СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1996 года по МПК B21B19/04 

Изобретение относится к области трубного производства, а именно к области получения полых трубных заготовок гильз методом поперечно-винтовой прокатки путем прошивки в косовалковом стане.

Известен способ получения полых заготовок методом прессования Данилов Ф. А. и др. Горячая прокатка и прессование труб, М. Металлургия, 1972, с.240. Данный способ включает следующие операции:
1. Загрузку нагретой заготовки вместе с прошивочным кольцом-прокладкой в контейнер пресса, расположенный вне его рабочей оси.

2. Установку контейнера по оси пресса.

3. Нанесение на верхней торец заготовки технологической смазки.

4. Прошивку заготовки с проталкиванием выдавленного металла и наконечника иглы через опорное кольцо.

5. Извлечение иглы.

6. Извлечение гильзы.

Однако вышеописанный способ имеет существенный недостаток: вследствие свободного доступа воздуха во внутреннюю полость гильзы ее стенки подвергаются интенсивному окислению, что при последующей обработке может привести к появлению на внутренней поверхности гильзы рисок или окисных пленок, существенно снижающих качество металла и ведущих к увеличению брака.

Наиболее близким техническим решением является способ, описанный а авт. св. СССР N 884752, B 21 B 25/02, 1980. Данный способ включает в себя следующие операции:
1. Поперечно-винтовую прошивку сплошной нагретой заготовки валками на оправке, удерживаемой стержнем, на который за оправкой устанавливают с возможностью относительного перемещения конусно-цилиндрический наконечник.

2. Освобождение прошитой неохлажденной гильзы извлечением стержня с оправкой и перемещением втулки.

Следует отметить, что данный способ обладает тем же недостатком: внутренняя полость горячей гильзы не защищена от доступа воздуха и окисления в процессе прошивки и охлаждения.

Задачей предлагаемого способа получения гильз, включающего поперечно-винтовую прошивку нагретой сплошной заготовки валками на оправке, удерживаемой стержнем, на который за оправкой устанавливают с возможностью относительного перемещения конусно-цилиндрическую втулку, и освобождение охлажденной гильзы извлечением стержня с оправкой и втулки, прежде всего является улучшение качества продукции за счет снижения окисления внутренней поверхности гильзы. Поставленная задача достигается тем, что:
1. На стержне непосредственно за оправкой устанавливают конусно-цилиндрическую втулку с возможностью относительного перемещения, вследствие чего доступ воздуха во внутреннюю полость гильзы через передний торец заготовки маловероятен.

2. Начиная с момента выхода носка оправки из заднего торца прошиваемой заготовки стержень с оправкой отводят по ходу прокатки со скоростью прокатки, что препятствует поступлению воздуха в полость прошитой гильзы с заднего ее торца.

3. Извлечение стержня с оправкой и втулки из гильзы осуществляют только после ее охлаждения, когда процесс окисления протекает с минимальной скоростью.

На фиг. 1 изображен установившийся период прошивки. Заготовка, под действием валков перемещающаяся в осевом и тангенциальном направлении, прошивается на оправке, причем переднее ее отверстие закупорено втулкой.

На фиг. 2 показано окончание процесса прошивки. Носок оправки вышел из заднего торца заготовки, и с этого момента стержень с оправкой начинают отводить по ходу прокатки со скоростью прокатки.

На фиг. 3 показана охлаждающая заготовка, причем внутреннее ее отверстие в течение всего процесса охлаждения остается герметически закупоренным оправкой, с одной стороны, и втулкой с другой.

На фиг. 4 показана конусно-цилиндрическая втулка, используемая для закупорки переднего отверстия гильзы во время прошивки и охлаждения.

Способ осуществляется следующим образом (ил. фиг. 1, 2, 3). Заготовку, порезанную на мерные длины и нагретую до температуры прокатки, задают в валки (1). Стержень (2) с прошивной оправкой (3) и конусно-цилиндрической втулкой (4), расположенной непосредственно за оправкой, к этому моменту находится в исходном положении (носок оправки выдвинут за пережим валков).

Заготовка, под действием валков перемещающаяся в осевом и тангенциальном направлении, своим передним торцом как бы "наезжает" и "накручивается" на коническую часть неподвижно в осевом направлении стоящей втулки, после чего последняя вместе с гильзой начинает перемещаться относительно стержня. Стержень во время прошивки удерживают от осевого перемещения до того момента, когда носок оправки начнет выходить из заднего торца прошиваемой заготовки. Этот момент можно определить, измеряя, например, усилие металла на валки или оправку (в момент выхода усилие резко упадет), для чего достаточно установить месдозы в подушки валков или в упорную головку. После того, как носок оправки начнет выходить из заднего торца заготовки, стержень с оправкой отводят по направлению прокатки со скоростью прокатки. Когда прошитая гильза полностью вышла из валков, ее вместе со стержнем, оправкой и втулкой удаляют из стана и охлаждают до температуры окружающей среды. Извлечение стержня с оправкой и втулки из гильзы производят только после охлаждения последней.

Вследствие того, что переднее отверстие прошиваемой заготовки во время прошивки остается закупоренным конусно-цилиндрической втулкой, а заднее - носком оправки, которая не выходит из заднего торца гильзы, доступ воздуха во внутреннюю полость ограничен или полностью исключен, и окалинообразование на внутренней поверхности гильзы существенно уменьшается, что ведет к улучшению качества заготовки и уменьшению потерь металла в окалину. Извлечение стержня с оправкой и втулки из прошитой гильзы производят только после ее охлаждения, когда интенсивность окалинообразования существенно уменьшается и снижение качества заготовки маловероятно.

Пример конкретного выполнения
Заготовку из стали ШХ 15 диаметром 80 мм режут на штанги длиной 2,5 м и нагревают до температуры 1180^oC, после чего прошивают на стане поперечно-винтовой прокатки. Диаметр оправки 35 мм, диаметр стержня 30 мм, размеры втулки: длина l_вт 100 мм, Д_вт 60 мм, Φ 45^o. В упорной головке установлены месдозы, посредством которых контролируют усилие металла на оправку. В момент выхода носка оправки из заднего торца прошиваемой заготовки усилие падает, и стержень с оправкой отводят из очага деформации со скоростью прокатки. После этого гильзу со стержнем, оправкой и втулкой удаляют из стана и охлаждают до температуры окружающей среды, после чего стержень с оправкой и втулкой извлекают из внутренней полости заготовки. ЫЫЫ2

Использование: улучшение качества гильз за счет снижения степени окисления внутренней поверхности прошитой заготовки при получении полых гильз методом поперечно-винтовой прокатки путем прошивки в косовалковом стане. Сущность: способ включает прошивку нагретой сплошной заготовки в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке, удерживаемой стержнем, на который за оправкой устанавливают с возможностью относительного перемещения конусно-цилиндрическую втулку, и освобождение гильзы извлечением стержня с оправкой и втулки, и отличается тем, что с момента выхода носка оправки из заднего торца заготовки начинают отводить стержень с оправкой по ходу прокатки со скоростью прокатки, после выхода гильзы из валков одновременно останавливают гильзу и стержень с оправкой и втулкой, охлаждают, а затем освобождают гильзу. Внутренняя полость гильзы в течение всего процесса прошивки и охлаждения остается закупоренной, с одной стороны, оправкой, которая не выходит за пределы заднего торца заготовки, а с другой - конусно-цилиндрической втулкой, вследствие чего доступ воздуха во внутреннюю полость гильзы ограничен или полностью исключен и интенсивность окисления внутренней поверхности гильзы снижается. 4 ил.

Способ получения полых заготовок, включающий поперечно-винтовую прошивку нагретой сплошной заготовки валками на оправке, удерживаемой стержнем, на который за оправкой устанавливают с возможностью относительного перемещения конусно-цилиндрическую втулку и освобождение гильзы извлечением стержня с оправкой и перемещением втулки, отличающийся тем, что с момента выхода носка оправки из заднего торца заготовки начинают выводить стержень с оправкой по ходу прокатки со скоростью, равной скорости перемещения гильзы и втулки, после выхода гильзы из валков одновременно останавливают гильзу и стержень с оправкой и втулкой, охлаждают, а затем освобождают гильзу.