RU2347631C1 - Method for production of billets with fine-grained structure by combined screw and lengthwise rolling - Google Patents

Method for production of billets with fine-grained structure by combined screw and lengthwise rolling Download PDF

Info

Publication number
RU2347631C1
RU2347631C1 RU2007141122/02A RU2007141122A RU2347631C1 RU 2347631 C1 RU2347631 C1 RU 2347631C1 RU 2007141122/02 A RU2007141122/02 A RU 2007141122/02A RU 2007141122 A RU2007141122 A RU 2007141122A RU 2347631 C1 RU2347631 C1 RU 2347631C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rolling
workpiece
lengthwise
fine
helical
Prior art date
Application number
RU2007141122/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руслан Зуфарович Валиев (RU)
Руслан Зуфарович Валиев
Хамит Шафкатович Салимгареев (RU)
Хамит Шафкатович Салимгареев
Роман Русланович Валиев (RU)
Роман Русланович Валиев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
Priority to RU2007141122/02A priority Critical patent/RU2347631C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2347631C1 publication Critical patent/RU2347631C1/en

Links

Landscapes

  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: method includes outer roller deformation of billet by twisted it between adjacent cages of screw and lengthwise rolling. Deformation accompanied by change of physical-mechanical properties of metal and generation of fine-grained structure is provided since processing is started with lengthwise rolling, afterwards helical rolling is carried out with circular drafting and rotation of billet, affecting the billet with compressing force due to upthrust force achieved due to difference of metal outflow rates in process of lengthwise and helical rolling. Upthrust force is adjusted by changing of size of drafting screw and lengthwise rolling.
EFFECT: improved mechanical properties in production of lengthy billets with fine-grained structure.
2 cl, 1 dwg, 1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, более конкретно к прокатному производству, и может быть использовано для получения длинномерных заготовок с мелкозернистой структурой.The invention relates to the processing of metals by pressure, and more particularly to rolling production, and can be used to obtain long billets with a fine-grained structure.

Известен способ обработки осесимметричных заготовок кручением при вращении частей контейнера, при котором заготовку перемещают вдоль контейнера так, что каждое ее сечение, по меньшей мере, один раз проходит через место стыка частей контейнера (патент РФ №2021064, МПК B21J 5/00, опубл. 09.04.1991 г.).A known method of processing axisymmetric workpieces by torsion during rotation of the container parts, in which the workpiece is moved along the container so that each section crosses it at least once through the junction of the container parts (RF patent No. 2021064, IPC B21J 5/00, publ. April 9, 1991).

Известный способ позволяет получать высокую степень интенсивной пластической деформации и, как следствие, высокие механические свойства по длине и сечению заготовок. Недостатком является ограниченная длина заготовок и низкая производительность процесса.The known method allows to obtain a high degree of intense plastic deformation and, as a consequence, high mechanical properties along the length and cross section of the workpieces. The disadvantage is the limited length of the workpieces and the low productivity of the process.

Известен способ совмещенной непрерывной винтовой и продольной прокатки, включающий вневалковую деформацию заготовки скручиванием в промежутке между смежными клетями винтовой и продольной прокатки (патент РФ №2184657, МПК В21В 19/02, опубл. 10.07.2002 г.). Недостатком способа является нестабильность механических характеристик по длине заготовки.A known method of combined continuous helical and longitudinal rolling, including extralock deformation of the workpiece by twisting in the gap between adjacent stands of helical and longitudinal rolling (RF patent No. 2184657, IPC B21B 19/02, published on July 10, 2002). The disadvantage of this method is the instability of the mechanical characteristics along the length of the workpiece.

Наиболее близким к предложенному является способ совмещенной непрерывной винтовой и продольной прокатки, включающий вневалковую деформацию заготовки скручиванием в промежутке между смежными клетями винтовой и продольной прокатки, причем деформацию скручиванием производят в клети винтовой прокатки, останавливая вращение заготовки на выходе из валков роликовой проводкой и выбирая расчетную величину радиального обжатия заготовки (патент РФ №2278747, МПК В21В 19/02, опубл. 10.06. 2005 г.).Closest to the proposed one is a method of combined continuous helical and longitudinal rolling, including non-rolling deformation of the workpiece by twisting in the gap between adjacent stands of screw and longitudinal rolling, moreover, twisting deformation is performed in the helical rolling mill, stopping the rotation of the workpiece at the exit of the rolls by roller wiring and choosing the calculated value radial compression of the workpiece (RF patent No. 2278747, IPC B21B 19/02, publ. 10.06. 2005).

Данный способ позволяет получать заготовки любой длины с высокой технологической производительностью с одинаковым уровнем механических свойств по всей длине. Но небольшие степени интенсивной пластической деформации (ε<3) не обеспечивают высокие механические свойства. Кроме того, способ пригоден только для пластичных материалов, поскольку предусматривает вытяжку заготовки (натяжение) между клетями винтовой и продольной прокатки.This method allows to obtain blanks of any length with high technological productivity with the same level of mechanical properties along the entire length. But small degrees of intense plastic deformation (ε <3) do not provide high mechanical properties. In addition, the method is suitable only for ductile materials, since it involves the extraction of the workpiece (tension) between the stands of helical and longitudinal rolling.

Предложенное изобретение направлено на получение длинномерных заготовок с мелкозернистой структурой в широком ассортименте материала, обладающих высокими механическими свойствами и однородностью структуры по всей длине.The proposed invention is aimed at obtaining long billets with a fine-grained structure in a wide range of materials with high mechanical properties and uniform structure over the entire length.

Поставленная задача решается способом совмещенной непрерывной винтовой и продольной прокатки, включающим вневалковую деформацию заготовки скручиванием в промежутке между смежными клетями винтовой и продольной прокатки, в котором, в отличие от прототипа, обработку начинают продольной прокаткой, после чего осуществляют поперечно-винтовую прокатку с круговым обжатием и вращением заготовки, обеспечивая при этом действие на заготовку сжимающего напряжения за счет усилия подпора, достигаемого за счет разности скоростей истечения металла в процессе продольной и винтовой прокатки.The problem is solved by the method of combined continuous screw and longitudinal rolling, including non-rolling deformation of the workpiece by twisting in the gap between adjacent stands of screw and longitudinal rolling, in which, unlike the prototype, the processing is started by longitudinal rolling, after which cross-helical rolling with circular compression and rotation of the workpiece, while providing an action of compressive stress on the workpiece due to the back-up force achieved due to the difference in the velocity of the metal in the longitudinal and helical rolling.

Усилие подпора регулируют изменением величины обжатия поперечной и винтовой прокатки.The back pressure is controlled by changing the compression ratio of the transverse and helical rolling.

В предложенном способе для формирования нанокристаллической структуры с целью достижения высоких механических свойств интенсивную пластическую деформацию заготовки осуществляют с применением сжимающих напряжений. Это предотвращает разрушение деформируемого тела при невысоких температурах и больших деформирующих силах, имеющих место при обработке наноструктурных материалов. Создается локальный очаг деформации, который управляемо перемещается по заготовке, и благодаря этому последовательно и многократно прорабатывается структура в каждом микрообъеме. При этом возможно получить большие значения степени интенсивной пластической деформации (ε<30).In the proposed method for the formation of a nanocrystalline structure in order to achieve high mechanical properties, intense plastic deformation of the workpiece is carried out using compressive stresses. This prevents the destruction of the deformable body at low temperatures and high deforming forces that occur during the processing of nanostructured materials. A local deformation zone is created, which is controllably moved along the workpiece, and thanks to this, the structure in each microvolume is sequentially and repeatedly worked out. In this case, it is possible to obtain large values of the degree of intense plastic deformation (ε <30).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана схема совмещенной прокатки. На схеме обозначено: заготовка 1, валки продольной прокатки 2, валки поперечно-винтовой прокатки 3.The invention is illustrated by the drawing, which shows the scheme of combined rolling. The diagram indicates: blank 1, rolls of longitudinal rolling 2, rolls of cross-helical rolling 3.

Способ совмещенной непрерывной продольной и винтовой прокатки осуществляется следующим образом. В начале заготовка 1 прокатывается в валках клетей продольной прокатки 2, где получает деформацию в поперечном направлении, затем поступает в валки поперечно-винтовой прокатки 3, где осуществляется круговое обжатие заготовки, и она получает вращательное движение. В связи с тем, что в валках 2 металл заготовки движется только по оси, а в валках 3 есть, кроме того, и вращательное движение, то в промежутке между этими валками происходит скручивание заготовки. Осевая скорость выхода металла из валков 2 больше, чем из валков 3, в результате чего создается усилие подпора на участке заготовки между этими валками. Величина усилия подпора зависит от механических свойств материала и степени сдвиговой деформации и подбирается опытным путем. Может быть достигнуто усилие подпора до 10 ГПа.The method of combined continuous longitudinal and helical rolling is as follows. At the beginning, the workpiece 1 is rolled in rolls of the stands of longitudinal rolling 2, where it receives deformation in the transverse direction, then it enters the rolls of cross-helical rolling 3, where the workpiece is crimped in a circular manner, and it receives a rotational movement. Due to the fact that in the rolls 2 the workpiece metal moves only along the axis, and in the rolls 3 there is, in addition, a rotational movement, the workpiece is twisted in the gap between these rolls. The axial velocity of metal exit from the rolls 2 is greater than from the rolls 3, as a result of which a back-up force is created in the workpiece area between these rolls. The amount of back pressure depends on the mechanical properties of the material and the degree of shear deformation and is selected empirically. A backing force of up to 10 GPa can be achieved.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Была проведена опытная прокатка. При отработке режима прокатки изменялись параметры настройки стана продольной прокатки. Были прокатаны заготовки диаметром 35 из сплава ВТ1-0 при комнатной температуре.Experimental rolling was carried out. When working out the rolling mode, the settings of the longitudinal rolling mill were changed. Workpieces with a diameter of 35 were made from VT1-0 alloy at room temperature.

Результаты прокатки приведены в таблице.The rolling results are shown in the table.

Расчетное обжатие, ммEstimated reduction, mm 55 55 55 55 55 55 Установленное обжатие, ммSet compression, mm 4four 55 5,55.5 66 77 88 Суммарная накопленная деформация, εTotal accumulated strain, ε 33 4four 55 77 1313 Характеристика процессаProcess characteristic нормаnorm нормаnorm нормаnorm нормаnorm нормаnorm Остановка процессаProcess stop

Как видно из таблицы, при значениях обжатия больше 4 мм процесс прокатки идет нормально, при этом возможно увеличивать степень интенсивной пластической деформации, а значит, обеспечивается рост механических характеристик по всей длине проката. При обжатии 8 мм прокатка прекращается, заготовка теряет устойчивость.As can be seen from the table, when the compression values are more than 4 mm, the rolling process proceeds normally, while it is possible to increase the degree of intense plastic deformation, which means that the mechanical characteristics are increased along the entire length of the rolled product. When crimping 8 mm, rolling stops, the workpiece loses stability.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет получать длинномерные заготовки с мелкозернистой структурой, обладающие высокими механическими свойствами.Thus, the proposed invention allows to obtain long workpieces with a fine-grained structure, with high mechanical properties.

Claims (2)

1. Способ совмещенной непрерывной винтовой и продольной прокатки, включающий вневалковую деформацию заготовки скручиванием в промежутке между смежными клетями винтовой и продольной прокатки, отличающийся тем, что обработку начинают продольной прокаткой, после чего осуществляют поперечно-винтовую прокатку с круговым обжатием и вращением заготовки, с обеспечением воздействия на заготовку сжимающего напряжения усилием подпора за счет разности скоростей истечения металла в процессе продольной и винтовой прокатки.1. The method of combined continuous screw and longitudinal rolling, including extralock deformation of the workpiece by twisting in the gap between adjacent stands of screw and longitudinal rolling, characterized in that the treatment is started by longitudinal rolling, after which cross-helical rolling with circular compression and rotation of the workpiece is carried out, ensuring the impact on the workpiece of compressive stress by back-up force due to the difference in the velocities of the flow of metal in the process of longitudinal and helical rolling. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что усилие подпора регулируют изменением величины обжатия поперечной и винтовой прокатки. 2. The method according to claim 1, characterized in that the back-up force is controlled by changing the compression ratio of the transverse and helical rolling.
RU2007141122/02A 2007-11-06 2007-11-06 Method for production of billets with fine-grained structure by combined screw and lengthwise rolling RU2347631C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141122/02A RU2347631C1 (en) 2007-11-06 2007-11-06 Method for production of billets with fine-grained structure by combined screw and lengthwise rolling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141122/02A RU2347631C1 (en) 2007-11-06 2007-11-06 Method for production of billets with fine-grained structure by combined screw and lengthwise rolling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2347631C1 true RU2347631C1 (en) 2009-02-27

Family

ID=40529749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007141122/02A RU2347631C1 (en) 2007-11-06 2007-11-06 Method for production of billets with fine-grained structure by combined screw and lengthwise rolling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2347631C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489219C1 (en) * 2012-06-01 2013-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ФГБОУ ВПО "СПбГПУ") Method of rolling billets with fine-grained structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489219C1 (en) * 2012-06-01 2013-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ФГБОУ ВПО "СПбГПУ") Method of rolling billets with fine-grained structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10774411B2 (en) Nickel-based alloy tubes and method for production thereof
KR20090115471A (en) Method and apparatus for the grain refinement of tube-shaped metal material using the ECAE process
KR20010044765A (en) Production method of grain refinement of difficult-to-work materials using double equal channel angular processing
RU2347631C1 (en) Method for production of billets with fine-grained structure by combined screw and lengthwise rolling
Kashi et al. Microstructure and mechanical properties of the ultrafine-grained copper tube produced by severe plastic deformation
CN109909296B (en) Reverse-cone spiral roller superfine crystal rolling method for large-size titanium alloy bar
RU2361687C1 (en) Method of long-measuring blanks receiving with fine-grained structure
RU2464116C1 (en) Method of producing titanium round rods with ultrafine structure
Thangapandian et al. On the role of experimental variables in the repetitive corrugation and straightening of an Al-Mg alloy
JP2004174563A (en) Method and equipment for controlling structure of metallic tube and method for producing metallic sheet
JP5615938B2 (en) Tube rolling plant
RU2709554C1 (en) Method of wire hardening by plastic deformation
RU2563083C1 (en) Method of manufacture of long-length work piece from titanium alloy
JPH0520165B2 (en)
RU2827567C1 (en) Method of producing seamless pipes from titanium nickelide-based shape memory alloys
RU108326U1 (en) TECHNOLOGICAL TOOL OF A THREE-SWEEL CROSS-SCREW ROLLING MACHINE
RU2476288C2 (en) Method of drawing
RU2418092C1 (en) Procedure for fabrication of titanium work-pieces of polyhedral or round shape in nano structured state and device for deformation treatment of titanium work-pieces
RU2519078C1 (en) Method of combined casting, rolling and forming and device to this end
Kliber Advanced forming technology
US6830637B2 (en) Large diameter tungsten-lanthana rod
Fomin et al. Investigation of skew piercing and upsetting effect on wheel steel mechanical properties
RU2489219C1 (en) Method of rolling billets with fine-grained structure
JPH0579401B2 (en)
KR20220080434A (en) Titanium alloy manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091107