Способ обработки металлов давлением Советский патент 1981 года по МПК B21B21/00 B21B45/02 B21B1/00 B21B17/00 B21C1/00 

1

Изобрете1ше относится к обработке металлов давлением при температурах от (-15)(+100) до 400-650 - 800-1250 С и может быть использовано в технологических процессах черной и цветной металлургии,

Известен способ холодной прокатки, содержащий деформацию предварительно охламзденной заготовки инструментом и принудительную подачу перед очагом деформации поочередно жидкой углекислоты и мелкодисперсной смазочно-ох.т1 1лс ;ающей жидкости 1,

Применение данного способа ограничено заготовками из сталей ферритного и ферритно-перлитного Юлзссон и диапазоном температур холодной fisrborfiaJibi.

Условия дефорЛ1,фов;,жя при холодной прокатке определяются механическими свойствами материала и ограничены применяемыми малыми углами захЕзтг. Поочередная подача смазки и охладителя на Ъхлажденнзто от -60 до +100° С заготовку может привести к значительному загустегжю смазки или смазочно-охлаадающей смазки, что не приведет к: ее замерзанию, а следовательно, к кристаллизащш и охрупчиванию, Позтому условия захвата при холодной прокатке качественно измениться не могут.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ холодной про-. катки труб, содержащий предварительное нанесение смазки и охладителя на заготовку, задачу заготовки в очаг деформации и деформацию заготовки наружньпй и внутренним инструментом (валками на оправке) 2.

Недостаток зтого способа заключается в том, что нанесенная смазка способствует уменьшению козффициента трения и усшюю прокатки (но не обладает абразивным действием), делает процесс деформация практически неосуществимым из-за низкого трения при захвате.

Цель изобретения - повьпиение качества поверхности прокатываемых труб, путем обеспечения переменной величины козффициента трения по длине очага деформации.

Для достижения этой цели предлагаемый спсоб обработки металлов давлением, содержащий предварительную подачу смазки и охладителя на заготовку, задачу заготовки в очаг деформации и деформацию заготовки инструментом, на заготовку дойолнитепьно цодают мелкодисперсный лед. Мелкодисперсные частицы кристаллов воды (льда) обладают при низких температурах абразивными свойствами, которые сравнимы по жесткости с природными абразивами.. Причем абразивные свойства льда усиливаются по мере снижения его температуры и убывают с ее повышением. Вначале, в момент захвата, находясь между смазкой и инструментом, частицы за счет своих абразивных свойств снижают действие смазки, уменьшают вероятность пробуксовки и увеличивают трение при захвате. В дальнейшем при установившемся процессе деформации в результате расплавления льда, он вьшолняет роль охладителя инструмента, смазки и заготовки.

Способ осуш;ествляется следующим образом.

На поверхности заготовки и инструмента или только на заготовку, имеюшую тe шepaтуру холодной от -25 до +100° С, теплой 400-650° С или горячей 800-1200° С деформации, подают смазку и охладитель, например при горячей и теплой деформации - стеклосмазку, так чтобы обеспечивался равномерный ее слой. Подачу осуществляют, например, опусканием заготовки в расплав стекла, напылением стеклопорошка на поверхность заготовки, трением и другими. Смазанную заготовку задают в очаг деформации. При деформации заготовки с равномер.;ым слоем стеклосмазки на ее поверхности треьме в зоне контакта не обеспечивает нормального захвата, что обусловливает потерю устойчивости процесса, появление на поверхности деформируемых изделий разрывов, треш-ин и других видов брака. Разн0толщинный слой смазки обуславливает неравномерность деформации.

Для обеспечения нормальных условий начала процесса (захвата) и процесса деформации, подают охладитель и трение в зоне захвата, усиливают подачей на поверхность заготовки мелкодисперсного льда, охлажденного , от -15 до -100° С, который в данном случае выполняет функции абразива, способствуя выравниванию условий трения с наличием смазки, захвату в момент касания заготовки с инструментом.

Кристаллический лед в начальный момент захвата при деформаида вьшолняет роль абразива, твердость и стойкость которого зависят от исходной температуры льда, обеспечивая в начальный момент нормальный захват за счет повышения коэффвдиента трения.

После захвата происхощгг резкое снижение температуры льда, мелкие кристаллы которого расправляются и теряют свою жесткост

Пропорционально повьш1е1шю температуры оплавляются прежде всего наиболее тонкие, острые грани кристаллов льда, что резко снижает его абразивные свойства непосредственно после захвата, и он выполняет роль охладтеля-инструмента и смазки заготовки. Высоки удельные давления, сопровождающие процесс обработки также способствуют С1шжению абразивных свойств кристаллов и допол штельно усиливают оплавление кристаллов. Развитая поверхность кристаллов льда способствует хорошей их сцепляемости с поверхностями заготовки и инструмента. Температурный интервал мелкодисперсного льда обусловлен тем, что при температурах выше -15° С лед, соприкасаясь с инструментом, например при холодной деформации, не успевает обеспечить начало деформации (захват , металла валками при прокатке), а при температурах ниже -100 С снижает смазочнуго активность смазок даже при горячей деформащш и вследствие быстроты протекания процесса деформации noBbmjacT трение в зоне контакта и очаговой зоне.

Нанесегше мелкодисперсного льда производят и на инструмент, в частности на валки.

Способ обработки металлов давлением используют при холодной, теплой и горячей прокатках, а также при теплом волочении и прессовашш.

Мелкодисперсный лед получают пропусканием распьшенной через форсунку водо-воздушной смеси (с помощью пылесоса) с различными химическими присадками сквозь холодильную камеру, охлаждаемую хладагентом, например, сжиженным азотом.

При холодной прокатке .деформацию заготовок производят при их исходной температуре 5-25 С на лабораторных станах ДМети 15- 30 и ХПТ-32. Деформируют ст. 3, ст. 45, свшец с отверстиями от 15 - 25% за проход н стане 15-30 до 45 -65% на стане ХПТ.

Мелкие кристаллы льда охлаждают до -20 С и подают на заготовку. Растрескивание концов уменьшается на 15-18%, стабильность размеров готовых изделий увеличивается.

Замер температур заготовки и валков на всем протяжении очага деформации показьшает их снижение на 12-18%, по сравне1шю с контрольными.

Теплая деформация заготовок используется при прессовании, периодической прокатке, волочении и др. Заготовка имеет температурный интервал 400-650° С. Нанесение смазки на заготовку производится преимущественно окунанием, напылением, вследствие того, Ч1о процесс теплой деформации является предчистовым или чистовым и характеризуется относительно небольшими размерами заготовки. Температура заготЬвки соответствует температуре наносимой смазки. При теплой деформации заготовки с нанесенной на ее поверхность смазкой подают охладитель и мелкодисперсньга лед от -40 до -60° С, что обусловлено температурой дефор-мации, обеспечивающей оплавление и испарение льда в зоне захвата. Размеры очага деформации также корректируют значения температур охладителя. При горячей деформации заготовку, нагретую до 800-1250° С, перед прокаткой на сортопрокатном стане покрьтают равномерно расплавленной стеклосмазкой. Нанесение смазки производят преим)тцественно напы лением из-за ее размеров, хотя можно и оку нанием. -При поступлении заготовки в валки на нее или на валки подают мелкодисперсный лед с помощью форсунки-распылителя, который имеет от -60 до -100° С. Такая температура льда обусловлена условиями горячей прокатки, при которых лед сохраняет свою охлаждающую способность на протяжении все зоны захвата, длина которой определяется . размерами валков.. Предлагаемый способ, обеспечивающий внесение мелкодисперсной твердой ледяной крош ки перед очагом деформации дополнительно к технологической смазке, временно, в момент начала контакта заготовки с шютруме): :том, увелишвает трение равносильно временному увеличению шероховатости KOHiaKnasx isoверхностей, улучшая тем самьгм условия захвата, и снижает его при установившемся процессе , что приводит к повышению качества поверхности прокатываемых труб. Формула изобретения Способ обработки металлов давлегшем, содержащий предварительную подач смазки и охладителя на заготовку, задачу заготовки Б очаг деформации и деформацию заготовки кк струментом, о т л и ч а ю щ и и с я тем. что, с целью noBbmieifflfl качества поверхносги прокатьшаемых труб путем обеспечення переменной величшш коэффициента трения по длине очага деформации, на заготовку перед очагом деформации дополнительно подают мелкодлсперсньп лед. Источники Ш1формащш, принятые во вш1мание при экспертизе 1.Авторское сввдетельство СССР по заявке № 2627418/22-02, кл. В 21 В 21/00, 1968. 2.РОЗОВ Н. В. Холодная прокатка стальных труб. М., Металлургия, 1977, о. 62, 154,