Устройство для термомеханической обработки Советский патент 1984 года по МПК C21D1/02 

Изобретение относится к термичес кой обработке и обработке металла давлением и может быть использовано для термомеханической обработки дли номерных полых цилиндрических издеЛИЙ, например труб. Для термомеханической обработки труб в потоке, представляющей собой раскатку стенки, совмещенную с термическим упрочнением металла трубы, удельные давления на рабочей поверх ности оправки значительно (в 2-3 ра за) превьлшают обычные, что приводит к интенсивному разогреву и, следова тельно, износу оправок. Поэтому уровень разогрева рабочей поверхнос ти в процессе работы оправки предопределяет ее работоспособность. Известно устройство для термохимической обработки, выполненное в виде двухконусной оправки fl , Недостатком данного устройства является низкая стойкость оправки, связанная с перегревом ее рабочей поверхности, испытывающей повышенные температурно-силовые нагрузки, в процессе термомеханической обрабо ки труб, приводящие к повьлшенному ее износу. Повышенный расход оправо вследствие износа и частая замена и резко снижают производительность процесса раскатки и повышают эксплу атационно-технологические затраты. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемог 1у является устройство для термомеханической обработки, содержащее конусную оправку с каналом в ней для охлаждающей жидкости и оправочный стер1жень-спрейер с соплами 23. Стойкость оправки в указанном устоойстве превышает стойкость опра ки, описанной выше, так как она выполнена водоохлаждаемой. Однако использование данного устройства при термомеханической обработке труб приводит к нестабильности обработки Это связано с тем, что вода, поступающая для охлаждения оправки, выхо дит через отверстия у носика оправк и попадает в очаг деформации трубы, частично подстуживая ее до окончани «процесса раскатки. Последнее приводит, с одной стороны, к появлению недопустимой разностенности, поскол ку различные участки трубы от попадания воды в очаг деформации раскатываются при разных температурах, а с другой стороны, к появлению в металле труб структур неполной закалки, поскольку охлаждение под закалку после окончания раскатки для некоторых уже подстуженных зон труб начинается при температуре межкрити ческого интервала. Это обстоятельство резко снижает положительнйй эффект термомеханической обработки, приводя к получению неравномерной . структуры - и СВОЙСТВ металла трубы как по длине, так и периметру. Кроме того, -водоотводные каналы, расположенные в наименее нагруженной входной части оправки (носике), незначительно влияют на охлаждение наиболее нагруженной конической рабочей части оправки. Отсутствие интенсивного охлаждения этой части приводит к пов лшенному ее износу, что значительно снижает эксплуатационную стойкость оправки. Цель изобретения - повышение качества обработки изделий с одновременным повышением надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, .что в устройстве для термомеханической обработке, содержащем конусную оправку с каналом и соплами в ней для охлаждающей жидкости и оправочный стержёнь-спрейер с соплами, канал в вершине оправки выполнен тупиковым, а сопла оправки ориентированы к ее основанию. На чертеже представлено устройство для термомеханической обработки длинномерных изделий. Устройство включает оправочный стержёнь-спрейер 1 с соплами 2 и установленной на наконечнике 3 стержня конусной оправкой 4, находящейся в валках 5 раскатного стана. Оправка 4 снабжена каналом 6 для подачи охлаждающей жидкости из полости стержня 1 .через проточку в наконечнике 3. В вершине носика 8 оправки 4 в канале 6 вь полнен тупиковый канал, от которого в теле оправки вдоль поверхности ее конической части 9 выполнены сопла 10, соединенные с каналом 6 и сориентированные к ее основанию аналогично соплам 2 стержня-спрейера. Устройство работает следующим образом. В процессе горячей раскатки трубы 11 в валках 5 раскатного стана осуществляется заданная деформация трубы на рабочей конической части 9 оправки 4. По мере смещения вращающейся трубы с оправки учйстки ее, на которых деформация металла полностью закончилась, подвергаются струйной закалке. Подача воды для струйного охлаждения трубы осуществляется через основные сопла 10 и сопла 2, являющиеся вспомогательными. Сопла 10 являются основными, поскольку обеспечивают заданную скорость охлаждения металла в первый основной период закалки. Вода к соплам 10 поступает ИЗ полости стержня-спрейера 1 через проточку 7 в наконечнике 3 и канал б тупика в носике 8 оправки 4, откуда, изменяя направление, по соплам 10, выполненным .вдоль рабочей конической части 9 в теле оправки 4, попадает на разогретую поверхность трубы непосредственно за очагом ее деформации (участок А). Дальнейшее охлаждение трубы в процессе переме;щения её через раскатной стан осуществляется при помощи вспомогательных сопел 2. Отработанная вода отводится по ходу продольного перемещения трубы в зазоре между ней и стержнем 1.

По мере винтообразного перемещения трубы через раскатной стан осуществляется поэлементная непрерывна термомеханическая обработка трубы. В зоне А осуществляется непрерывная поэлементная деформация трубы. Всле за этим {последовательно в зоне В производится непрерывная поэлементная струйная закалка трубы.

При этом струйная подача воды полностью осуществляется на металл непосредственно сразу после окончания деформации, что в значительной мере способствует повышению эффекта термомеханической обработки. Кроме того, постоянное смывание водой .

рабочей конической части 9 оправки изнутри при непрерывной подачеохлаждающей воды через сопла 10 обеспечивает равномерное охлаждение оправки, в особенности ее рабочей поверхности, и, следовательно, повышение ее износостойкости.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить стабильность термомеханической обработки, так как в результате подачи охладителя на трубу .через сопла, проходящие в теле оправки, сориентированные аналогично соплам стержня-спрейера, исключается попадание охладителя в зону

деформации и неблагоприятное подстуживание трубы и обеспечивается активное струйное охлаждение трубы сразу после окончания деформации,

что подавляет процессы разупрочнения и повышает эффект термомеханической обработки. При этом повышает- . ся стойкость оправок, так как предлагаемое распределение сопел по всей

массе оправки способствует равномерному теплоотводу при ее разогреве.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЯ ОБРАБОТКИ, содержащее конусную оправку с каналом и соплами в ней.-для охлаждающей жидкости и оправочный стержень-спрейер с соплами, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обработки изделий с одновременным повышением надежности устройства, канал в верпине оправки выполнен тупиковым, а сопла оправки ориентированы к ее основанию. ZZZZZZZZZZZA s