RU2221654C1

RU2221654C1 - Method for making low carbon reinforcing wire

Info

Publication number: RU2221654C1
Application number: RU2002114919/02A
Authority: RU
Inventors: В.А. Харитонов; А.Г. Корчунов
Original assignee: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-20
Also published as: RU2002114919A

Abstract

FIELD: manufacture of reinforcing wire. SUBSTANCE: method for making reinforcing wire with diameter 5.0 mm and more comprises steps of performing hot rolling of round rod of low carbon steel; then cooling and descaling it; performing cold plastic deforming in roll grooved pass of two roll system during two passes; at first pass performing deformation between smooth rolls at deformation degree 28 - 32% until making intermediate plane-oval cross section of wire; at second pass deforming wire in round roll grooved pass at deformation degree 30 - 35% along its large axis; profiling wire. Method allows to increase plastic properties of reinforcing wire by 23 - 28%. EFFECT: possibility for creating homogenous uniformly distributed deformation structure along the whole cross section of wire. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении проволоки диаметром 5,0 мм и более для армирования железобетонных конструкций. The invention relates to the field of metal forming and can be used in the manufacture of wire with a diameter of 5.0 mm or more for reinforcing reinforced concrete structures.

Известен способ изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки, включающий горячую прокатку катанки, охлаждение, удаление окалины, холодную пластическую деформацию волочением в монолитных волоках и профилирование (см. авт. св. СССР 761577, С 21 D 1/02, С 21 D 9/52). A known method of manufacturing a low-carbon reinforcing wire, including hot rolling of wire rod, cooling, descaling, cold plastic deformation by drawing in monolithic dies and profiling (see ed. St. USSR 761577, C 21 D 1/02, C 21 D 9/52) .

Недостатком известного способа является невозможность получения достаточно высоких пластических свойств готовой проволоки больших диаметров из-за неравномерности распределения деформации по сечению проволоки при волочении. Это исключает возможность гибки арматурной проволоки, ограничивая область ее применения в строительстве. The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining sufficiently high plastic properties of the finished wire of large diameters due to the uneven distribution of deformation over the cross section of the wire during drawing. This eliminates the possibility of bending reinforcing wire, limiting the scope of its application in construction.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ изготовления арматурной проволоки, включающий горячую прокатку круглой катанки из низкоуглеродистой стали, охлаждение, удаление окалины, холодную пластическую деформацию и последующее профилирование проволоки. Причем холодную пластическую деформацию проволоки осуществляют волочением со степенью деформации 40-80%, а после волочения проводят отпуск при температуре 420-550^oС в течение 5 с (см. авт. св. СССР 724584, С 21 D 9/52).The closest analogue to the claimed object is a method of manufacturing a reinforcing wire, including hot rolling a round wire rod of low carbon steel, cooling, descaling, cold plastic deformation and subsequent profiling of the wire. Moreover, cold plastic deformation of the wire is carried out by drawing with a degree of deformation of 40-80%, and after drawing, tempering is carried out at a temperature of 420-550 ^o C for 5 s (see ed. St. USSR 724584, C 21 D 9/52).

Недостатком данного способа является неравномерность распределения деформации по сечению проволоки при волочении с локализацией деформации в периферийных ее слоях, что приводит к интенсивному трещинoобразованию, повышению уровня остаточных напряжений и ухудшению условий формирования структуры деформации, а следовательно, к снижению пластических свойств проволоки больших диаметров. Причем, снижение указанных свойств проволоки прогрессивно усиливается при волочении ее с малыми единичными степенями деформации и при увеличении диаметра проволоки. The disadvantage of this method is the uneven distribution of deformation over the cross section of the wire when drawing with localization of deformation in its peripheral layers, which leads to intense crack formation, an increase in the level of residual stresses and a deterioration in the formation conditions of the deformation structure, and therefore, a decrease in the plastic properties of large wire diameters. Moreover, the decrease in the indicated properties of the wire is progressively enhanced by dragging it with small unit degrees of deformation and with an increase in the diameter of the wire.

В основу изобретения поставлена задача разработать такой способ изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки больших диаметров, который обеспечил бы значительное увеличение ее пластических свойств за счет создания однородной равномерно распределенной структуры деформации по всему сечению проволоки. The basis of the invention is the task to develop such a method of manufacturing low-carbon reinforcing wire of large diameters, which would provide a significant increase in its plastic properties by creating a uniform, uniformly distributed deformation structure over the entire cross section of the wire.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки, включающем горячую прокатку круглой катанки из низкоуглеродистой стали, охлаждение, удаление окалины, холодную пластическую деформацию и последующее профилирование проволоки, согласно изобретению, холодную пластическую деформацию ведут в два прохода в двухвалковой системе калибров, причем в первом проходе деформацию осуществляют на гладких валках со степенью деформации 28-32%, до получения промежуточного плоскоовального сечения проволоки, а во втором проходе проволоку деформируют в круглом калибре со степенью деформации 30-35% по ее большей оси. The problem is solved in that in the known method of manufacturing a low-carbon reinforcing wire, including hot rolling of a round wire rod from low-carbon steel, cooling, descaling, cold plastic deformation and subsequent profiling of the wire, according to the invention, cold plastic deformation is carried out in two passes in a twin-roll gauge system moreover, in the first pass, the deformation is carried out on smooth rolls with a degree of deformation of 28-32%, to obtain an intermediate flat oval se eniya wire and the second wire passage is deformed to round pass with a degree of deformation of 30-35% in its major axis.

Известен прием деформации в двухвалковой системе калибров при горячей прокатке круглых профилей из круглых заготовок большего диаметра. При этом прокатку ведут в два прохода: первоначально круглую заготовку прокатывают на гладких валках, а затем полученный плоскоовальный раскат деформируют по большей оси в круглом калибре. Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении требуемого формоизменения металла (см. Смирнов В. К. , Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. - М.: Металлургия, 1987, с. 85, 86). A known method of deformation in a two-roll gauge system during hot rolling of round profiles from round billets of larger diameter. In this case, rolling is carried out in two passes: initially, a round billet is rolled on smooth rolls, and then the resulting flat oval roll is deformed along the major axis in a round gauge. The technical result achieved in this case is to ensure the required metal shaping (see Smirnov V.K., Shilov V.A., Inatovich Yu.V. Calibration of rolling rolls. - M .: Metallurgy, 1987, p. 85, 86).

Как в известном, так и в заявляемом способе, указанные признаки предназначены для осуществления формоизменения металла. Однако в заявляемом способе в два прохода с заявляемыми режимами осуществляют холодную пластическую деформацию металла. При этом заявляемые отличительные признаки наравне с известным техническим свойством проявляют новое техническое свойство, заключающееся в формировании однородной равномерно распределенной структуры деформации по всему сечению проволоки больших диаметров, что позволяет значительно повысить пластические свойства изготавливаемой низкоуглеродистой арматурной проволоки и расширить область ее применения в строительстве. Both in the known and in the claimed method, these features are intended for the implementation of metal forming. However, in the inventive method in two passes with the claimed modes carry out cold plastic deformation of the metal. Moreover, the claimed distinctive features, along with the well-known technical property, exhibit a new technical property, which consists in the formation of a uniform, uniformly distributed deformation structure over the entire cross section of large diameter wire, which can significantly increase the plastic properties of the manufactured low-carbon reinforcing wire and expand its field of application in construction.

Сведений о холодной пластической деформации проволоки в двухвалковой системе калибров с заявляемыми режимами в известных технических решениях не обнаружено. Information about the cold plastic deformation of the wire in a two-roll gauge system with the claimed modes in the known technical solutions was not found.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". Based on the foregoing, we can conclude that for a specialist the inventive method of manufacturing low-carbon reinforcing wire does not follow explicitly from the prior art, and therefore meets the patentability condition "inventive step".

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Горячей прокаткой получают круглую катанку из низкоуглеродистой стали, которую затем охлаждают до температуры 650-1000^oС. Охлаждение катанки ведут любым известным способом, например способом, описанным в книге Беняковского М. А. , Богоявленского К.Н., Виткина А.И. и др. Технология прокатного производства, кн.1, М.: Металлургия, 1991, с.393-396.By hot rolling, a round wire rod of low carbon steel is obtained, which is then cooled to a temperature of 650-1000 ^° C. The wire rod is cooled by any known method, for example, the method described in the book by M. A. Benyakovsky, K. N. Bogoyavlensky, A. A. Vitkin. et al. Rolling production technology, book 1, Moscow: Metallurgy, 1991, p. 393-396.

После охлаждения с поверхности катанки удаляют окалину. Окалину удаляют любым известным механическим или химическим способом, например химическим способом, описанным в книге Красильникова Л.А. Волочильщик метизных цехов. - М.: Металлургия, 1968, с.172-174. After cooling, scale is removed from the surface of the wire rod. Dross is removed by any known mechanical or chemical method, for example, by the chemical method described in the book of L. A. Krasilnikov. Drawer of hardware workshops. - M.: Metallurgy, 1968, p. 172-174.

После удаления окалины катанку подвергают холодной пластической деформации в два прохода в двухвалковой системе калибров до получения круглой проволоки-заготовки под профилирование. After descaling, the wire rod is subjected to cold plastic deformation in two passes in a two-roll gauge system until a round billet wire for profiling is obtained.

Причем в первом проходе деформацию круглой катанки ведут на гладких валках со степенью деформации 28-32% до получения промежуточного плоскоовального сечения проволоки. Это приводит к возникновению в проволоке конусообразных зон интенсивной пластической деформации, распространяющихся от перефирийных к центральным ее слоям. Moreover, in the first pass, the deformation of the round wire rod is carried out on smooth rolls with a degree of deformation of 28-32% until an intermediate plane oval cross-section of the wire is obtained. This leads to the appearance of cone-shaped zones of intense plastic deformation in the wire, propagating from the periphery to its central layers.

При этом в боковых зонах плоскоовального сечения проволоки, испытывающих незначительные деформации, активируются свободные плоскости скольжения, создавая благоприятные условия для дальнейшей деформации во втором проходе и формирования равномерно распределенной однородной структуры деформации по всему сечению проволоки, обеспечивающей максимальное повышение пластических свойств проволоки. At the same time, in the lateral zones of the plane-oval cross-section of the wire undergoing slight deformations, free slip planes are activated, creating favorable conditions for further deformation in the second pass and the formation of a uniformly distributed homogeneous deformation structure over the entire cross section of the wire, providing the maximum increase in the plastic properties of the wire.

Во втором проходе полученную проволоку деформируют в круглом калибре со степенью деформации 30-35% по ее большей оси, что обеспечивает последующее обжатие боковых поверхностей проволоки, не контактировавших с валками в первом проходе. Это приводит к возникновению в проволоке зон интенсивной пластической деформации, в которых деформация происходит по предварительно активированным плоскостям скольжения. При этом пластические области равномерно распространяются вглубь сечения проволоки и смыкаются с деформированными зонами сечения проволоки, созданными в первом проходе. In the second pass, the resulting wire is deformed in a round gauge with a degree of deformation of 30-35% along its larger axis, which ensures subsequent compression of the side surfaces of the wire that are not in contact with the rolls in the first pass. This leads to the appearance of zones of intense plastic deformation in the wire, in which the deformation occurs along previously activated slip planes. In this case, the plastic regions evenly extend deeper into the cross section of the wire and merge with the deformed zones of the cross section of the wire created in the first pass.

Таким образом, в процессе изготовления деформация по всему сечению круглой проволоки распределяется равномерно, формируя при этом однородную ее структуру, что обеспечивает получение проволоки с высокими пластическими свойствами. Thus, in the manufacturing process, the deformation over the entire cross section of the round wire is distributed evenly, while forming its uniform structure, which ensures the production of a wire with high plastic properties.

Осуществлять деформацию проволоки в первом проходе со степенью деформации менее 28% нецелесообразно, так как в этом случае пластические области локализуются в периферийных слоях проволоки, не достигая ее центральных слоев, а возникающие при этом в указанных слоях растягивающие напряжения вызывают появление трещин, что снижает пластические свойства проволоки. It is inexpedient to deform the wire in the first pass with a degree of deformation of less than 28%, since in this case plastic regions are localized in the peripheral layers of the wire without reaching its central layers, and tensile stresses arising in these layers cause cracks, which reduces the plastic properties wire.

Осуществлять деформацию проволоки в первом проходе со степенью деформации более 32% также нецелесообразно, так как при этом увеличивается вероятность появления трещин на боковых свободных поверхностях промежуточного плоскоовального сечения проволоки за счет действия значительных нормальных растягивающих напряжений, превышающих критические. It is also inexpedient to deform the wire in the first pass with a degree of deformation of more than 32%, since this increases the likelihood of cracks on the lateral free surfaces of the intermediate plane oval cross-section of the wire due to the action of significant normal tensile stresses exceeding the critical ones.

Осуществлять во втором проходе деформацию проволоки со степенью деформации менее 30% нецелесообразно, так как это приводит к незаполнению круглого калибра, что исключает получение профиля проволоки, пригодного для профилирования. In the second pass, it is not practical to deform a wire with a degree of deformation of less than 30%, since this leads to a non-filling of a round gauge, which excludes obtaining a wire profile suitable for profiling.

Деформация проволоки во втором проходе со степенью деформации более 35% приводит к тому, что пластические области от верхнего и нижнего валков проникают на всю глубину проволоки и, взаимодействуя друг с другом, выклинивают центральные боковые части проволоки, вызывая уширение и переполнение круглого калибра, что также исключает получение профиля проволоки, необходимого для профилирования. The deformation of the wire in the second pass with a degree of deformation of more than 35% leads to the fact that the plastic regions from the upper and lower rolls penetrate the entire depth of the wire and, interacting with each other, wedge out the central side parts of the wire, causing broadening and overflow of round gauge, which also eliminates the need for a wire profile required for profiling.

После холодной пластической деформации круглую проволоку-заготовку профилируют, например волочением в неприводных роликовых волоках или прокаткой в приводных валках с фасонной формой ручья. После чего арматурная проволока готова к использованию. After cold plastic deformation, the round billet wire is profiled, for example, by drawing in non-driven roller dies or rolling in drive rolls with a shaped stream shape. Then the reinforcing wire is ready for use.

Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению со способом, взятым за прототип, были проведены лабораторные испытания. To substantiate the advantages of the proposed method in comparison with the method taken as a prototype, laboratory tests were conducted.

Горячей прокаткой получали круглую катанку диаметром 8,0 мм из стали ст3пс. Затем катанку охлаждали до температуры 850^oС. После этого с поверхности катанки удаляли окалину химическим способом. Холодную пластическую деформацию осуществляли по режимам обработки, указанным в таблице. Было проведено 6 опытов: три опыта ( 1-3) с заявляемыми режимами, два опыта ( 4 и 5) с режимами, выходящим за заявляемые пределы, и опыт 6 - по режимам способа-прототипа. Причем по способу-прототипу обрабатывали катанку диаметром 8,0 мм. После холодной пластической деформации проволоку диаметром 6,0 мм профилировали. Результаты испытаний приведены в таблице.By hot rolling a round wire rod with a diameter of 8.0 mm was made of steel st3ps. Then the wire rod was cooled to a temperature of 850 ^o C. After that, scale was removed from the surface of the wire rod by a chemical method. Cold plastic deformation was carried out according to the processing regimes indicated in the table. 6 experiments were conducted: three experiments (1-3) with the claimed modes, two experiments (4 and 5) with modes beyond the declared limits, and experience 6 - according to the modes of the prototype method. Moreover, according to the prototype method, a wire rod with a diameter of 8.0 mm was processed. After cold plastic deformation, a wire with a diameter of 6.0 mm was profiled. The test results are shown in the table.

Результаты исследований показали, что заявляемый способ изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки (опыты 1-3) по сравнению с прототипом (опыт 6) обеспечивает увеличение ее пластических свойств на 23-28%. The research results showed that the inventive method of manufacturing a low-carbon reinforcing wire (experiments 1-3) compared with the prototype (experiment 6) provides an increase in its plastic properties by 23-28%.

Claims

A method of manufacturing a low-carbon reinforcing wire, including hot rolling a round wire rod of low-carbon steel, cooling, descaling, cold plastic deformation and subsequent profiling of the wire, characterized in that the cold plastic deformation is carried out in two passes in a twin roll gauge, and in the first pass, the deformation is carried out on smooth rolls with a degree of deformation of 28-32% to obtain an intermediate plane oval cross-section of the wire, and in the second pass, the wire is deformed iruyut in round pass with a degree of deformation of 30-35% in its major axis.