Технологічний інструмент косовалкового прошивного стану

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 плоскости пережима валков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что максимальную высоту винтовых гребней выполняют равной hmax - /0,2...0,5/. /Dn - DB/, с подъемом высоты гребня от 0 до hmax и спуском от hmax до 0 равным 0,10-0,15 при протяженности максимальной высоты гребня Lmax1* /0,1...0,2/ • jrDcp, где Dn-диаметр большего основания конуса прошивки (в пережиме валков); DB - диаметр меньшего основания конуса прошивки (на входе в очаг деформации): D Дп+Д в ср средний диаметр валка. С> оо о VI ел Изобретение относится к прокатному производству, в частности к производству бесшовных труб. Известный технологический инструмент включает установленные на угол а бочкообразные валки, состоящие из усеченных и соединенных большими основаниями конуса прошивки и конуса раскатки, и оправки, носик которой расположен до пережима в зоне конуса прошивки [1]. Такой технологический инструмент не исключает преждевременного осевого разрушения металла при прошивке заготовок, особенно из малопластичных сталей и сплавов. Известен технологический инструмент, включающий установленные на угол подачи бочкообразные валки, участок прошивки которых состоит из одинаково направленных, но разных по величине усеченных конусов, образующих гребни с углом наклона образующей к оси валка, равным 10...15°, которые соединяют большее основание последующего по ходу прокатки конуса с меньшим основанием предыдущего, а носик оправки размещен в конусе прошивки после гребня по ходу прокатки [2]. Этот технологический инструмент позволяет улучшить прошиваемость металла за счет дробности и сокращения количества частных обжатий. Однако и О 8075 этот инс т румент ие обеспечивает надежного пред отвращения ос евого разруш ения металг. и при прошивке заготовок. А налогичный, по наиболее близкий по совокупнос ти признак ов к заявляемому тех- 5 нпческому решению, является технологичес к ий инс тру мен т, с од ерж ащ ий установленные на угол под ачи бочкообразные с пережимом валки, кажд ый из которых имеет захватний конус и обжимной с винто- 10 выми выс ту пами пег ^ленной высоты и оправку, установленну ю нос иком в плоскос ти пережима валков [ 3, 4]. Од нако неопределеннос ть выбора геометричес ких параметров винтовых выс ту - 15 поа и места их расположения на бочке валка у лу чш ают лиш ь зах ватывающ у ю с пос обнос ть валков, но не обес печ ивают выс окого качес тва получаемых гильз (тру б), так как не ис ключают центрального разруш ения ме- 20 талла в процессе винтовой прокатки. Целью нас тоящего изобретения является улу чш ение качес тва бесш овных тру б за с чет над ежного пред отвращ ения ос евого разруш ения металла заготовки перед нос - 25 ком оправки при прош ивке. Эта цель дос тигается тем, что в технологическом инс тру менте, включающем ус тановленные на угол под ачи бочкообразные с пережимом валки, кажд ый из которых имеет 30 зах ватный конус и обжимной с винтовыми выс ту пами переменной выс оты, и оправку, установленную носиком в плоскос ти пережима валков, макс имальну ю выс оту винто' ВЫХ Гребней ВЫПОЛНЯЮТ равной Птах *= 35 ={0,2... 0,5) • (Dn - DB ), С под ъемом выс оты Гребня ОТ 0 Д О Пгпзх И СПУСК ОМ ОТ Пт ах Д О 0 равным 0, 10... 0, 15 при протяж еннос ти мак= симальной высоты гребня пітах (0,1 ...0,2)лОс р, где Dn - диаметр большего ос нования кону- 40 са прош ивк и (в пережиме валк ов); D B - диаметр меньш его основания конус а прош ивки (на входе в очаг деформации): DC p ** 2 " средний диаметр валка 45 Ив чертеже (фиг. 1) изображен общий вид пред лагаемого ус тройс тва. Технологический инс трумент прош ивного с тана попе-р еч и о ви н то а о й п р ок а тк и в к лю ч ае т установленные на угол под ачи бочкообраз - 50 вые ьалки, сос тоящие из усеченных и соед иненных б ольш ими ос нов аниям и кону с а раскатки 1 и конуса прошивки 2, сос тоящ его, в свою очередь, из ряда ус еченных конусов, образующих д еформирующие гребни 3, 4 и 55 опраеку 5, перед ний торец нос ика которой установлен 8 пережиме б бочкообразных валков, ус тановленных с наклоном к горизонтальной плоскос ти на угол под ачи а. Учас ток валка с гребнями, выполненными в вид е винтовых выс ту пов с подъемом винтовой линии равным углу под ачи а, переменной (по периметру ) высоты hx, возвыш е н ие п е рв ог о и з к о то р ых п л ав н о начинается с образующ ей, отс тоящей на (2... 3) ш ага от торца меньш его основания конуса прошивки, достигает величины hmax =(0,2...0,5) * (Dn - DB), остается равным hmax на протяженнос ти (по периметру конус а 2) равной Lhmax ' (0,1 ...0,2) л DC p обеспечивает локальную дополнительну ю д еформацию поперечного сечения прош иваемой заготов ки в пределах от 5% до 15% ее диаметра. При наличии обжатия заготовки в конус е прош ивки и, следовательно, выс оких давлений, приводящих к плас тическому деформир ов ан и ю, так ие в е л ич ин ы с д в иг ов ых деформаций при температурах горячей прошивки резко ускоряет д иффузионные и дефо р м а ци о нн ы е пр о цес с ы в м е та л л е, привод ят к взрывообразному д вижению дис локаций, над ежна предотвращают возможнос ть осевого разрушения метала заготовки пе ред нос ком оправки, у с тра няя опаснос ть появления внутренних плен, улучшают качес тво прош иваемых гильз (труб). Пред елы изменения заявляемых параметров объясняютс я следующим: 1. Пред ельные значения макс имальной выс оты винтовых де формиру ющих гребней hmax • (0,2...0,5) • (Dn - DB) определяются необход имой с тепенью направленных д ополни те л ьн ых с д в иг ов ых д е фо р ма ц и й, привод ящ их к лавинообразному (взрывообразному ) движению дис локаций в процесс е горячей плас тической деформации металла, вследс твие чего формиру ется од нород ная термически с табильная су бзеренная с трук тура, пред отвращающая развитие централь ного разрушения. При различных с тепенях обжатия в конус е прош ивки требу етс я различная степень направленной дополнитель но й с д виг ов ой д е фо р ма ц ии. Так , п р и обжатии, равном (2... 3)% д ля обес печения лавинообразного (взрывообразного) движения дислокаций требуется сдвиговая деформ ация, равная (1 2. . . 13)% , ч то обеспечивается высотой hmax ' 0,5(Dn~DB), a при обжатии (6... 7)% взрывообразное движение д ис локаций нас тупает при д ополните льн ом с д виг е ра вн ом ( 4. , . 5)% , ч то обеспечивается высотой гребня равной hmax «0,2(Dn-DB). Приуменьшении величины hmax менее 0,2(Dd-DB) э ффект лавинообразного движения д ис локаций практически не ус иливается, но возник ает опаснос ть травмиров а н и я п ов е рх н ос ти п р о к а ты в а е м о й заготовки. 8075 2. Установленная протяженность макси мальной высоты винтовых гребней по пери метру конуса прошивки Umax - (0,1 ...0,2) Dcp обеспечивает требуемую величину дополни тельной сдвиговой деформации по всему по- 5 перечному сечению прокатываемой заготовки (с перекрытием высотой hmax диа метра заготовки). При Umax 0,2 я DC p эффект лавинообраз ного движения дислокаций не усиливается. 3. Подъем высоты винтового гребня вдоль образующей валка от его поверхно сти, то есть от hx ~ 0, до максимальной высо- 15 ты hmax, как и спуск от hmax До 0 составляет 0,10.,.0,15, что обеспечивает достаточную плавность внедрения гребня в тело заготов ки (для осуществления дополнительной сдвиговой деформации), а также дальней- 20 шую бесследную раскатку участка дополни* тельных сдвигов при прохождении им остальной части очага деформации. Умень шение угла подъема и спуска высоты винто вого деформирующего гребня ниже 0,10 не 25 позволяет разместить по длине образующей бочки валка все требуемые величины макси мальной высоты винтового деформирующе го гребня. Увеличение этого угла выше 0,15 не обеспечивает достаточной плавности 30 внедрения гребня в тело заготовки, что ве дет к излишним динамическим нагрузкам, повышенному скольжению металла по по верхности валков и потере производитель ности стана винтовой прокатки. 35 Таким образом, предложенное техниче ское решение С указанными пределами из менения заявляемых параметров, обеспечивает улучшение качества прошива емых гильз (труб). 40 Сравнительные испытания предлагаемого технологического инструмента проведены на лабораторном косовалковом стане винтовой прокатки ЦКБМ-78 при прокатке к онических образцов из ста ли 45 10Х17Н13М2Т с диаметрами di * 30 мм, йг =38 мм при температуре 1175°С с обжатием 11,5 (30%), и при прошивке заготовок диаметром d3 - 100 мм и сталей 10Х17Н13М2Т ИХ18Н10Т. Деформированную структуру фиксировали закалкой. Начало Центрального разрушения определяли методом дефектоскопии на установке РУП-200. Микроструктурные исследования проводили в плоскостях оси образца. Зеренную и дислокационную структуры выявляли электролитическим травлением в концентрированной азотной кислоте. Установили, что разрушение происходит в результате зарождения, развитии и объединения микротрещин. Наблюдали формирование однородной термически стабильной субзеренной структуры, предотвращающей развитие центрального разрушения и являющейся следствием дополнительной локальной направленной сдвиговой деформации, осуществляемой винтовым выступом, предложенного технологического инструмента. При этом изменение субструктуры связано с перераспределением не только дефектов кристаллической решетки, но и эернограничных дислокаций, что и предотвращает 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, скорость выхода гильз 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. 8075 Упорядник И.Онищенко Замовлення 4523 Техред М.Моргентал Коректор М.Самборська Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101