Способ теплой прокатки труб

Способ теплой прокатки труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ТЕПЖ)Й ПРОКАТКИ ТРУБ, вкл5очакяций нанесение на заготовку графито содержащей смазки, назрев до 100-400°С и деформацию в несколько проходов, отлича.ющийся тем, что,, с целью повышения качества поверхности труб, деформацию заготовки в первом npojibse осуществляют с обжатием 46,9-58,8%, во втором проходе - с обжатием 80,3-84,3%, а в каждом последукндем проходе - с обжатием ка 2,4-4% мейьшим обжатия в предыдущем, причем при последнем проходе на передний конец заготовки навстречу ее движению подают концентрично потоки смаэочно-охлаждакнцей жидкости и воздуха, располагая по- Щ ток смазочно-охлаждакж1ей жидкости (Л заготовкой и потоком воздуха.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС-(ИХ

РЕСПУБЛИН

OlJlNCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВ ГОРСКОМУ СВИ ;.=.: РЛЬСЧ ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ)Й КОМИТЕТ СССР

Г О ДЕЛАМ ИЗОБЬЕТЕ(-!ИЙ И ОТНРЬП YiA (21) 3407;21/22-02 (22) 17.03.82 ,(46), 07.07.83. Бюл. Р 25

{72) B.C. Игошин, A.À. Богатов,.

Л,П, Михайлова, B.Ì. Грабарник, P..А. Киюсский, B.A. Алещин, О.И. Иижирицкий, В.Г. Миронов, B.Ë. Пдлдин и K.Ã. Хорощих (71) Первоуральский ордена Ленина,,ордена Октябрьcêñé Ревохпоции, ордеТрудового Кра.свого Знамени новотрубный завод и Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им, С. Я. Кирова (53) 621.771.016(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

142997, кл. B 21 В 21/00, 1961.

2. Борисов Л.N. и др. Двукратная прокатка нержавеющих труб аустенитно-. го класса на сттанах ХПТ. — "Сталь" с., 346-348.

„„Я0„„ 1026858 A

Э (5Ь В 21 В 21 00, В 21 В 23/00 (54) (57) СПОСОБ ТЕПЛОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, включающий нанесение на заготовку графитосодержащей смазки, на рев до 100-400ОC и деформацию в несколько проходов, о т л и ч а .ю шийся тем, что,. с целью повышения качества поверхности труб, деформацию заготовки в первом проходе осуществляют с обжатием 46,9-58,8%, во втором проходе — c обжатием 80,3-84,3%, а в каждом последующем проходе — с об.=.атием на 2,4-4% меяьшим обжатия в

":,-едыдущем, причем при последнем гроходе на передний конец заготовки навстречу ее движению подают концентрично потоки смазочно-охлаждающей жидкости и воздуха, располагая поФ ток смазочно-охлаждающей жидкости между заготовкой и потоком воздуха.

1026858

Изобретение относится к обла "ти обработки металлов давлением к может быть использовано при изготовлении

Холоднодеформированных труб, преимущественно из нержавеющих марок стали.

Известен способ теплой прокатки труб, включающий нанесение на заготовку смазки, нагрев до 200-400 С к деформацию заготовки в один проход (Я, Нагрев заготовки позволяет увеличить обжатке за проход за счет i0 повышения пластических и снижения прочностных свойств металла, Наиболее близким к предлагаемому

По технической сущности является способ теплой прокатки труб, включающий нанесение на заготовку графитосодержащей смазки, нагрев до 100-400 С

„о и деформацию в несколько проходов (2) .

Однако получаемые трубы имеют сравнительно низкое качество за счет 70 того, что прк прокатке в первом проходе с обжатием 59-65"o в результате возникновения двухзонного очага де.формации с зонами опережения и отстаивания происходит отслоение сма- 25

Эочной пленки от поверхности трубы.

Доэтому для осуществления последующих проходов необходимо удалять смазочный слой в щелочном расплаве и вновь наносить слой смазки на поВерхкость заготовки. Прк обработке в щелочном расплаве проксходит рас-травливание поверхности трубы, что существенно снижает ее качество.

Целью изобретения является повышеНке качества поверхности труб.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу теплой прокатки труб, включающему нанесение на заготовку графитосодержащей смазки, нагрев до 100-400 С к деформа- 40 цию в несколько проходов„, деформацию заготовки в первом проходе осуществляют с обжаткем 46,9-58,8%, во втором проходе — с обжатием 80,.3-84,3 o а в каждом последующем проходе — с обжаткем на 2,4-4Ъ меньшим обжатия

s Iпредыдущем, причем при последнем проходе на передний конец заготовки навстречу ее движению подают концентрично потоки СОЖ к воздуха располагая поток СОЖ между заготовкой и потоком воздуха.

Предложенный способ основывается на трех приемах, каждый из которых способствует повышению качества труб, получаемых в резуль-.àòå теплой прокатки.

Во-первых, при теплой прокатке труб в первом проходе с обжатием не более 58,8Ъ в вершине калибра возникает однозначный очаг деформации, 60 состоящий только из эоны опережения. ,В этой зоне силы трения сонаправлены с течением. металла,,что способствует хорошему сцеплению образовавшейся при повышенных температурах и при !ерно постоянных д в.::е-.иях ь очаге деформации гI:àII,HTccoqàðiàùåé пленки с поверхностью трубы. Полученная после первой прокатки 1-.ленка может быть многскратно использована при последующей прокатке в качестве подсмазочного покрытия. При этом исключается необходимость Обезж!1риванкя труб H ш=:Гс=!11О1>! расплаве между проходами„ ч. О существенно повышае ка1ество поп=:рхностк труб.

?3c-вторых, при .епло=:п окатке труб с обжатеямк в первом проходе более 46,9%, во втором — 80,3-84,3%, а в последующих с умень!зенкем на 2,44Ъ наблюдo>ETc» эффек>-. циклического разупроч;1ения мета3!ла . сс:!ГОвождаю щийся существенным понкженкем его сопротивления деформации. В резуль— тате твердос= ь мел!.чайшкх еровстей к 1: ребешков, сохрани=-шихся на ь..оверхнос1-.-.-: -:руб, знач TQëüíñ уме.;:шается,:е иезуль !а "e чего также повышается качество поверхности труб.

Б-треть Ix,, в по::1еднем проходе проводят операцкю,. Облегчающую удале; —.ке пленки после и аокатки . Для этОГО передний конец заготовки подают навстречу ее движению концентрические потоки СОЖ к воздуха, причем поток СОЖ располагют между поверхностью трубы к пото-<ом воздуха. Попадая в о-=-аг дефор: !абаки, COK охлаждает поверхность труб.=-. препятствуя образованию окислоз, которые усиливают сцепление трубы с графитосодержащей пленкой. Поток сжатого воздуха препятствует разбрызгиванию СОЖ к способствует образованию тонкого концентркчнОГО слО I СОЖ характеркэу емого наиболее высокими охлаждающими свойствами. Направление потоков

СОЖ к воздуха против хода прокатки позволяет осуществить частичное разрушение пленки в результате кавитации пузырьков воздуха в очаге деформации и смыва ее часткчек потоком (ОЖ. Предлагаемые операции устраняют необходимость проведения последующей операции обезжкркванкя в расплаве к тем самым повышают качество поверхности получаемых труб. ,Цля ьыявл=.ния рациональных условий деформации, обеспечквающих получение опксанных эффектов,. выполняют серик экс»периментов.

В первои серии изучаются условия образования смазочной гленкк с высокой адгезией к поверхности трУбы.

Для этого проводя опытные прокатки труб кз стали 12Х18Н10Т Ia còàíàõ

ХПТ-75 и 90 с разлкчньг.!и обжаткями при подаче 12 мм табл. 1 . Применяют смаз — ó состава,. вес. -.-: Иай0 35, графит /, Ва(ОН)2 0,.7, Zn0 3, F еС!

3, 8.,0 51,3. Прочность сцепления смазочной пленки с поверхностью трубы характеризуют ьеличиной удельно1026858 го давления Р, мпа, при котором происходит разрушение или отделение смазочной пленки от поверхности трубы. Величину Р определяют вдавливанием плоского пуансона в поверхность труб после их прокатки. 5

Результаты, приведенные в табл.1, показывают, что наибольшая адгезия наблюдается при прокатке с малыми обжатиями, не превышающими 58,8%.

При больших обжатиях величина Р ста- 10 новится меньше среднего удельного давления последующей прокатки, поэтому для осуществления второго прохода требуется оставшийся слой смазки в щелочном расплаве и нанести 35 новый.

Во второй серии экспериментов изучают условия возникновения циклического разупрочнения металла. При прокатке на станах ХПТ, как и при других процессах со энакопеременным развитием деформации, после достижения некоторого порогового значения обжатия возможно возникновение явления циклического разупрочнения.

Для количественной характеристики этого явления из труб, прокатанных по маршрутам, приведенным в табл.1, вырезают образцы, которые подвергают испытанию на энакопеременное кручение с фиксированным крутящим мо- -ЗО ментом. Величину разупрочнения ха-.:" рактеризуют отношением ширины петли гистереэиса в первом {Sg ) и пятом

{S } циклах испытаний К = S /S+.

Если К > 1,0, то идет процесс уп- 35 рочнения, а если К с 1,0 — циклического раэупрочнения металла. Приведенные в табл. 1 сведения показывают, что пороговым является обжатие

46,9% и при любом более высоком эна- @» чении обжатия наблюдается процесс циклического разупрочнения.

Интенсивность циклического разупрочнения в 3начительной степени зависит от условий прокатки в последующих проходах. В табл. 2 приведены результаты исследований механических свойств металла труб после второго и третьего проходов. В таблице указаны обжатия во втором (E<), третьем проходах (E ) и разница между . 5О ними(E - E>) а также предел текучести металла после прокатки в каждом проходе.

Максимальный эффект разупрочнения наблюдается при выборе обжатия во Я втором проходе 80,3-84,3% и при уменьшении обжатия в последующем проходе на 2,4-4%. Последнее условие уменьшения обжатия в последующем проходе на 2,4-4Ъ по сравнению с предыдущим обусловлено закономерностями упрочнения металла при знакопеременной деформации, поэтому оно должно соблюдаться и при осуществлении четвертого прохода прокатки.

Для выявления преимуществ предлагаемого способа в сравнении с известным готовят две партии труб иэ стали 12Х18Н107 по 9 тыс.м каждая и сопоставляют качество поверхности полученных труб.

Прокатка по известному способу ведется по маршруту 83 7 — 45 ° 4,6 — 25 2 с обжатиями, соответственно, 65,1 и

75,4Ъ. После пеервого прохода трубы были покрыты слоем слабосцепленной с поверхностью графитосодержащей пленки. Дальнейшее использование такой пленки невозможно, поэтому технология предусматривает ее удаление в щелочном расплаве и повторное нанесение графитосодержащей смазки. Испытание сегментов, вырезанных из прокатанных труб (см. табл. 3), выявляет наличие циклического разупрочнения только после первого прохода, а во втором проходе наблюдается интенсивное упрочнение.металла. После получения труб готового размера трубы повторно обрабатывают в щелочном рас плаве для удаления смазочной пленки.

Средняя шероховатость поверхности полученных таким способом труб сос-: тавляет 1,8-2,3 мкм.

Прокатка по предлагаемому способу ведется по маршруту 102.16 — 83 ° 10 — 45

3,1 — 20 1,5 с обжатиями, соответственно, 46,9, 82,2; 78„ 6Ъ. После первого прохода трубы были покрыты прочным слоем смазки, который позволил осуществить два последующих прохода беэ дополнительных операций по удалению и нанесению смазки на поверхность труб. Результаты механических испытаний показали наличие значительного разупрочнения металла при прокатке по выбранному маршруту (табл. 3). В третьем проходе на заготовку подают в направлении, противоположном движению трубы, сонап равленяые потоки СОЖ и воздуха.

Подача воздуха исключает разбрыз гивание СОЖ, а интенсивное охлаждение поверхности трубы предотвращает образование окислов. Это позволяет осуществить удаление графитосодержащей пленки с поверхности труб готового размера в щелочном обеэжиривающем растворе, не растравливающем поверхность труб. Средняя шероховатость поверхности труб, изготовлен» ных предлагаемым способом, составляет

0,5-0,6 мкм и значительно ниже, чем по известному способу.

Предложенный способ позволяет полу получить годовой экономический эффект, равный 147300 р.

10 26858.

Таблица 1

КозФфициент вытяжки

Обжатия, %

Е ф

Р, МПа маршрут, мм

1300 1,10 Да (850)

1000 0,98 Да (850) 1 102 ° 14-83 ° 12

2 102 16-83 ° 10

3 102 ° 14-83 ° 8

1,44

30,5

46,9 15,3

1 88

51,2 14,7 1000 0,98 Да (850) 2 05

52,9 14,4 900 0,90 Да (850) 4 102-14-83

2,12

58,8 30, 2

860 0,87 Да (750) 5 83 9-57 5,3

6 83 9 57 4 5

7 83 8 45 3,5

Нет (750)

Нет (750) 700 0,80

650 0,80

64 5 29,0

75,8 44,6

Т а б л и ц а 2

Третий проход

Второй проход „ИПа,Ъ

2 3

74,6

80,3

84,3

77,9

80,3

85,4

8 70 45 ° 2,7-20 1,5

75,7

Таблица 3

Предлагаемый способ

Известный способ 5 6 i мкм

МПа

МПа

Маршрут, мм Обжа тие, Ъ

102 16

65 870 83:10 46,9 820

75 1050 1,8-2,3 45 3,1 82,2 790

0,5-0,6

78,6 740

20 1,5

ВНИИПИ Заказ 4624/10 Тираж 816 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

83 8,0-57. 3, 5 83 ° 8,1-45 3,0

83 ° 8,6-45 3,0

83 10-45 .2,7

83 10-45 2,5

83 ° 7

45 4,6

25 2.0

900 45 ° 3,0-20 ° 1,0

860 45 ° 2 „8-20 ° 1, О

770 45 3Ä0-20 1,5

770 45 ° 2, 7-20 1, 2

Ь, мкм Маршрут, Обжамм тие, Ъ ность дальнейшей прокатки (уд.давл.

МПа) 980 +4уб

870 +1,0

740 "2,4

735 -4,0

820 -8,6