RU2391155C1 - Method of shell manufacturing out of cast blank - Google Patents
Method of shell manufacturing out of cast blank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2391155C1 RU2391155C1 RU2009118973/02A RU2009118973A RU2391155C1 RU 2391155 C1 RU2391155 C1 RU 2391155C1 RU 2009118973/02 A RU2009118973/02 A RU 2009118973/02A RU 2009118973 A RU2009118973 A RU 2009118973A RU 2391155 C1 RU2391155 C1 RU 2391155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- workpiece
- turns
- compression
- diameter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и касается получения полых заготовок - гильз из непрерывно-литой заготовки или слитка.The invention relates to the field of metal forming and relates to the production of hollow billets - sleeves from a continuously cast billet or ingot.
В настоящее время известен способ получения трубчатых изделий, включающий прошивку сплошной заготовки с обжатием по диаметру 8-20% при углах подачи 10-18 градусов (Авторское свидетельство СССР №738697).Currently, a known method of producing tubular products, including flashing a solid billet with compression in diameter of 8-20% at feed angles of 10-18 degrees (USSR Author's Certificate No. 738697).
Недостатком этого способа является невозможность получения качественных гильз из литого металла, т.к. при таких режимах прошивки происходит разрушение металла в осевой зоне заготовки перед носком оправки.The disadvantage of this method is the inability to obtain high-quality cast metal sleeves, because with these firmware modes, the metal is destroyed in the axial zone of the workpiece in front of the toe of the mandrel.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является способ изготовления гильз из литой заготовки, включающий подачу нагретой заготовки в рабочие валки, развернутые на угол подачи и раскатки, захват нагретой заготовки вращающимися рабочими валками, имеющими входной конус, пережим и выходной конус, обжатие ее по диаметру во входном конусе при заданном суммарном обжатии перед носком оправки и прошивку заготовки оправкой (И.А.Фомичев. Косая прокатка. М.: Металлургиздат, 1963, стр.212-217).Closest to the technical nature of the claimed technical solution is a method of manufacturing sleeves from a cast billet, comprising supplying a heated billet to work rolls deployed at an angle of feed and rolling, gripping a heated workpiece by rotating work rolls having an input cone, pinch and output cone, crimping it diameter in the inlet cone for a given total compression in front of the toe of the mandrel and piercing the workpiece with a mandrel (I.A. Fomichev. Oblique rolling. M: Metallurgizdat, 1963, pp. 212-217).
Недостатком данного способа является нестабильность получения качественной внутренней поверхности гильз, а также проработки структуры по толщине стенки при высокой точности геометрических размеров. Рекомендуемая величина обжатия перед носком оправки не связана с количеством полуоборотов заготовки в валках, в ходе которых изменяется схема напряженного состояния металла: сжимающие напряжения сменяются растягивающими. А именно этот фактор и приводит к микроразрушениям осевой зоны металла, трансформирующимся в дальнейшем во внутренние дефекты.The disadvantage of this method is the instability of obtaining high-quality inner surface of the liners, as well as the study of the structure of the wall thickness with high accuracy of geometric dimensions. The recommended amount of compression in front of the mandrel nose is not related to the number of half-turns of the workpiece in the rolls, during which the stress state of the metal changes: compressive stresses are replaced by tensile ones. Namely, this factor leads to microdestructions of the axial zone of the metal, which subsequently transforms into internal defects.
Задачей изобретения является повышение качества и точности геометрических размеров гильз при обжатии и прошивке заготовки из литого металла.The objective of the invention is to improve the quality and accuracy of the geometric dimensions of the sleeves during compression and firmware piercing of cast metal.
Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления гильз из литой заготовки в двухвалковом стане винтовой прокатки, включающем захват нагретой заготовки вращающимися валками, имеющими входной конус, пережим и выходной конус, ее обжатие по диаметру во входном конусе и прошивку оправкой, обжатие во входном конусе перед оправкой осуществляют за 3-7 полуоборотов заготовки при обжатии за полуоборот, составляющем 0,4-2%, а на последующих полуоборотах обжатие увеличивают в 2-3 раза.The problem is achieved in that in the method of manufacturing sleeves from a cast billet in a two-roll helical rolling mill, comprising gripping a heated billet by rotating rolls having an inlet cone, pinch and outlet cone, compressing it in diameter in the inlet cone and piercing with a mandrel, crimping in the inlet cone before the mandrel is carried out for 3-7 half-turns of the workpiece during compression for a half-turn of 0.4-2%, and in subsequent half-turns, the compression is increased by 2-3 times.
Количество полуоборотов заготовки N перед оправкой может быть определено из соотношения:The number of half-turns of the workpiece N in front of the mandrel can be determined from the ratio:
N=k3(d1|s)2(1-(1-u0)3)|(37,7tgάtgβ(d1|s-1)),N = k 3 (d 1 | s) 2 (1- (1-u 0 ) 3 ) | (37,7tgάtgβ (d 1 | s-1)),
где:Where:
u0 - суммарное относительное обжатие заготовки перед носком оправки, %;u 0 is the total relative compression of the workpiece in front of the toe of the mandrel,%;
β - угол подачи, град.;β - feed angle, deg .;
d1 - диаметр гильзы, мм;d 1 - the diameter of the sleeve, mm;
k - отношение диаметра заготовки к диаметру гильзы;k is the ratio of the diameter of the workpiece to the diameter of the sleeve;
s - толщина стенки гильзы, мм;s is the wall thickness of the sleeve, mm;
ά - угол конусности входного конуса валка, град.ά - taper angle of the input cone of the roll, deg.
Заявляемая совокупность признаков обеспечивает достижение задачи изобретения, а именно повышение качества и точности геометрических размеров гильз, получаемых из литой заготовки, за счет рационального выбора количества полуоборотов заготовки (т.е. количества контактов заготовки с каждым из валков при ее обжатии во входном конусе валков перед оправкой) в сочетании с величиной частного обжатия за полуоборот. В результате подбора оптимального сочетания этих параметров достигается интенсивная проработка структуры металла, не приводящая к его разрушению. Уменьшение количества полуоборотов менее 3 вызывает нарушение вторичного захвата и прекращение процесса прошивки. Увеличение числа полуоборотов заготовки свыше 7 приводит к появлению на внутренней поверхности гильзы плен из-за разрушения металла перед носком оправки. При обжатии за полуоборот менее 0,4% нарушаются условия первичного захвата, заготовка не втягивается валками в очаг деформации, установка величины обжатия более 2% вызывает нарушение условий вращения заготовки и также приводит к прекращению процесса прошивки. Последующее увеличение частного обжатия при обеспеченных на первых 3-7 полуоборотах условиях захвата обусловливает интенсивную проработку структуры металла и повышение качества гильз. При увеличении обжатия менее чем в 2 раза не достигается требуемая для проработки структуры степень деформации, увеличение же его более чем в три раза вызывает интенсивное скольжение металла относительно поверхности валка, т.к. происходит внедрение оправки в металл. Повышенное скольжение металла приводит к ухудшению качества наружной поверхности.The claimed combination of features ensures the achievement of the objective of the invention, namely, improving the quality and accuracy of the geometric dimensions of the sleeves obtained from the cast billet, by rational selection of the number of half-turns of the billet (i.e., the number of contacts of the billet with each of the rolls when it is crimped in the input cone of the rolls before mandrel) in combination with the amount of private reduction per half-turn. As a result of selecting the optimal combination of these parameters, an intensive study of the metal structure is achieved, which does not lead to its destruction. A decrease in the number of half-turns less than 3 causes a violation of the secondary capture and termination of the firmware process. The increase in the number of half-turns of the workpiece over 7 leads to the appearance of captures on the inner surface of the sleeve due to the destruction of the metal in front of the mandrel toe. When the reduction in half a turn of less than 0.4% is violated, the conditions of the initial grip are violated, the workpiece is not pulled by the rolls into the deformation zone, setting the compression value of more than 2% causes a violation of the conditions of rotation of the workpiece and also leads to the termination of the firmware process. The subsequent increase in private compression under the conditions of capture provided for the first 3–7 half-turns causes an intensive study of the metal structure and an increase in the quality of the sleeves. With an increase in compression of less than 2 times, the degree of deformation required for the study of the structure is not achieved, but an increase of it by more than three times causes intense sliding of the metal relative to the surface of the roll, because the mandrel is introduced into the metal. Increased metal slip leads to a deterioration in the quality of the outer surface.
Конкретное количество полуоборотов заготовки N перед оправкой может быть определено по формуле:The specific number of half-turns of the workpiece N before the mandrel can be determined by the formula:
где:Where:
u0 - суммарное относительное обжатие заготовки перед носком оправки, %;u 0 is the total relative compression of the workpiece in front of the toe of the mandrel,%;
β - угол подачи, град.;β - feed angle, deg .;
d1 - диаметр гильзы, мм;d 1 - the diameter of the sleeve, mm;
k - отношение диаметра заготовки к диаметру гильзы;k is the ratio of the diameter of the workpiece to the diameter of the sleeve;
s - толщина стенки гильзы, мм;s is the wall thickness of the sleeve, mm;
ά - угол конусности входного конуса валка, град.ά - taper angle of the input cone of the roll, deg.
Обжатие заготовки производится на участке входного конуса валков, который, в свою очередь, подразделяется на зоны до и после начала прошивки, то есть перед оправкой и после оправки вплоть до пережима. Суммарное относительное обжатие заготовки перед носком оправки определяется в плоскости, перпендикулярной оси прокатки и проходящей через первую по ходу прокатки точку касания металлом носка оправки. Величина относительного обжатия u0 обычно рассчитывается по формуле:Compression of the workpiece is carried out on the site of the input cone of the rolls, which, in turn, is divided into zones before and after the start of the firmware, that is, before the mandrel and after the mandrel up to clamping. The total relative compression of the workpiece in front of the mandrel nose is determined in a plane perpendicular to the axis of rolling and passing through the first point of contact with the metal of the mandrel nose that passes through the rolling. The value of the relative compression u 0 is usually calculated by the formula:
где:Where:
u0 - суммарное относительное обжатие заготовки перед носком оправки;u 0 - the total relative compression of the workpiece in front of the toe of the mandrel;
Dз - диаметр исходной заготовки, мм;D s - the diameter of the initial workpiece, mm;
D0 - диаметр заготовки в плоскости, проходящей через точку касания металлом носка оправки, мм.D 0 - the diameter of the workpiece in a plane passing through the point of contact with the metal of the tip of the mandrel, mm
Зная величину обжатия перед носком оправки, можно определить положение последней в очаге деформации, а затем с учетом значений угла подачи, угла конусности входного участка валков, размеров гильзы и заготовки рассчитать количество полуоборотов заготовки в валках.Knowing the amount of compression in front of the mandrel nose, it is possible to determine the position of the latter in the deformation zone, and then, taking into account the values of the feed angle, taper angle of the inlet portion of the rolls, the dimensions of the sleeve and the workpiece, calculate the number of half-turns of the workpiece in the rolls.
Способ прокатки осуществляется следующим образом. Нагретая заготовка задается в рабочие валки, где обжимается ими в калибре, образованном за счет взаимного сближения контактных поверхностей валков, обусловленного углом конусности валка. Размеры калибра определяются размерами получаемой гильзы и расчетной величиной суммарного относительного обжатия перед носком оправки. При обжатии заготовки валками последняя совершает определенное количество полуоборотов. Количество полуоборотов заготовки перед оправкой определяют из соотношения:The rolling method is as follows. The heated billet is set in the work rolls, where it is crimped by them in a caliber formed by the mutual contact of the contact surfaces of the rolls, due to the angle of the taper of the roll. The size of the caliber is determined by the size of the resulting sleeve and the estimated value of the total relative compression in front of the toe of the mandrel. When compressing the workpiece with rolls, the latter makes a certain number of half-turns. The number of half-turns of the workpiece in front of the mandrel is determined from the ratio:
N=k3(d1|s)2(1-(1-u0)3)|(37,7tgάtgβ(d1|s-1)),N = k 3 (d 1 | s) 2 (1- (1-u 0 ) 3 ) | (37,7tgάtgβ (d 1 | s-1)),
где:Where:
u0 - суммарное относительное обжатие заготовки перед носком оправки, %;u 0 is the total relative compression of the workpiece in front of the toe of the mandrel,%;
β - угол подачи, град.;β - feed angle, deg .;
d1 - диаметр гильзы, мм;d 1 - the diameter of the sleeve, mm;
k - отношение диаметра заготовки к диаметру гильзы;k is the ratio of the diameter of the workpiece to the diameter of the sleeve;
s - толщина стенки гильзы, мм;s is the wall thickness of the sleeve, mm;
ά - угол конусности входного конуса валка, град.ά - taper angle of the input cone of the roll, deg.
Если расчетное число полуоборотов менее 3 или более 7 для получения качественных гильз заданного сортамента из данной заготовки необходимо скорректировать величины угла подачи или угла конусности валка. При этом величина частного обжатия за полуоборот должна находиться в пределах 0,4-2%. Это обеспечивает стабильный захват заготовки валками и устойчивый процесс прошивки. Дальнейшее осевое перемещение заготовки в очаге деформации сопряжено с увеличением обжатия за полуоборот в 2-3 раза, интенсификация деформационных условий обеспечивает надежную проработку структуры металла.If the estimated number of half-turns is less than 3 or more than 7, in order to obtain high-quality sleeves of a given assortment from this workpiece, it is necessary to adjust the values of the feed angle or taper angle of the roll. In this case, the amount of private reduction per half-turn should be in the range of 0.4-2%. This ensures a stable grip of the workpiece rolls and a stable firmware process. Further axial movement of the workpiece in the deformation zone is associated with an increase in compression by half a turn of 2-3 times, the intensification of deformation conditions provides a reliable study of the metal structure.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Для прошивки гильз размерами 100×10 на прошивном стане МИСиС использовали непрерывно-литую заготовку диаметром 100 мм. Нагрев заготовок осуществляли в камерной печи до температуры 1180°. Перед прошивкой устанавливали расстояние между валками в пережиме В=88 мм, обжатие в пережиме - 12%, расстояние между линейками Л=94 мм, коэффициент овализации - 1,07. Угол входного конуса валка составлял φ=2,5°, угол раскатки γ=0°, диаметр оправки - 76,5 мм, угол подачи β=14°. Величину обжатия заготовки перед носком оправки с учетом заданной величины диаметра заготовки в плоскости, проходящей через точку касания металлом носка оправки, равной 95 мм, определяли из соотношения (2)For flashing sleeves with dimensions of 100 × 10, a continuously cast billet with a diameter of 100 mm was used on the MISiS piercing mill. The preforms were heated in a chamber furnace to a temperature of 1180 °. Before the flashing, the distance between the rolls in the clamp B = 88 mm, the compression in the clamp - 12%, the distance between the bars L = 94 mm, the ovalization coefficient - 1.07 were set. The angle of the inlet cone of the roll was φ = 2.5 °, the rolling angle γ = 0 °, the diameter of the mandrel - 76.5 mm, the feed angle β = 14 °. The amount of compression of the workpiece in front of the mandrel toe, taking into account the given value of the diameter of the workpiece in a plane passing through the point of contact with the metal of the mandrel toe, equal to 95 mm, was determined from the relation (2)
u0=(Dз-D0)/Dз=(100-95)/100=0,05u 0 = (D s -D 0 ) / D s = (100-95) / 100 = 0.05
Количество полуоборотов заготовки перед оправкой рассчитывали по формуле (1), оно составило N=6,44, т.е. находилось в указанных пределах. Величина обжатия за полуоборот на участке входного конуса с углом 2,5° перед оправкой составила 0,99%. Дальнейшее деформирование заготовки осуществляется при величине обжатия за полуоборот 2,5%, т.е. в 2,5 раза выше по сравнению с величиной обжатия в предыдущей зоне (перед оправкой) очага деформации.The number of half-turns of the workpiece in front of the mandrel was calculated by the formula (1), it amounted to N = 6.44, i.e. was within the specified limits. The amount of compression per half-turn in the section of the inlet cone with an angle of 2.5 ° in front of the mandrel was 0.99%. Further deformation of the workpiece is carried out at a compression ratio of 2.5% per half turn, i.e. 2.5 times higher compared to the amount of compression in the previous zone (in front of the mandrel) of the deformation zone.
Всего по предлагаемому варианту прокатано 10 гильз. Осмотр внутренней и наружной поверхности гильз показал отсутствие дефектов. Трубы по качеству соответствовали требованиям ГОСТ. Металлографические исследования показали полную проработку литой структуры, отсутствие несплошностей и трещин.In total, according to the proposed option, 10 shells were rolled. Inspection of the inner and outer surfaces of the liners showed no defects. The quality pipes met the requirements of GOST. Metallographic studies showed a complete study of the cast structure, the absence of discontinuities and cracks.
Таким образом, предлагаемый способ прокатки обеспечивает получение труб высокой точности по геометрическим размерам с качественной внутренней и наружной поверхностью.Thus, the proposed rolling method ensures the production of pipes of high accuracy in geometric dimensions with high-quality internal and external surfaces.
Claims (2)
N=k3(d1/s)2(1-(1-u0)3)/(37,7tgάtgβ(d1/s-1)),
где u0 - суммарное относительное обжатие заготовки перед носком оправки, %;
β - угол подачи, град;
d1 - диаметр гильзы, мм;
k - отношение диаметра заготовки к диаметру гильзы;
s - толщина стенки гильзы, мм;
ά - угол конусности входного конуса валка, град. 2. The method according to claim 1, characterized in that the number of half-turns of the workpiece N before the mandrel is determined from the ratio
N = k 3 (d 1 / s) 2 (1- (1-u 0 ) 3 ) / (37,7tgάtgβ (d 1 / s-1)),
where u 0 is the total relative compression of the workpiece in front of the toe of the mandrel,%;
β is the feed angle, deg;
d 1 - the diameter of the sleeve, mm;
k is the ratio of the diameter of the workpiece to the diameter of the sleeve;
s is the wall thickness of the sleeve, mm;
ά - taper angle of the input cone of the roll, deg.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118973/02A RU2391155C1 (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Method of shell manufacturing out of cast blank |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118973/02A RU2391155C1 (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Method of shell manufacturing out of cast blank |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2391155C1 true RU2391155C1 (en) | 2010-06-10 |
Family
ID=42681439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009118973/02A RU2391155C1 (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Method of shell manufacturing out of cast blank |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2391155C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2489220C1 (en) * | 2012-01-11 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Method of helical piercing of cast billet |
| RU2773967C1 (en) * | 2021-12-28 | 2022-06-14 | Александр Васильевич Гончарук | Screw fitting method |
-
2009
- 2009-05-19 RU RU2009118973/02A patent/RU2391155C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2489220C1 (en) * | 2012-01-11 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Method of helical piercing of cast billet |
| RU2773967C1 (en) * | 2021-12-28 | 2022-06-14 | Александр Васильевич Гончарук | Screw fitting method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7895870B2 (en) | Method for producing ultra thin wall metallic tube with cold working process | |
| CA2743165C (en) | Method for producing seamless metallic tube by cold rolling | |
| JP2008517766A (en) | Method for producing seamless hot-finished steel pipe and apparatus for carrying out this method | |
| JP2003311317A (en) | Method for manufacturing seamless tube | |
| CN104259206A (en) | Production method of titanium alloy seamless tubes used for tubing coupling | |
| RU2391155C1 (en) | Method of shell manufacturing out of cast blank | |
| RU2250147C1 (en) | Method for helical piercing of cast billet | |
| JP5012992B2 (en) | Seamless pipe manufacturing method | |
| RU2773967C1 (en) | Screw fitting method | |
| RU2455092C1 (en) | Method of seamless tube production | |
| RU2378062C1 (en) | Manufacturing method of bushings cross-screw rolling mill | |
| RU2759820C1 (en) | Screw piercing method in a four-roll mill | |
| JP3004875B2 (en) | Elongator rolling method | |
| SU704691A1 (en) | Method of producing hot-rolled bimetallic pipes | |
| RU2723494C1 (en) | Method of rolling hollow billet on mandrel in three-shaft helical rolling mill and working roll for implementation thereof | |
| RU2441722C1 (en) | Method of seamless pipe production at the aggregate with screw piercing machines and continuous lengthwise rolling | |
| RU2821416C1 (en) | Method of screw piercing in four-roll mill | |
| RU2523399C1 (en) | Production of rerolled long-sized pipes from iron-nickel- and nickel-based alloys at pru with pilger mills | |
| RU2550040C2 (en) | Manufacturing method of three-layered hollow centrifugal cast sections from difficult-to-form steel grades and alloys, which are cladded with ductile carbon steel grades, and rolling from them on pipe rolling units with pilger mills of hot-rolled mechanically treated merchantable and process pipes of large and mean diameters | |
| RU2245751C1 (en) | Sleeve production method | |
| JP2024000976A (en) | Inclined rolling method and method for manufacturing seamless steel pipe | |
| RU2570150C1 (en) | METHOD OF PRODUCTION OF 325×31-60 mm SEAMLESS PIPES FOR STEAM BOILERS, STEAM PIPELINES AND MANIFOLDS OF PLANTS WITH CRITICAL AND SUPERCRITICAL STEAM PARAMETERS OF STEEL GRADE "10Х9МФБ-Ш" | |
| SU738697A1 (en) | Method of making tubular products | |
| RU2710815C1 (en) | Method of longitudinal rolling of pipes with tensioning | |
| RU2578060C2 (en) | METHOD OF PRODUCTION OF 325×16-30 mm SEAMLESS PIPES FOR STEAM BOILERS, STEAM PIPELINES AND MANIFOLDS OF PLANTS WITH CRITICAL AND SUPERCRITICAL STEAM PARAMETERS OF STEEL GRADE "10-9¦L+-+" |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160520 |