Спосіб виробництва холоднокатаної штаби з диференційованими міцнісними властивостями

УКРАЇНА 23233 (19) (5і)б В 21 В 1/38 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ВИРОБНИЦТВА ХОЛОДНОКАТАНОЇ ШТАБИ З ДИФЕРЕНЦІЙОВАНИМИ МІЦНІСНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ 1 2 (21) 96072844 (22) 16.07.96 (24) 29.12.99 (46) 29.12.99. Бюл. № 8 (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1657244, кл. В 21 В 1/38, 1991. 2. Авторское свидетельство СССР № 615956, кл. В 21 В 1/38, 1978. (72) Пелець Сергій Миколайович, Мельник Станіслав Михайлович, Толпа Анатолій Андрійович, Рябкін Юрій Юрійович, Максаков Анатолій Іванович (73) Науково-виробниче товариство з об* меженою відповідальністю з іноземною інвестицією аДОН}КС", Пелець Сергій Миколайович, Мельник Станіслав Михайлович, Толпа Анатолій Андрійович, Рябкін Юрій Юрійович, Максаков Анатолій Іванович (57) Способ производства холоднокатанной полосы с дифференцированными прочностными свойствами, включающий обжатие во взаимоперпендикулярных направлениях с преимущественным обжатием прикромочных участков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обжатия производят с суммарной величиной относительной деформации 0,025-0,20 до изменения направления обжатия, при этом в ребровом проходе одновременно с обжатием боковой кромки формируют выступы на широких гранях, с соотношением их высоты к толщине полосы равным 0,02-0,05, с последующей их деформацией после изменения направления обжатия. Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении холоднокатанной полосы с различными прочностными свойствами по сечению. Полоса с различными прочностными свойствами по сечению может найти применение в машиностроении там, где требуется повышенная твердость в местах контакта полосы в работающем механизме и пониженная в местах ее обработки при производстве изделия из этой полосы, в частности при производстве полосы ножевой для режущих аппаратов сельскохозяйственных машин. Известен способ прокатки упрочненных полос (Авторское свидетельство СССР № 1657244, кл. В 21 В 1/38), в котором производят обжатия промежуточных раскатов с образованием рельефа в виде последовательно чередующихся выступов и впадин на противоположных сторонах раската. При этом рельеф формируют в двух последовательных черновых проходах, раздельно на каждой из сторон, так, что одновременно с нанесением последующего рельефа на одной стороне закатывают предыдущий рельеф на другой. Сглаживание рельефа на обеих сторонах происходит в чистовом проходе. Выступы и впадины последующего и предыдущего рельефов наносят во взаимно перпендикулярных направлениях [1]. о 23233 Данный способ прокатки предназначен для получения упрочненной полосы с равномерными прочностными свойствами по сечению и не позволяет получить полосу с дифференцированными механическими свойствами. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ прокатки полосы со скругленными кромками (Авторское свидетельство СССР № 615956, кл. В 21 В 1/ 38), который включает в себя обжатие полосы во взаимоперпендикулярных направлениях. Перед обкаткой кромок вертикальными валками с ручьями однорадиусного профиля, края полосы обжимают горизонтальными валками с преимущественным обжатием прикромочных участков, при этом обжатие производят без ограничения уширения на участках шириной, равной 1,5-2 заданным радиусам закругления кромок, со степенью деформации, возрастающей к кромкам до 40-60% по закону квадратичной параболы [2]. Недостатком полосы, полученной по этому способу является неудовлетворительное качество ее кромок, что объясняется наличием значительной деформации при свободном уширении, что при холодной деформации стали приведет к растрескиванию кромок из-за малой их пластичности. Кроме того, при прокатке в вертикальных валках полосы, кромки которой выполнены по форме квадратичной параболы наблюдается неустойчивое поведение полосы, что приводит к ее сваливанию. В основу изобретения поставлена задача создания способа производства холоднокатанной полосы с дифференцированными прочностными свойствами, в котором за счет формирования выступов определенной высоты на широких гранях при обжатиях по узким граням, с последующей деформацией выступов при обжатии по широким граням в пределах суммарной величины деформации 0,025-0,20 сохраняется сплошность кромок при значительной разнице механических свойств по сечению полосы вдоль широких граней. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе включающем обжатие во взаимоперпендикулярных направлениях с преимущественным обжатием прикромочных участков, дополнительно обжатия производят с суммарной величиной относительной деформации 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0,025-0,20 до изменения направления обжатия, при этом в ребровом проходе одновременно с обжатием боковой кромки формируют выступы на широких гранях, с соотношением их высоты к толщине полосы равным 0,02-0,05, с последующей их деформацией после изменения направления обжатия. Формирование выступов на широких гранях в ребровых проходах с одновременным обжатием узких граней полосы позволяет сосредоточить в этой прикромочной области основную величину деформации полосы в данном проходе, создав предпосылки для усиления разницы по свойствам после обжатия по широким граням. Указанная величина выступов - 0,020,05 - позволяет при суммарной величине деформации при обжатии по широким граням в пределах 0,025-0,20 обеспечить сплошность кромок, и в то же время обеспечить существенную разницу в свойствах по поперечному сечению полосы вдоль широких кромок. Так как обжатие по узким граням полосы предшествует обжатию по широким граням, то при указанных величинах суммарной деформации, во-первых, устраняется возможность надрыва металла по кромкам за счет создания предварительных сжимающих напряжений; во-вторых, обеспечивается возможность формировать выступы с соотношением их высоты к толщине полосы равным 0,02-0,05. Величина суммарной деформации при обжатии по узким граням менее 0,025 не дает возможность сформировать выступы с высотой не менее 0,02 от толщины полосы. При величине суммарной деформации более 0,2 появляются морщины на широкой грани полосы, которые после кантовки и обжатия по широкой грани приводят к образованию закатов, большие величины деформации при обжатии по узким граням приведут также к потере устойчивости при обжатии по узким граням полосы, а также к перенаклепу и надрыву кромки. Суммарная деформация при обжатии по широким граням менее 0,025 при указанной величине выступов не обеспечивает устранения начальной разнотолщинности полосы и получения качественной поверхности по этим граням. Суммарная деформация более 0,2 приводит к чрезмерному наклепу полосы, что выводит ее за пределы оговоренные стандартом, а, в конечном итоге, к надрывам по кромкам. 23233 Деформация по выступам при обжатии по широким граням позволяет обеспечить неравномерность деформации по ширине полосы, то есть разницу в свойствах при отсутствии нарушения сплошноети металла и чрезмерного наклепа. Способ осуществляется следующим образом. Исходную горячекатанную полосу подают на стан холодной прокатки. Валки стана могут быть как приводными, так и неприводными. Заготовку обжимают во взаимоперпендикуляр» »ых направлениях поочередно по меньшим и большим граням. Обжатие по меньшим граням производится с суммарной величиной относительной деформации 0,025-0,20. При этом за счет этой деформации формируются выступы на широких гранях высотой 0,020,05 толщины полосы. После этого производят кантовку на 90*. Затем обжимают заготовку по широким граням с суммарной величиной относительной деформации 0,025-0,20 по толщине полосы с одновременным обжатием выступов. При этом получают полосу с разными свойствами по поперечному сечению вдоль широких граней с высоким качеством боковой кромки. П р и м е р 1. На стане холодной прокатки, имеющим четыре клети, ведут деформацию заготовки - полосы исходным сечением 11,2x51,0 мм из стали 35 СП. В первой и второй клети обжимают полосу по широкой грани до 10,4 мм. Обжатие по проходам составляет 0,4 мм, относительная деформация 0,036-0,037. Получают заготовку размером 10,4x51,6 мм. В третьей клети производят обжатие по узкой грани на величину 1,8 мм. Относительная деформация составляет 0,035. На краях широких граней, примыкающих к узким граням, образуются выступы вы 5 10 15 20 25 30 35 40 45 сотой^0,25 мм и длиной 7 мм. При этом толщина полосы в средней части составляет 10,3 мм. Утонение произошло из-за утяжки. Относительная высота выступов составляет {0,25/10,3)0,024. В четвертой клети после кантовки на 90* производят обжатия по широкой грани заготовки и получают готовую прямоугольную полосу с размерами 10,0х50,0мм. При этом относительная деформация по средней части полосы составляет (0,3/10,3) 0,029, а по выступам (0,8/10,3) 0,077. Это обеспечивает сплошность кромок, при получении по кромкам, где были выступы, заданной твердости 207 НВ, а в средней части - 198 НВ. П р и м е р 2. На стане холодной прокатки, оборудованном четырьмя клетями^- ведут деформацию заготовки полосы исходным сечением 7,0x21,0 мм из стали 35 сп. В первой клети производят обжатие по узким граням в ящичном калибре на величину 4,2 мм, что соответствует относительной деформации (4,2/21) 0,2. На краях широких граней «осле этого прохода получают выступы треугольной формы с высотой равной 0,4 мм и шириной равной 8,4 мм. Толщина полосы в средней части после этого прохода 7,55 мм. Относительная величина выступов составляет 0,055. После этого заготовку кантуют и обжимают по широким граням поочередно в двух клетях, получая готовую полосу сечением 6,0 х 18,0 мм. Суммарная величина относительной деформации по средней части (1,55/7,55) 0,2, а по выступам (2,35/8,35) 0,29. Полоса получается без надрывов по кромкам, с тверостью, там где были выступы, 241 НВ, а в средней части 221 НВ. Твердость 241 НВ является предельной по ГОСТ 1050. Дальнейшее увеличение обжатий приведет к повышению твердости, т.е. выходу за требования ГОСТ, и нарушению сплошности кромок вследствие перенаклепа. Упорядник Техред М. Келемеш Коректор М.Самборська Замовлення 535 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл м 8, Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101