Цилиндрический слиток Советский патент 1993 года по МПК B21B1/02 

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству титановых слитков, и может быть использовано при прокатке на обжимных станах для получения заготовок.

Целью изобретения является повышение выхода годного за счет уменьшения об- рези при прокатке заготовок из титана и его .сплавов.

Эта цель достигается тем, что диаметр верхнего основания конуса, и его высота выполнены, исходя из зависимостей d - 0.67...0.75D и h - 0,19...0,23d, где D - диаметр слитка, а также тем, что угол наклона образующей усеченного конуса выполнен равным а 36. ..52°.

На чертеже схематично изображен цилиндрический слиток, общий вид.

Концевую часть цилиндрического слитка выполняют в виде усеченного конуса для удаления определенного объема метала, смещаемого в процессе прокатки на торцы. При этом характер течения металла в основном определяет величина сопротивления металла пластической деформации, в свою очередь, зависящая от марки сплава титана. С одной стороны, чем больше величина сопротивления пластической деформации (твердые марки титановых сплавов типа ВТ20, ВТ22 саь 80-120 кгс/мм2), тем хуже прорабатываемость слитка по сечению, больше дробность деформации (количество проходов) при прокатке и соответственно больше уширение и меньше продольное течение поверхностных слоев металла, в том числе их смещение на торцевую поверхность. Поэтому чем тверже марка сплава, тем должен быть меньше диаметр верхнего основания усеченного конуса (диаметр торцевой поверхности) - фаска больше по диаметру, но меньше его высота (длина фаски по образующей цилиндрического слитка). С другой стороны, чем меньше величина . сопротивления пластической деформации (мягкие марки титановых сплавов типа ВТ1-0 с оь 40-60 кгс/мм2), тем интенсивСО

с

со о

ч| 00

N0

(X

со

нее прорабатываемое™ слитка по сечению, меньше дробность деформации при прокатке (меньше количество проходов за.счет увеличения частных обжатий) и соответственно больше продольное течение поверхностных слоев металла торцевых зон, включая смещение их на торцевую поверхность. Таким образом, чем мягче марка сплава титана, тем больше может быть диаметр торцевой поверхности- фаска меньше по диаметру, но больше ее высота.

Сплавы титана средней твердости (типа ОТ4-1) занимают промежуточное положение по величине сопротивления пластической деформации ( оь 60-80 кгс/мм2), прорабаты- ваемости слитка по сечению, дробности деформации, уширению, продольному течению поверхностных слоев и т.д.

Для твердых марок сплавов типа ВТ20 d (диаметр торцевой поверхности) должен быть равен 0,670, a h (длина фаски по образующей) - 0,19d. Выполнение фаски с такими параметрами обеспечивает максимальное уменьшение торцевых наплывов и соответственно минимальную обрезь.

Выполнение фаски с ,67D, например d 0.66D, нецелесообразно, так как минимум обрёзи Уже достигнут, только увеличиваются потери металла при выполнении фаски. Выполнение фаски ,19d, например h 0.18d, приводит к увеличению торцевых наплывов и обрёзи вследствие того, что объем удалённого металла недостаточен для ликвидации наплывов.

Для мягких марок сплавов типа ВТ1-0 d должен составлять 0.75D, a h 0,23d, что обеспечивает минимальную обрезь при прокатке. Дальнейшее снятие металла (,23d, например h 0,24) также нецелесообразно-минимум обрёзи достигнут. Вы- полнение же фаски с ,750, например d OJ6D, неэффективно, так как объем удаленного металла недостаточен для обеспечения минимальной обрёзи.

Установлено, что для любых вариантов выполнения фаски, обеспечивающих минимум обрёзи, в пределах указанных диапазонов объем удаленного металла остается практически постоянным, т.е. взаимосвязь размеров фаски по длине и диаметру за- дана через объем за счет изменения угла наклона поверхности фаски к образующей цилиндра.

Действительно, объем, ограниченный поверхностями торцевой, цилиндрической и образующей усеченного конуса, равен

V 0,125 л:(02 - d2) h. При d - 0,670 nh 0,19d

V 0.0275D3; при d 0.75D и h 0,23d V 0,0300D3.

Таким образом, объем удаляемого металла, необходимый и достаточный для максимального уменьшения торцевых наплывов и обеспечивающий минимальную обрезь, составляет 0,0275...0.0300D3.

Удалять больший объем металла (,03D нецелесообразно, поскольку увеличиваются потери металла в стружку при выполнении фаски. При меньшем объеме удаляемого металла (,0275D3) резко увеличиваются наплывы на торцевую поверхность и соответствен но. концевая обрезь.

Угол наклона образующей усеченного конуса также связан с объемом удаляемого металла:

9п„- 0.0625 л: (О2 - d2) (D - d)

мз t - -----у- ---

При d 0,670 а 52°, при d 0,750 а 36°.

Следовательно, максимальный выход годного при прокатке достигается при ...52°.

Если , например а 35°, с диаметром верхнего основания в указанном диапазоне, обрезь не уменьшается (минимум достигнут), но увеличиваются потери металла в стружку при формировании фаски, что неэффективно.

При , например а- 53°, с диаметром верхнего основания в том же диапазоне обрезь увеличивается вследствие того, что объем удаленного металла недостаточен для ликвидации наплывов на торцевую поверхность слитка.

На Орскметкомбинате из твердых марок сплавов титана (типа ВТ20) были изготовлены и прокатаны на блюминге 1250 слитки с D 750 мм; d 0,670 « 502 мм; h 0,19 d 95 мм и а 36°, а из мягких марок сплавов титана (типа ВТ 1-0) слитки р О 750 мм; d 0,750 562 мм; h 0,23 d 129 мм и

Предлагаемые слитки позволили практически исключить обрезь при прокатке на блюминге и тем самым обеспечить увеличение выхода годного на 25 кг/т.

Формула изобретения 1. Цилиндрический слиток с концевой частью в виде усеченного конуса, отличающийся тем, .что, с целью повышения . выхода годного за счет уменьшения обрёзи при прокатке заготовок из титановых сплаBOB, диаметр d меньшего основания конуса и его высота h составляют d 0.67-0.75D и h 0,19-0,23d, где D - диаметр слитка.

. 2. Слиток по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что угол наклона образующей усеченного конуса равен а 36-52°.

Использование: в металлургии, в частности при производстве титановых слитков, при прокатке на обжимных станках для получения заготовок. Цилиндрический слиток включает концевую часть в виде усеченного конуса. Диаметр меньшего основания конуса а 0,67...0,750, его высота h 0,19...0,23d, где D - диаметр слитка. Максимальный выход годного при прокатке (25 кг/т) достигается при выполнении усеченного конуса на концевой части цилиндрического слитка с углом наклона образующей, равным а 36...52°. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.