Способ изготовления прямоугольных полых профилей из стали Советский патент 1993 года по МПК B21B17/00 B21B23/00 B21C37/15 

Известны прямоугольные замкнутые профили, .которые применяются, например, в качестве конструированных элементов в строительстве из стальных конструкций и машиностроении, в качестве стрелы в кра- ностроении, а также в качестве нижних балок и элементов для транспортных средств.

В основе изобретения лежит задача указать способ изготовления прямоугольных полых профилей с различной толщиной стенки, который используют в качестве заготовок только изготовленные серийно простым способом трубы или профили и позволяет с исключением соединительной или механической обработки технологически просто осуществлять перераспределение объема или массы стандартных профилей одной операцией, то есть, как путем бесконечной обработки, так и путем изготовления отдельных изделий.

Изобретательская идея способа заключается в том, чтобы сварную или бесшовную круглую трубу .с равномерной толщиной стенки сначала пластически деформировать в прямоугольный полый профиль с равномерной толщиной стенки, а затем посредством местного термического воздействия на прочность материала вызывать целенаправленное перераспределение масс путем операции прокатки.

При этом центры полок поднимаются на более высокий температурный уровень, по меньшей мере, на 600°С выше по сравнению с центрами стенок,.тогда как полки перпендикулярны продольной оси полого профиля с помощью прокатных валков обжимаются и утолщаются с уменьшением длины их кромок.

После этой деформации и перераспределения массы образованные таким обраО

ы о

ы

зом полые профили с различной толщиной стенки подвергаются охлаждению в условиях нормализации с помощью воздуха и/или воды.

Наряду с простым термическим управлением распределением массы во время прокатки другое преимущество этого способа заключается, в частности, в том, что вследствие обжатия утолщения полок в высоком диапазоне темлератур предотвращаются наклепы и во много раз уменьшаются усилия для обработки по сравнению с холодной деформацией посредством прокатки или волочения,

Наклепы - в частности, на участке кромок -. и усилия прокатки или деформации могут быть предпочтительно еще более уменьшены, если начальная деформация, например, сварной или бесшовной трубы с одинаковой толщиной стенки производится в горячем состоянии, т.е. при температуре деформации 900-1050СС. а необходимая затем для целенаправленного распределения массы разность температур между центром полки и центром стенки перед преобразованием в прямоугольный полый профиль с неравномерной по периметру толщиной стенки получается посредством частичного охлаждения центров стенок до 200-450°С с помощью воды и/или воздуха.

Далее для предотвращения возможной закалки центров стенок вследствие частичного охлаждения предпочтительно, чтобы образованные из круглых труб с одинаковой толщиной стенки при температуре 900- 1050°С прямоугольные полые профили с одинаковой толщиной стенки сначала подвергались охлаждению в услов.иях нормализации, а затем центры полок посредством частичной прокалки подогревались до температуры, по меньшей мере, на 600°С выше, чем температура центров полок. После этого полки снова обжимаются и утолщаются перпендикулярно продольной оси полого профиля с уменьшением длины их кромок посредством прокатки.

При соответственно подобранной области применения и небольшой толщине стенки вследствие уменьшения требуемой тепловой энергии достигаются существенные экономические преимущества, если преобразование, например, сварной или бесшовной трубы в прямоугольный полый профиль с одинаковой толщиной стенки происходит при температуре окружающей среды, а затем посредством частичной прокалки центров полок до температуры, по меньшей мере, на 600°С выше температуры центров стенок подготавливается дальнейшее целенаправленное обжатие и утолщение полок посредством прокатки.

Все три усовершенствованных способа к тому же особенно являются предпочтительными, если обширные величины серии должны получаться в рамках бесконечного изготовления непрерывным прутиком.

При меньших величинах серии и/или быстро меняющихся производственных

0 размерах, напротив, предпочтительным является такое выполнение предложенного в изобретении способа, что могут относительно быстро преобразовываться уже существующие полые профили с одинаковой

5 толщиной стенки, например, из складских запасов в полые профили с разной толщиной стенки.

Это происходит таким образом, что сначала, например, сварные или бесшовные

0 трубы путем или холодной деформации, или - если требуется значительное уменьшение наклепов и усилий прокатки в связи с условиями использования и производства - в диапазоне температур 900-1050°С с после5 дующим нормализующим охлаждением преобразуются в прямоугольные полые профили с одинаковой толщиной стенки, причем в зависимости от существующего технологического потока перед преобразо0 ванием круглых труб в прямоугольные полые профили с одинаковой по периметру толщиной стенки или после него происходит разделение прутика на обычные длины складирования .6-18 м.

5 Последующие операции обработки следует затем со смещением по времени в зависимости от потребности посредством того, что отдельные длины подаются на про- кладку, при которой осуществляется целе0 направленное распределение массы путем

частичного прокаливания центров полок до

температуры, по меньшей мере, на 600°С

выше температуры центров стенок.

. На фиг.1 дана схема производственной

5 установки; на фиг.2 - разрез предназначенной для целенаправленного распределения массы обжимной клетки.

Сварная круглая бесконечная труба 1 с одинаковой по периметру толщиной стенки

0 подается в направлении 2 производства в установку 3 индукционного нагрева, которая полностью прогревает трубу.

На точке 4 выхода температура круглой трубы составляет приблизительно 975°С.

5 Прокатные клети 5, б и 7 превращают трубу в прямоугольный полый профиль с одинаковой толщиной стенки 8. - Полый профиль 8 на Наследующем от- резке 9 охлаждения подвергается охлаждению в условиях нормализации и на точке 10

выхода из участка 9 охлаждения имеет температуру 210°С,

По направлению 2 производства следуют линейные индукторы 11 и 12, которые нагревают центры верхней полки 13 и нижней полки 14 до температуры 920°С

Полый профиль 8 затем поступает в обжимную клеть 15, на которой установлены подаваемые калиброванные валки 16 и 17, а также неподвижные опорные валки 18 и 19.

В этой прокатной клети происходит обжатие и утолщение полок 13 и 14 перпендикулярно продольной оси 20 полого профиля с уменьшением длины кромок полок:

Затем снабженный теперь различной толщиной стенки прямоугольный профиль 21 попадает на участок 22 охлаждения, на котором он охлаждается в условиях нормализации с помощью воздуха до температуры окружающей среды.

Летучая пила 23 разделяет полый профиль 21 затем на отдельные длины.

Подаваемые обжимные валки 16 и 17 для предотвращения вмятин на вертикаль- .ных стенках калиброваны вогнутыми и обжимают полки 13 и 14. которые подаются опорными валками 18 и 19 таким образом, что высота 24 полого профиля с различной по периметру толщиной стенки соответствует высоте полого профиля 8 с одинаковой по периметру толщиной стенки и происходит утолщение полок 13 и 14 посредством смещения массы к соответствующей внутренней стороне.

Формула изобретения

1. Способ изготовления прямоугольных полых профилей из стали, включающий безоправочное профилирование круглой полой заготовки в прямоугольную без изменения

толщины стенки, последующую деформацию в калибре на готовый размер и термообработку, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости изготовления,

создают по периметру равнотолщинной прямоугольной заготовки перепад температур по меньшей мере на 600°С середин полок выше середины стенок, деформируют на готовый размер в калибре сближения двух

вертикальных валков с обжатием до утолщения и укорочения стенок и термообрзбаты- вают в условиях нормализации с охлаждением воздухом и/или водой,

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что безоправочное профилирование полой круглой заготовки э прямоугольную производят при температуре заготовки 900-1050°С, а перепад температур по периметру между серединами полок и стенок создают частичным охлаждением середин стенок до 200-450°С водой или воздухом перед общим охлаждением профиля.

3. Способ по п. 1, отлича ющийся тем, что безоправочное профилирование

круглой заготовки в прямоугольную производят при температуре заготовки 900- 1050°С, равнотолщинный профиль- охлаждают в условиях нормализации, а перепад температур по периметру между серединами полок и стенок создают частичным нагревом середины полок.

4. Способ по п. 1,отличающийся

тем, что безоправочное профилирование

полей круглой заготовки в прямоугольную

производят при комнатной температуре, а

перепад температур по периметру между

серединами полок и стено к создают частичным нагревом середин полок до по меньшей

мере на 600° более высокой температуры,

чем температура середин стенок.

Использование: для изготовления прямоугольных полых профилей из стали с разной по периметру толщиной стенки. Суть изобретения: круглая труба с одинаковой по периметру толщиной стенки пластически деформируется в прямоугольный полый профиль с одинаковой по периметру толщиной, стенки. После получения разницы температур по меньшей мере 600°С между центрами полок и центрами стенок посредством прокатки производится обжатие до укорочения и утолщения полок прямоугольного полого профиля. 3 з.п. ф-лы., 2 ил.

1 2

9 10 11 18 15 21 22

Фаг. 2