Способ прецизионной обработки труб

Изобретение относится к способам обработки металлов давлением, а именно к производству труб волочением, и может быть использовано для производства прецизионных капиллярных труб. Задача изобретения - повышение выхода годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97 на трубки, применяемые в атомной промышленности. Способ включает безоправочное волочение трубной заготовки, по меньшей мере, в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, затем волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки, равным 1,2-2,4, после чего трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7. Способ позволяет обеспечить высокую точность и стабильность размеров трубы по диаметру и толщине стенки, одинаково высокое качество внутренней и наружной поверхностей труб. 1 табл.

Реферат

Изобретение относится к способам обработки металлов давлением, а именно к производству труб волочением трубной заготовки, и может быть использовано для производства прецизионных капиллярных труб.

Трубы, предназначенные для изготовления оболочек для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), должны быть идентичными в каждой кассете и отвечать повышенным по сравнению с другой подобной продукцией требованиям ТУ 14-159-264-97 и иметь следующие показатели точности размеров: по наружному диаметру +/- 0,015 мм, по толщине стенки +/-0,015 мм.

Шероховатость наружной поверхности Ra должна быть не более 0,63 мкм.

Шероховатость внутренней поверхности Ra должна быть не более 0,80 мкм.

Кроме того, они должны иметь высокую точность и стабильность по размеру, длине каждой трубы, труб в партии и между партиями труб.

В качестве прототипа принят способ получения прецизионных капиллярных труб, который включает волочение на оправке с коэффициентом вытяжки, равным 4 [1].

Основным недостатком данного способа является невозможность обеспечения высокой точности и стабильности размеров трубы по диаметру и толщине стенок, одинаково высокого качества внутренней и наружной поверхностей труб, что приводит к снижению выхода годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97, на 35-40%.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение высокой точности и стабильности размеров трубы по диаметру и толщине стенки, одинаково высокого качества внутренней и наружной поверхностей труб и вследствие этого повышение выхода годного продукта.

Задача решается тем, что в способе производства прецизионных труб, включающем волочение трубной заготовки на оправке, после прокатки трубную заготовку подвергают безоправочному волочению по меньшей мере в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, затем осуществляют волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, после чего трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7.

Сочетание безоправочного волочения по меньшей мере в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, на первом этапе и волочения на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, обработки трубы с оправкой телами качения, а затем безоправочного волочения трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7 на последнем этапе позволяет добиваться на каждом этапе максимально возможной деформации трубной заготовки по диаметру и толщине стенки при высоких качественных характеристиках ее поверхностей. Высокая точность и стабильность размеров капиллярных труб с одновременной субмикронной чистотой наружной и внутренней поверхностей труб, снижение количества брака, обеспечиваемых предлагаемой технологией, повышают выход годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97.

Коэффициенты вытяжки и количество проходов на каждой операции лимитируются требованиями получения необходимых размеров при одновременно высоком качестве поверхностей. Поэтому волочение в один проход не позволит добиться поставленной задачи.

При коэффициентах вытяжки: менее 1,4 - на первом этапе; менее 1,2 - на длинной оправке и менее 1,2 - для б/о волочения на последнем этапе - не будут достигнуты нужные размеры с необходимой степенью шероховатости наружной поверхности, не будет проработана структура металла. Вследствие чего снизится выход годного продукта.

При коэффициентах вытяжки: более 3,0 - на первом этапе; более 2,4 - на длинной оправке; более 1,7 для б/о волочения на последнем этапе - не будут достигнуты нужные размеры с необходимой степенью шероховатости внутренней поверхности. Снизится выход годного продукта.

Пример осуществления

Испытания предложенной технологии проводились по нижеуказанному маршруту (по основным операциям, без упоминания вспомогательных операций - зачисток, обезжиривания, правок и т.п.). Маршрут включал:

1. Б/о волочение.

2. Б/о волочение.

3. Волочение на длинной оправке на предготовый размер.

4. Обкатка трубы с оправкой.

5. Б/о волочение на готовый размер 2,3×0,30.

В таблице приведены результаты осуществления прецизионной обработки труб в режимах предлагаемой технологии.

Анализ приведенных примеров показывает, что использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить высокую точность и стабильность размеров трубы по диаметру и толщине стенки, одинаково высокое качество внутренней и наружной поверхностей труб.

Отбраковка по несоответствию требованиям ТУ 14-159-264-97 на трубки, применяемые в атомной промышленности, снизилась с 35-40 до 10-13%.

Литература

1. Особенности производства прецизионных труб малых размеров в условиях современных мини-производств. Ю.Н.Стасовский, А.Верещагин, М.: Сталь, 2004 г, №10, с.56.

Таблица
Результаты осуществления прецизионной обработки труб в режимах предлагаемой технологии
№№ п/пКоэффициент вытяжки первоначального б/о волоченияКоэффициент вытяжки волочения на оправке на предготовый размерКоэффициент вытяжки б/о волочения на готовый размерКоличество брака по ТУ 14-159-264-97, % от общей массы продукции
13.001.201.7013
23.001.221.5612
33.001.241.4511
43.001.801.2210
53.002.401.2011
62.201.201.7013
72.201.221.5612
82.201.241.4510
92.201.801.2210
102.202.401.2011
111.401.201.7012
121.401.221.5611
131.401.241.4510
141.401,801.2210
151.402.401.2011

Способ прецизионной обработки труб, включающий волочение трубной заготовки на оправке, отличающийся тем, что трубную заготовку подвергают безоправочному волочению, по меньшей мере, в 2 прохода с коэффициентом вытяжки 1,4-3,0, затем осуществляют волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, после чего трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7.