RU2000149C1 - Способ получени клинового листа - Google Patents

Abstract

Использование: при прокатке клиновых листов преимущественно из алюминиевых сплавов, используемых в конструкци х и узлах авиационной техники. Сущность изобретени : в слитке пр моугольной формы со стороны боковой грани выполн ют наклонную к большой грани прорезь на всю длину слитка. Угол наклона прорези определ ют исход  из заданной клиновидности готовых листов с учетом выт жек при прокатке. Глубину прорези определ ют исход  из заданной ширины готового листа или кратной ей, также с учетом выт жек при прокатке Гор чую прокатку слитка ведут вначале в поперечном направлении (разбивка ширины), задава  его в каждом проходе в валки боковой гранью без прорези, затем разворачивают слиток на 90° и осуществл ют продольную прокатку. Выкатку толщин готовых листьев осуществл ют при холодной прокатке. Часть слитка без прорези обрезаетс  в процессе гор чей прокатки перед раскантовкой. Прорезь во избежание сваривани  листьев смазывают термостойким покрытием , а готовые листы прав т попарно раст жением, 2 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к способам получени  листов переменной толщины из алюминиевых сплавов, используемых в конструкци х и узлах авиационной техники.

Известен способ прокатки листов переменной толщины, включающий изготовление слитка, гор чую и холодную прокатку, термическую обработку, правку и резку листов .

Недостатки существующего способа  вл ютс  узкий сортамент и низка  точность геометрических размеров листов из-за сложности синхронизации скоростей движени  валков и полосы и неравномерности обжатий по длине полосы.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ получени  клинового

листа, включающий изготовление слитка пр моугольной формы с плоскими гран ми, гор чую и холодную прокатку, правку и обрезку концов.

Недостатками известного способа получени  клинового листа  вл ютс  узкий сортамент листов и низка  точность геометрических размеров листов. Кроме того, неравномерное обжатие по длине листа в способе-прототипе приводит к непрерывному колебанию давлени  металла на валки. что снижает точность геометрических раз меров и качество выкатки (непланшетность или отставание листа от плоскости плиты при свободной укладке листа составл ет 40 мм)и приводит к по влениюучастком г круп некристаллической структурой

ГО О О

о

Jb О

О

В предлагаемом способе в слитке со стооины средней (боковой) грани на всю его длину выполн ют прорезь, расположенную наклонно к большой грани слитка, гор чую прокатку ведут, задава  в валки в каждом проходе среднюю без прорези грань слитка, затем, при достижении отношени  длины дуги контакта с валками к средней толщине раскатанного слитка 1,5-2,0, измен ют направление прокатки на 90°, при этом угол наклона прорези определ ют из соотношени :

a arctg h LlAl..Ak.A2-l;

где а- угол наклона прорези, рад;

hi и h2 - толщина соответственно переднего и заднего концов клинового листа, мм;

I - длина клинового листа, мм; А ц - выт жка при гор чей прокатке до изменени  направлени  прокатки;

А - суммарна  выт жка при гор чей и холодной прокатке после изменени  направлени  гор чей прокатки;

m - коэффициент, завис щий от ушире- ни , определ етс  экспериментальным путем и равен 1,01-1.03;

и ширину прорези выполн ют равной 0,05-0,07 от толщины слитка на равных рассто ни х от больших граней слитка, определ емых как произведение толщины одного из концов клинового листа, выт жки при гор чей и холодной прокатке и коэффициента уширени  глубину прорези выполн ют кратной 1.1-2,1 отношени  ширины клинового листп к выт жке при гор чей прокатке до изменени  направлени  прокатки.

Дл  получени  клинового листа при прокатке слитков, на поверхности которых образуютс  хрупкие легкоразрушающиес  окисные плены, поверхность прорезей перед прокаткой покрывают термостойким противосварочным покрытием, не образующим на поверхности п тен.

В способе получени  клинового листа правку ведут раст жением.

Выполнение в слитке со стороны средней (боковой) грани на всю его длину прорези , расположенной наклонно к большой грани слитка равных рассто ни х концов прорези от больших граней слитка, определ емых как произведение толщины одного из концов клинового листа, выт жки при гор чей и холодной прокатке и коэффициента уширени  позвол ет после прокатки на обычных листовых станах и последующих отделочных опррэций получить два листа с необходимой клиновидностью направленной навстречу друг другу. При этом точность геометрических размеров клиновых листов соответствует точности размеров плоского проката.

Предложенное соотношение дл  определени  угла наклона прорези к большой гране слитка, как произведение клиновид- ности готового листа на выт жки до и после изменени  направлени  прокатки позвол ет , зна  необходимые размеры готового клинового листа и режим прокатки, с высокой степенью точности заложить в слитке исходный угол наклона прорези. Коэффициент m 1,01-1,03 в расчетной формуле учитывает искажени  клиновидности заложенной в клетке, вызываемые процессом уширени , сопровождающего процесс гор чей прокатки особенно на толстых слитках . Величина проправочного коэффициента выбираетс  в зависимости от толщины слитка, так при толщине слитков 116-120 мм коэффициент составл ет 1.01-1,03. Любые изменени  коэффициента в большую или меньшую сторону привод т к искажению угла наклона прорези в слитке, следовательно , к изменению клиновидности в готовом слитке.

Задача слитка в валки в каждом проходе до изменени  направлени  прокатки на 90°

средней гранью без прорези обеспечивает получение при гор чей прокатке качественного подката при оптимальных режимах обжатий . Если на первых проходах прокатки задавать слиток в валки любой другой

гранью, то наличие в слитке глубокой прорези вызывает, даже при оптимальных режимах обжатий, раскрытие слитка и приводит к окончательному браку. Последующее изменение направлени  прокатки на 90° обеспечивает получение необходимых габаритных размеров подката, а достижение отношени  длины дуги контакта с валками к средне й толщине раскатанного слитка 1,5-2.0 рье обеспечивает сохранение качества подката при изменени  направлени  прокатки на 90°. Если отношение длины дуги контакта с валками к средней толщине раскатанного слитка будет меньше 1,5, то при гор чей прокатке после раскантовки возможно его раскрытие, привод щее к разрушению сплошной кромки слитка и невозможности осуществлени  дальнейшей прокатки. Прокатка слитка при геометрическом параметре очага деформации, т.е.

при отношении длины дуги контакта с валками к средней толщине раскатанного слитка больше 2,0 также не позвол ет выравнивать скорости течени  внутренних и наружных (контактнь х)слоев слитка и приводит к снижению качества геометрических размеров листов.

Интервал ширины прорези, равной 0,05-0.07 от толщины слитка, выбираетс  исход  из возможности изготовлени  прорези механической обработкой с высокой точностью размеров, а также возможности нанесени  термостойкого покрыти  на поверхность прорези и. с другой стороны - исход  из необходимости получени  качественного клинового листа с высокой точностью геометрических размеров. В случае, если заданна  ширина прорези будет меньше 0.05 от толщины слитка, то при малых толщинах слитка невозможно выполнить такую прорезь механической обработкой, позвол ющей получить высокую точность геометрических размеров и тем более невозможно нанести на поверхность прорези равномерный слой термостойкого покрыти . Если же ширина прорези будет больше 0,07 от толщины слитка, то закрытие прорези , особенно на толстых слитках, может быть достигнуто лишь за несколько проходов прокатки, что в свою очередь при разной толщине участков слитка, разделенных прорезью, приводит к неравномерной деформации и по влению волнистости, снижающей точность геометрических размеров

КЛИНОВЫХ ЛИСТОВ.

Выполнение глубины прорези, кратной 1,1-2,1 отношени  ширины клинового листа к выт жке при гор чей прокатке до изменени  направлени  прокатки, позвол ет осуществл ть рациональный раскрой качественного клинового листа по ширине. Если глубина прорези будет кратна меньше чем 1,1 отношени  ширины клинового листа к выт жке при гор чей прокатке по ширине, то при однократном раскрое клинового листа по ширине трещины, по вл ющиес  при холодной прокатке листов на боковых кромках , не убираютс  полностью, что приводит к браку при резке листов в меру, особенно на листах из малопластичных сплавов. Если же глубина прорези будет кратна больше чем 2,1 отношени  ширины клинового листа к выт жке при гор чей прокатке по ширине, то получить рациональный раскрой нельз , особенно при многократном отношении ширины листа в ширине, получаемой после холодной прокатки заготовки, из-за значительных отходов при резке клиновых листов

Часть слитка без прорези обрезаетс  в процессе гор чей прокатки перед раскантовкой слитка и в дальнейшем может быть использована дл  получени  обычного плоского проката

Покрытие поверхности прорези перед гор чей прокаткой термостойкими противо- сварочными смазками вызвано необходимостью получени  качественных клиновых

листов, особенно при прокатке листов, на поверхности которых образуютс  хрупкие легкоразрушающиес  окиснь,0 плены. При прокатке слитков из таких сплавов без нанесени  противосварочного термостойкого

покрыти  на поверхность прорези контактные поверхности клиновых листов могут образовывать металлические св зи, при этом их разделение в момент обрезки концов листа будет невозможным, что приведет к браку готовой продукции.

Правка клиновых листов раст жением позвол ет улучшить выкатку и значительно уменьшить непланшетность листов. Осуществление правки раст жением клиновых листов , полученных предлагаемым способом, стало возможным благодар  тому, что правке подвергаютс  одновременно два листа с клиновидностью, направленной навстречу друг другу. Невозможность осуществлени 

правки раст жением клиновых листов в известных способах, в том числе и в способе- прототипе, приводит к необходимости правки листов после термической обработки прогладкой в валках прокатного стана,

т.е. к нагартовке листов, что снижает их динамические характеристики прочности.

Пример. Получали клиновый лист из алюминиевого сплава Д16, длиной 5600 мм,

шириной 600 мм с клиновидностью от 2,85 до 1.0 мм по всей длине.

В качестве исходной заготовки под прокатку использовали слиток размерами 118x527x900 мм пр моугольной формы с

плоскими гран ми, причем в слитке со стороны средней грани на всю его длину дисковой фрезой выполн ли прорезь глубиной 250 мм, расположенную наклонно к большой грани слитка под углом, определ емым

из соотношени :

hi -h2

I

Ak -A:

j m

где а- угол наклона прорези, радhi - 2,85 мм и П2 1,0 мм - толщина

соответственно переднего и заднего концов

клинового листа;

I 5600 мм - длина клинового листа:

, 118-7.1 ., , Ak ггч 4,1

27

- выт жка при

гор чей прокатке до изменени  нтпра тени  прокатки;

27 А -тест 7-суммарна  выт жка при

гор чей и холодной прокатке после изменени  направлени  прокатки;

m - 1,02 - коэффициент, завис щий от уширени .

Отсюда

а - arc to 2 L 1 °41-72- 1 - a drcigгщз4,1 i 1 Q2

arc tg 0,065 3 ° 43 .

Ширину прорези выполн ли равной 7,1 мм. что составл ло 0,06 (среднее значение в формуле изобретени ) от толщины одного из концов клинового листа (па - 1,0 мм) на выт жку при гор чей и холодной прокатке

(110,9/3,85 28,8) и на коэффициент, завис щий от уширени  (1/1,02). В результате получали 1.110,9/3,85 1/1,02 28,2 мм-это рассто ние от большой грани слитка до прорези . Глубину прорези (250 мм) выполн ли кратной 1,7 отношени  ширины клинового листа (600 мм) к выт жке при гор чей прокатке до изменени  направлени  прокатки (110.9/27 - 4,1/, т.е. 1.7 600/4,1 - 250. Поверхность прорезей перед прокаткой покрывали термостойким противосварочным покрытием.

Слиток нагревали в печи сопротивлени  до температуры 430°С и катали на стане трио по схеме: 118-114-96-80-65-52-44-36- мм, задава  в валки в каждом проходе среднюю без прорези грань слитка, т.е. осу ществл   прокатку на ширину. При этом отношение длины дуги контакта с валками к средней толщине раскатанного слитка (геометрический параметр очага деформации Ifl/hcp) измен лось от прохода к проходу как: 0,46-0. 76-0. 86-1. 01-1. 17-1. 12-1, 34-1, 41-1,15.

Затем осуществл ли обрезку переднего и заднего концов подката, раскантовку на 90° и дальнейшую гор чую прокатку по схеме: 27-22-19-16.5-14.5-11,5-10-9-8 мм. При этом отношение длины дуги контакта с валками к средней толщине раскатанного слитка измен лось как 1,7-1, 6-1. 7-1, 7-1,7-1,9-2, 2-2, 0-2, 2,2. т.е. в первом проходе после раскантовки было больше 1,5, но меньше 2.0.

Холодную многопроходную прокатку проводили на стане дуо 1800 на толщину 3,85 мм. После прокатки проводили термическую обработку закалкой в вертикальных закалочных печах, правку и резку листов на готовый размер 1,0-2.85-600x5600 мм.

Замеры толщины клиновых листов показали , что разнотолщинность листов укладываетс  в допуск ±0,1, т.е. в 2 раза меньше, чем в способе-прототипе, где предельные

отклонени  на толщину клиновых листов составл ют ± 0,2 мм. Кроме того, в сравнении с прототипом повышено качество выкатки: так непланшетность или-отставание листа от плоскости плиты при свободной укладке

листа составл ет 20 мм (особенно на клиновых листах, подвергнутых правке раст жением ), в то врем  как на листах, полученных в соответствии со способом-прототипом, непланшетность составл ет 40 мм, т.е. в два

раза больше.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Способ получени  клинового листа, включающий изготовление слитка пр моугольной формы с плоскими гран ми, гор чую и холодную прокатку, правку и обрезку концов, отличающийс  тем, что в слитке со стороны средней (боковой) грани на всю длину выполн ют прорезь, расположенную

   наклонно к большой грани слитка, гор чую прокатку ведут, задава  в валки в каждом проходе среднюю без прорези грань слитка, затем при достижении отношени  длины дуги контакта с валками к средней толщине

   раскатанного слитка 1,5-2.0 измен ют направление прокатки на 90°, при этом угол наклона прорези определ ют из соотношени 

   35

   а arc tg

   hi -h

   где а- угол наклона прорези, рад;

   hi и h2 - толщина соответственно переднего и заднего концов клинового листа, мм;

   I - длина клинового листа, мм: Ak - выт жка при гор чей прокатке до изменени  направлени  прокатки:

   А - суммарна  выт жка при гор чей и холодной прокатке после изменени  направлени  гор чей прокатки;

   m - коэффициент, завис щий от уширени , определ етс  экспериментальным путем и равен 1,014-1,03, и ширину прорези выполн ют равной 0,05-0,07 от толщины слитка на равных рассто ни х от больших граней слитка, определ емых как произведение толщины одного из концов клинового листа, выт жки при гор чей и холодной про- катке и коэффициента уширени , глубину прорези выполн ют кратной (1.08-1,12)п, где п 1 2. 3 и т.д отношению ширины клинового листа к выт жке при гор чей прокатке до изменение н по нлени  прокатки.

   9200014910
2. 2. Способ по п.1.отличающийс мостойким противосварочным покрытием. тем, что при прокатке слитков, на поверхно-не образующим на поверхности п тен, сти которых образуютс  хрупкие легкоразрушающиес  окисные плены, поверхность .
3. 3. Способ по п. 1.отличающийс  прорезей перед прокаткой покрывают тер- 5тем, что правку ведут раст жением.