Спосіб холодної пільгерної прокатки труб

(U) 09) (13) (si)5B_2J В 21/00. ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ відомство (54) СПОСІБ ХОЛОДНОЇ ПІЛЬГЕРНОЇ ПРОКАТКИ ТРУБ 1 (20)94321612,11.05.93 . (21)4823040/SU (22)03.05.90 (46)30.09.96. БюлГ* З (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 839628, кл. В 21 В 21/00, 1981. 2. Патент ФРГ t * 1777043, кл. 7а 21/02, 1971. (71) Всесоюзний науково-дослідний І конструкторсько-технологічний Інститут трубної промисловості (72) Фролов Віктор Пилипович, Першин Володимир Олександрович, КурІн Вадим Юлійович, Сєніна Тетяна Володимирівна (73) Державний науково-дослідний І конструкторсько-технологічний Інститут трубної промисловості (UA) (57) Способ холодной пильгерной прокатки труб, включающий деформацию заготовки а валках с ручьями переменного сечения, име ющими обжимную зону, развертка гребня которой имеет параболическую образующую, и калибрующую зону, на оправке, имеющей одинаковую с гребнем образующую на длине, соответствующей обжимной зоне ручьев, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что образующие развертки гребня ручьев и оправки на длине обжимной зоне выполняют с показателями степени парабол, определявмыми из выражения: In ( D S / D T ) . , , где D3. DT, t 3 , U- соответственно наружные диаметры и толщины стенки заготовки и готовой трубы; / # - суммарная вытяжка за проход, при этом образующую калибрующей зоны оправки выполняют как продолжение параболической образующей ее обжимной зоны. С • о ю Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано, в частности, при прокатке на станах ХПТ тонкостенных труб из высоколегированных коррозионностойких сталей и сплавов. Известен способ пильгерной прокатки на оправке и в ручьях, имеющих в обжимной зоне переменный профиль в виде параболических кривых. В калибрующей зоне ручьи и оправка имеют постоянный, линейный профиль. Участок обжимной зоны, примыкающий к зоне редуцирования, на ручьях выполнен в виде вогнутой, а на оправке - в виде выпуклой параболы. Участок оправки в зоне редуцирования выпблнен цилиндрическим При прокатке труб по данному способу посадка достаточно толстостенной заготовки на цилиндрическую часть оправки в зоне редуцирования приводит к резкому возрастанию усилия срыва рабочего конуса с оправки (в момент подачи). Следствием этого является врезание торцов смежных заготовок друг в друга (стыковании), а в некоторых случаях - обрыв оправки или стержня. Чередование выпуклых и вогнутых парабол в обжимной зоне также увеличивает осевые усилия на заготовку, э в переходных участках от выпуклого к вогнутому профилю 9919 усиливает неравномерность деформации металла. При цилиндрической форме опрааки в келибрующей зоне из-за "игры" отклонений диаметра появляются участки с обратной ко- 5 нусиостью оправки. При плотной посадке на такую оправку наблюдается раздача прокатываемой трубы на участках с обратной конусностью, что также приводит к появлению дополнительных осевых усилий, чреэмер- 10 ных контактных напряжений (в местах раздачи) и, как следствие - к налипанию металла на инструмент и задирам на внутренней поверхности трубы. Известен также способ холодной пиль- 15 герной прокатки труб, включающий деформацию заготовки в валках с ручьями переменного сечения, имеющими обжимную зону, развертка гребня которых имеет параболическую образующую, и калибрую- 20 щую зону на оправке, имеющей одинаковую с гребнем образующую на длине, соответствующей обжимной зоне ручьев [2]. Данный способ характеризует низкая степень реализации ресурса пластичности 25 прокатываемого металла, т.к. способ не регламентирует крутизну (показатель степень параболы) профилей гробня ручья и профиля оправки в обжимной зоне. При нерациональном распределении обжатий по длине 30 хода валков, определяемом величиной показателя степени, при существенных степенях деформации металла за проход происходит нарушение сплошности металла; образуются трещины, надрывы, "скворечины" и т.п. 35 дефекты. Кроме того, сочетание цилиндрических форм ручья и оправки в калибрующей зоне, как это рассмотрено выше, часто вызывает раздачу прокатываемой трубы, налипание 40 металла на инструмент и ухудшение качества внутренней поверхности труб. Этот негативный эффект усиливается с увеличением толщины стенки готовых труб. Задача настоящего изобретения заклю- 45 чается в создании способа холодной пильгерной прокатки, обеспечивающего повышение качества труб (без снижения производительности и обжатия металла за проход) путем рационального распределен 50 ния обжатий металла подлине хода валков. Эта задача решается тем, что в способе, включающем деформацию заготовки в валках с ручьями переменного сечения, имеющими обжимную зону, развертка гребня 55 которой имеет параболическую образующую, и калибрующую зону на оправке, имеющей одинаковую с гребнем образующую на длине, соответствующей обжимной зоне ручьев, согласно изобретению, образующие развертки гребня ручьев и оправки на длине обжимной зоны выполняют с показателями степени парабол, определяемыми из выражения: П =—г— где: Рз. Рт, ta, tT- соответственно наружные диаметры и толщины стенки заготовки и готовой трубы. ЦЕ - суммарная вытяжка за проход, при этом образующую калибрующей зоны оправки выполняют как продолжение параболической образующей ее обжимной зоны. Технический результат от применения данного способа состоит в увеличении степени использования ресурса пластичности прокатываемого металла. Это связано с тем, что максимальное использование пластических свойств прокатываемого металла в условиях холодной пильгерной прокатки обеспечивается при близком к единице отношении деформации по диаметру к деформации по толщине стенки. Выбор крутизны профилей ручья и оправки по приведенной выше формуле позволяет приближаться к условиям реализации максимальной пластичности металла, что предотвращает нарушения его сплошности при прокатке, а плавный (по закону параболы) "уход" поверхности оправки от внутренней поверхности прокатываемой трубы в начале калибрующей зоны исключает появление в пережиме пиковых нагрузок и связанного с ними налипания металла на оправку, а также волнистости внутренней поверхности труб. На чертеже изображена схема формоизменение заготовки в готовую трубу под воздействием валков и оправки по предлагаемому способу, где: 1 - заготовка, 2 - готовая труба, 3 - валки, 4 - оправка. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Заготовку 1 обжимают валками 3 до соприкосновения ее внутренней поверхности с оправкой 4 (зона редуцирования, которая при соответствующих исходных данных может быть весьма малой). При взаимодействии одинаковых профилей ручья и оправки происходит одновременное обжатие диаметра и стенки, причем с постоянными отношениями обжатия по диаметру к обжатию по стенке, т.е. P1/D2 Pn/Pn + 1 — ~ — const. ti/t2 tn/tn + 1 В калибрующей зоне, где происходит формирование наружного диаметра, вследствие того, что радиус гребня ручья не изменяется, а обжатие стенки плавно затухает в 9919 соответствии с криволинейным профилем стенки (отличающимися от рассчитанных оправки, в пережиме не возникают пиковые при определении профиля ручьев). Для этого нагрузки, как при цилиндрической форме необходимо лишь применить оправку, профоправки, и не образуется волнистость внутиль которой должен быть рассчитан, исходя ренней поверхности трубы как при линейно- 5 из новых толщин стенки заготовки и трубы. конической. Рациональность распределения обжатий по длине хода валков при этом сохраняется. Для осуществления заявляемого способа профили ручья и оправки рассчитывают В промышленных условиях прокатку по следующим формулам: труб из стали 08Х18Н10Т по заявляемому и - диаметр ручья 10 известному способам осуществляли по маршрутам, приведенным в таблице. Из данных Dx-Do + ( D 3 - D o - y m l n U ) (т~)" + таблицы следует, что по варианту 1 (прототип), вследствие нерационального распре+ /mln * х , деления обжатий по длине хода валков из-за где: Do - условный диаметр ручья в сечении А; 15 малой степени крутизны (2), даже при согласованных профилях гребня ручья и образу~ - диаметр оправки ющей оправки, наблюдались закаты, волнистость внутренней поверхности, трещины, при относительном удлинении (как + Omln ' X , мере пластичности) прокатанного металла где: do - диаметр носка оправки в сечении А; 20 д= 14-15%. гїц - диаметр цилиндра. В предлагаемом способе (вариант 2) В приведенных формулах ymin и Omin сокрутизну профилей инструмента определяответственно минимальные, задаваемые по ли из выражения: технологическим условиям, конусность ручья и оправки в начале кривых (сечение А), 25 U - расчетная длина профилей, X - текущая ' длина в пределах расчетной. и ее величина составила 2,3. Прокатку осуществляли при тех же параметрах, что в прототипе ( т - 1 0 мм). Качество После расчета по приведенным выше J U труб удовлетворительное, относительное удлинение ( 5 ' 20-21%) существенно выше, < формулам профиль ручья между сечениями чем в первом варианте. В и С выполняют прямолинейным (часть расчетного профиля, показанную пунктиром, Таким образом, применение заявляемоотбрасывают). При этом согласованность параболических профилей ручья и оправки в ^5 го способа по сравнению с известным позволяет при одинаковых высоких степенях пределах обжимной зоны не нарушается. деформации за проход предотвращать наОсобенностью данного способа, кроме рушение сплошности деформируемого меповышения степени использования пласти* талла и сохранять удовлетворительный ческих свойств металла и улучшения качества прокатываемых труб, является 40 запас пластических свойств металла труб после прокатки, что, в свою очередь, дает возможность прокатывать в одной паре валвозможность использовать более интенсивков (ручьев) трубы с различной толщиной ные маршруты деформации. стенки и их заготовок с другими толщинами Маршруты прокавариантов 1 2 Тип ток, мм стана 45x4,1-22x2,0 45x4,1-22x2.0 ХПТ32 ХПТ32 Режимы деформации /« 4,1 4,1 D3 Показатель ТГ У и t m, мм 2,0 2,05 10 2.0 T 2.05 10 Результаты прокаток степени кривой 2.0 2.3 Закаты, волнистость труб, местные трещины. Относительное удлинение б * 14-15%. (О (О (О Качество труб удовлетворительное. Относительное удлинение д -20-21%. 09 9919 зона редуцир. обжатия стенки аалиорующая зона Длина разаертки рабочей части ручья Параболическая функция гребня ручья Па^болическая функция образующей -опіавки Іасчетная длина оправки Упорядник Замовлення 4558 , Техред М.Моргентал Коректор М.Куль Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101 й