький сортамент (діаметр від 65мм до 300мм) [а.с. СРСР №865504, кл. B22D13/00, 1981р.]. Відомий також спосіб виготовлення чавунних труб, що включає відцентрову відливку порожнистої заготовки і наступну її обробку тиском, при цьому обробку тиском здійснюють пресуванням [а.с. СРСР №133039 , кл. B22D13/00, 1960р.]. Однак, даний спосіб виготовлення чавунних труб не забезпечує високі механічні властивості труб (через недостатнє пророблення литої структури чавуну), точності їхніх розмірів і чистоти поверхні. При цьому отриманий сортамент цілком залежить від можливості виготовлення дорогого змінного устатк ування й інструмента, тому що для пресування кожного типорозміру труб вимагаються нові контейнер, матриця і голка. Крім того, довжина отриманих труб обмежена фіксованою довжиною заготовки, що задається в прес. В основі даного винаходу лежить рішення по удосконаленню способу виготовлення чавунних труб, у якому шля хом зміни виду обробки тиском чавунної відцентроволитої порожнистої заготовки, забезпечується підвищення механічних властивостей, точності розмірів і чистоти поверхні отриманих труб при одночасному розширенні технологічних можливостей способу. (19) UA (11) 66175 (13) C2 (21) 2003087515 (22) 11.08.2003 (24) 15.03.2007 (46) 15.03.2007, Бюл. № 3, 2007 р. (72) Сергєєв Віктор Володимирович, Туренков Микола Мусійович, Шепель Григорій Григорович, Кореняко Віталій Олександрович, Симоненко Ольга Анатоліївна, Туренков Максим Миколайович (73) ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ТА КОНСТРУКТОРСЬКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ ТРУБНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ ІМ. Я.Ю. ОС АДИ (56) UA, 31526, A, 15.12.2000 SU, 133039, 16.03.1960 SU, 865504, 23.09.1981 JP, 2003277877, 02.10.2003 3 66175 4 Поставлена задача вирішена тим, що в спосоють знову на 20-60°С на кожні 10% ступені відносбі виготовлення чавунних тр уб, що включає відценої деформації, отриманої заготовкою на другому нтрову відливку порожнистої заготовки і наступну проході. І так продовжується до досягнення труїї обробку тиском, відповідно до винаходу, обробку бами необхідного розміру по діаметру і товщині тиском відлитої порожнистої заготовки роблять стінки. При цьому сумарна відносна деформація багатопрохідною прокаткою із сумарною відносне повинна виходити за межі, рівні 50-90%. ною деформацією 50-90% і температурою металу Для експериментальної перевірки пропоновазаготовки у зоні деформації при першому проході ного винаходу була здійснена відцентрова відливрівної 0,8-0,4 температури ліквідус деформуємого ка 2-х тонн чавунних труб-заготовок діаметром чавун у, при цьому на другому і наступному прохо65мм, товщиною стінки 5мм і довжиною 3000мм. дах температур у металу заготовки у зоні дефорЧавун при цьому був наступного хімічного складу: мації зменшують на 20-60°С на кожні 10% відносС - 3,0%, SI - 2,8%, Μn - 0,5%, Ρ - 0,1%, S - 0,03%, ній деформації, отриманою заготовкою на Mg - 0,06%. Температура ліквідуc чавун у з таким попередньому проході. хімічним складом дорівнює 1300°С. Параметри, що заявляються, отримані дослідВідлиті труби на станах ХПТ-90 за три проходи ним шляхом. були прокатані в тр уби діаметром 32мм, товщиною Відмінність пропонованого рішення від близьстінки 3,0мм і довжиною ~10000мм. Температура кого з аналогів полягає в тому, що обробку тиском металу заготовки на початку прокатки, тобто при відцентроволитої порожнистої заготовки роблять першому проході складала 0,6хТл=780°С. Відноспрокаткою з зазначеними параметрами її здійсна деформація, отримана металом заготовки при нення. першому проході, дорівнювала 35%. Розміри загоТехнічним результатом від використання є товки після першого проходу були наступні: діапідвищення механічних властивостей, точності метр - 48мм, товщина стінки - 4,5мм, довжина розмірів і чистоти поверхні отриманих труб при 4500мм. одночасному розширенні технологічних можливосДругий прохід здійснювався таким чином: темтей способу. пературу металу заготовки у зоні деформації змеЦе досягається тим, що однопрохідне пресу35 % ´ 40°С ншили на = 140°С і вона дорівнювала вання відцентроволитої порожнистої заготовки з 10 % постійною температурою її нагрівання у зоні де640°С. Отримана деформація склала 30%, а розформації, де обробка металу відбувається в умоміри заготовки після другого проходу були наступвах тертя-ковзання, замінена більш ефективною ні: діаметр - 38мм, товщина стінки - 4мм, а довжидля досягнення повного пророблення литої струкна - 6500мм. тури богатопрохідною прокаткою з температурою, Третій прохід здійснювався таким чином: темщо знижується від проходу до проходу нагрівання пературу металу заготовки зменшили на заготовки у зоні деформації, де обробка металу 35 % ´ 40°С відбувається вже в умовах тертя-катання і при = 140°С і вона дорівнювала 520°С. 10 % більш низьких значеннях енергосилових параметОтримана відносна деформація склала 36%, а рів і коефіцієнтах тертя. При цьому диференційорозміри заготовки дорівнювали необхідним розміване зменшення від проходу до проходу темперарам труби: діаметр - 32мм, товщина стінки - 3,0мм, тури заготовки у зоні деформації, відповідно до а довжина - ~10000мм. Сумарна відносна дефорзнайдених параметрів, забезпечує стабільне промація склала 70%. ведення процесу обробки металу литої заготовки і, Труби, виготовлені по пропонованому способу, отже, стабільність одержання підвищених механімали такі механічні властивості: межа міцності чних властивостей по довжині труб, що виготов55,0-65,0кг/мм 2; межа текучості 46,0-50,0кг/мм 2 і ляються, підвищення точності їхніх розмірів і знивідносне подовження 10,0-15,0%. Граничні відхиження ступеня шорсткості їхньої поверхні, при лення по діаметру склали ±0,85 - 1,0%, а по товодночасному збільшенні їхньої довжини в 3-5 ращині стінки - ±11,0 - 12,5%. Чистота поверхні зів. отриманих труб коливалася в межах 0,32-0,55мкм. Пропонований спосіб здійснюється наступним Були прокатані також труби і по способу, пачином: раметри якого виходили за заявлені межі. На машинах відцентрового лиття відливаютьТруби, прокатані із сумарною деформацією ся порожнисті чавунні труби-заготовки, що потім нижче 50% мали погано пророблену структур у, а передають на трубопрокатні стани. Тут для здійструби, прокатані із сумарною деформацією вище нення першого проходу при прокатці їх підігріва90% мали мікротріщини. І перші і другі дефекти ють в індукторі струмами високої частоти до занеприпустимі, тому що вони приводять до зміни безпечення у зоні деформації температури металу механічних властивостей і до р уйнування металу в рівної 0,8-0,4 температури ліквідус де формованого процесі експлуатації труб. чавун у. Др угий прохід прокатки здійснюється з Труби, прокатані на першому проході при темурахуванням ступеня відносної деформації, отрипературі металу заготовки нижче 0,4 температури маною заготовкою на першому проході, тому темліквідуc чавуну, р уйнувалися через недостатню пературу металу заготовки у зоні деформації при пластичність уже після першого проходу. Руйнувапроведенні другого проходу зменшують на 20лися також і ті труби, температура металу заготов60°С на кожні 10% ступені відносної деформації, ки яких на початку прокатки була ви ще 0,8 темпеотриманою заготовкою на першому проході. Третій ратури ліквідус чавуну, що деформується, але вже прохід прокатки здійснюють таким чином: темпечерез оплавлення границь зерен металу. ратур у металу заготовки у зоні деформації знижу 5 66175 6 Труби, при прокатці яких зниження температупресі з усиллям 1600т у труби довжиною 2000мм і ри на кожні 10% відносної деформації, отриманої з вищевказаними розмірами діаметра і товщини на попередньому етапі, складало менше 20°С, стінки. мали погану якість як зовнішньої, так і внутрішньої Труби, ви готовлені по цьому способі мали такі поверхні через перегрів металу, а труби, при промеханічні властивості: межа міцності 35,0катці яких зниження температури на кожні 10% 40,0кг/мм 2; межа текучості 30,0-35,0кг/мм 2 і відносвідносної деформації, отриманої на попередньому не подовження до 5,0%. Граничні відхилення по етапі, складало більш 60°С, мали мікротріщини і діаметру складали ±1,75 - 1,85%, а по товщині не цілком пророблену структур у металу через пестінки - ±21,5 - 25,0%. Чистота поверхні знаходиреохолодження чавуну. лася близько 40,0мкм. Для порівняння було виготовлено 1,5 тонни Таким чином, пропонований спосіб виготовтруб того ж хімічного складу і тих же розмірів (діалення чавунних тр уб у порівнянні зі способом найметр - 32,0мм, товщина стінки - 3,0мм) по способу більш близьким з аналогів забезпечує підвищення найбільш близькому з аналогів. Ця партія труб механічних властивостей у 1,4-3,0 рази, точність була виготовлена з відцентроволитої заготовки розмірів у 1,85-2,0 рази, чистоту поверхні в десятдіаметром 71,0мм, товщиною стінки 15,5мм і довки разів при одночасному розширенні технологічжиною 200,0мм попередньо розточених, обточених можливостей шляхом розширення сортаменту них і розрізаних на мірні довжини труб. Потім натруб одержаного на устаткуванні одного агрегату. гріті до 910°С заготовки були пропрессовані на Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601