Способ прокатки односторонних периодических профилей Советский патент 1981 года по МПК B21H8/00 

(54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ОДНОСТОРОННИХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ

ПРОФИЛЕЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для прокатки профилей с односторонним расположением периодического контура. Известен способ прокатки заготово рабочих лопаток переменного сечения постоянной ишрины с односторонним периодом в закрытых калибрах в соответствии с которым прокатку периодических полос производят на двухвалковом стане в валках, имеющих калибр переменного и постоянного радиусаJl Однако вследствие значительной ра ницы в радиусах верхнего и нижнего валков, а также заклинивающего действия боковых стенок калибра, полоса выходит из валков сильно изогнутой, что сказывается на качестве профиля. Наиболее близким к предлагаемому является способ прокатки односторонних периодических профилей между калиброванным и гладким валкс1ми в соответствии с которым в зону деформации подают технологическую смазКУ 2. Недостатком зтого способа прокатк профилей.является наличие изгиба полосы на выходе из валков, особенно при прокатке профилей с большими пер падами высот и площадей периода, что ухудшает качество готового профиля, j Это происходит из-за значительного рассогласования вытяжек металла по сечению профиля (на нижнем гладком валке вытяжка больше, чем на верхнем калиброванном валке). Цель изобретения - улучшение качества профиля путем устранения его изгиба на выходе из валков. Поставленная цель достигается . тем, что согласно способу прокатки односторонних периодических профилей между калиброванным и гладким валками, при котором в зону деформации подают технологическую смазку, одновременно с подачей смазки со стороны гладкого валка в зону деформации дополнительно подают повышающие коэффициент трения жидкости, например силиконовые, а технологическую смазку подают только со стороны калиброванного валка. При прокатке периодических профилей с односторонним расположением периода профиль, в большинстве случаев, формируется за один проход из нагретой до температуры пластической деформации заготовки между валками, один из которых обычно делают гладким. а другой - калиброванным, с выполненным соответствуквдим периодическим контуром по длине окружности рабочей поверхности. Процесс формирования профиля в очаге деформации происходит в условиях неравномерного силового воздействия на заготовку с стороны верхнего и нижнего валков вследствие различной конфигурации их контактных поверхностей. На контактных поверхностях верхнего и ниж него валков в очаге деформации дейс вуют неравные удельные давления и контактные силы трения; что приводи к созданию неодинаковых вытяжек вер ней и нижней частей прокатываемой з готовки и, соответственно, к изгибу профиля на выходе из валков. Изгиб профиля происходит в сторону валка, создающего на поверхности прокатыва емой заготовки меньшую вытяжку мета ла, т,е. в сторону калиброванного валка при прокатке периодических профилей с односторонним расположением периода. Эффективная технологическая смаз ка, подаваемая при прокатке на калиброванный валок, позволяет снизить коэффициент трения в очаге деформации. Снижение подпирающих сил трения в очаге деформации приводит к увеличению обжатия заготовки за проход и соответственно, к увеличению вытяжки металла, создаваемого калиброванным валком в процессе деформации заготовки. Подаваемое на гладкий валок силиконовые жидкости обладают способностью повышать коэффициент трения между поверхностью валка и обжигаемой заготовкой за счет происходящих с ними физико-химических превращений. Таким образом, уменьшается обжатие за счет увеличения подпирающих сил трения в очаге деформации в зоне гладкого валка, что приводит к уменьшению вытяжки металла в процес се деформации заготовки со стороны гладкого валка. Увеличение вытяжки со стороны калиброванного вешка и уменьшение вытяжки со стороны гладкого валка позволяет, в конечном Счете, устранить изгиб выходящей из валков полосы. В процессе прокатки односторонне го профиля снижается давление метал ла на калиброванный валок и увеличи вается давление на гладкий валок за счет соответствующего уменьшения и увеличения коэффициента трения на поверхности валков. Происходит отно сительное выравнивание удельных да лений металла на поверхность верхне го и нижнего валков, что также соде ствует выравниванию вытяжек металл по сечению очага деформации и, в к нечном счете, устранению изгиба пр ля на выходе из валков. Способ позволяет повысить качество профиля, снизить концентрацию остаточных напряжений в профиле, повысить выход годного проката при прокатке односторонних периодических профилей. В качестве примера конкретного выполнения способа может служить проведенная в лаборатории ДМетИ опытнопромышленная прокатка одностороннего периодического профиля зуба ковша экскаватора. Нагретую до температуры liOOIISO C заготовку задавали в клеть стана и осуществляли обжатие заготовки до получения готового профиля за один проход в залках, верхнем -. периодически калиброванном и нижнем гладком, постоянного радиуса (катающие диаметры валков составляли 400 мм),. При прокатке без подачи на валки технологическойсмазки и силиконовой жидкости, происходил изгиб выходящей из валков полосы на калиброванный валок. На контакте полосы с верхней линейной выводной проводки возникали большие силы трения, что приводило к образованию задиров на поверхности профиля и ухудшению его качества, возникала необходимость дополнительного выравнивания профиля путем его нагрева и обработки на прессе. Прокатку основной партии профиля осуществляли с одновременной подачей на калиброванный валок технологической смазки масла ИС-20 (индустриальное 20) и подачей на гладкий валок силиконовой жидкости - полиметилсилоксана. При горячей прокатке профиля коэффициент трения на контакте валков с металлом составлял ,3. Технологическая смазка ИС-20 позволяла .уменьшить коэффициент трения на контакте приблизительно в 1,2 раза, а силиконовая жидкость - полиметилсилрксан, увеличить коэффициент трения на контакте приблизительно в 1,3 раза. В зависимости от стрелы изгиба профиля на выходе из валков (т.е. угла-между осью прокатки и осью профиля в сечении очага деформации на выходе из валков) регулировали коэффициент трения на контакте металла с валками соответствующем расходом подаваемой технологической смазки и силиконовой жидкости, добиваясь устранения изгиба полосы на выходе из валков, одновременно с этим повышая качество готового проката, а также снижая износ рабочей поверхности дорогостоящего калиброванного валка, т.е. увеличивая срок его службы . Использование предлагаемого способа при прокатке односторонних периодических профилей, в частности, при прокатке зубьев ковшей экскаваторов, позволит снизить брак готовог проката и, тем самым, добиться соответствующего экономического эффекта. Так, устранение брака на 10% при прокатке периодического профиля зуба ковше экскаватора 1-III типоразмеров, потребность в которых составляет порядка 8000 т в год (стоимость тонны периодического проката составляет приблизительно 150 рублей) позволит добиться экономического эффекта (за счет использования предлагаемого способа прокатки односторонних периг одических профилей) порядка 120000 руб/хей только по данному профилю. Формула изобретения Способ прокатки односторонних пер одических профилей между калиброванным и гладким валками, при котором в зону деформации подают технологическую смазку, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества профиля, путем устранения изгиба на выходе из валков, одновременно с подачей смазки со стороны гладкого вала в зону деформации дополнительно подают повышающие коэффициент трения жидкости, например силиконовые, а технологическую смазку подают только со стороны калиброванного валка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Тарковский И.Я. и др. Профильная прокатка профилей переменного сечения. Свердловск, 1962, с. 262, рис. 143-144. 2.Воронцов Н.М. и др. Периодические профили продольной прокатки. М., Металлургия , 1978, с. 21-23 (прототип).