RU2650474C2 - Method of manufacturing seamless tubes from cylindrical billets of hard-to-deform metals and alloys - Google Patents
Method of manufacturing seamless tubes from cylindrical billets of hard-to-deform metals and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650474C2 RU2650474C2 RU2016131284A RU2016131284A RU2650474C2 RU 2650474 C2 RU2650474 C2 RU 2650474C2 RU 2016131284 A RU2016131284 A RU 2016131284A RU 2016131284 A RU2016131284 A RU 2016131284A RU 2650474 C2 RU2650474 C2 RU 2650474C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- billet
- press
- exp
- diameter
- expansion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
- B21C23/08—Making wire, bars, tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Forging (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении бесшовных труб из труднодеформируемых металлов и сплавов, преимущественно титановых, на горизонтальных трубопрофильных прессах без прошивной системы.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of seamless pipes from hardly deformable metals and alloys, mainly titanium, on horizontal tube-shaped presses without a piercing system.
Известен способ прессования труб, включающий нагрев исходной заготовки, прошивку осевого отверстия, механическую обработку боковой поверхности и торцов заготовки, повторный нагрев заготовки и прессование трубы в зазор между матрицей и оправкой, отличающийся тем, что при прошивке диаметр осевого отверстия выполняют меньше внутреннего диаметра прессуемой трубы, а на переднем конце заготовки формируют торцевой цилиндрический выступ, диаметр которого больше наружного диаметра трубы, и коническую ступеньку перехода от тела заготовки к торцевому выступу, при последующей механической обработке цилиндрический выступ обтачивают под конус с диаметром на торце меньше наружного диаметра трубы, осевое отверстие растачивают до получения его диаметра на длине, соответствующей длине цилиндрического выступа на 1÷5% меньше внутреннего диаметра трубы, а диаметра на остальной длине больше внутреннего диаметра трубы, при прессовании используют оправку, задний конец которой выполнен криволинейно-расширяющимся до диаметра, превышающего внутренний диаметр трубы, при этом перед началом прессования оправку вводят в осевое отверстие заготовки до сопряжения боковой поверхности переднего конца оправки с поверхностью осевого отверстия торцевого выступа и контакта боковой криволинейной поверхности заднего конца оправки с ребром осевого отверстия заготовки, после чего заготовку торцевым выступом устанавливают по оси прессования в очко матрицы, а задний конец оправки вместе с пресс-шайбой центрируют по оси контейнера (патент РФ №2097158, кл. В21С 23/08, публ. 27.11.1997).A known method of pressing pipes, including heating the original billet, piercing the axial hole, machining the side surface and the ends of the billet, re-heating the billet and pressing the pipe into the gap between the die and the mandrel, characterized in that when piercing, the diameter of the axial hole is smaller than the inner diameter of the pressed pipe and at the front end of the workpiece, an end cylindrical protrusion is formed, the diameter of which is larger than the outer diameter of the pipe, and a conical step of transition from the body of the workpiece to the front protrusion, during subsequent machining, the cylindrical protrusion is turned under a cone with a diameter at the end less than the outer diameter of the pipe, the axial hole is bored to obtain its diameter at a length corresponding to the length of the
Недостатками данного способа является повышенная трудоемкость и существенные потери металла при выполнении механической обработки при изготовлении шашки под экспандирование, а также необходимость проведения дополнительной механической обработки экспандированной заготовки для задачи ее в контейнер и повторный нагрев под прессование трубы.The disadvantages of this method are the increased complexity and significant loss of metal when performing machining in the manufacture of checkers for expansion, as well as the need for additional mechanical processing of the expanded workpiece for its task in the container and reheating for pressing the pipe.
Известен способ изготовления труднодеформируемых металлов, включающий нагрев полой заготовки, нанесение технологической смазки, загрузку заготовки в контейнер, последовательное проведение операций экспандирования заготовки в контейнере пресса с помощью закрепленной в пресс-штемпеле оправки с экспандирующим наконечником, прессование трубы пресс-штемпелем в зазор между матрицей и оправкой, отделение трубы от пресс-остатка, где при загрузке заготовку податчиком подают на ось пресса в пространство между матрицей, установленной в передней траверсе пресса, и подвижным контейнером, затем при холостом ходе пресс-штемпеля съемный экспандирующий наконечник, надетый на оправку по подвижной посадке, своей конической поверхностью вступает в контакт с отверстием в заготовке, позиционирует заготовку по оси пресса при перемещении в направляющих податчика и прижимает ее к матрице с усилием, составляющим не более 0,5 усилия экспандирования, чтобы сохранить диаметр заготовки и гарантированно обеспечить ее загрузку в контейнер, затем податчик убирают с оси пресса, контейнер надвигают на заготовку и прижимают к матрице, обеспечивая равномерный кольцевой зазор между заготовкой и рабочей полостью контейнера, после чего рабочим ходом пресс-штемпеля сначала производят экспандирование заготовки с заполнением поперечного сечения контейнера и удалением выпрессовки, а дальнейшим ходом - прессование трубы с выталкиванием экспандирующего наконечника с оправки (патент РФ №2486980, МПК В21С 23/08, публ. 10.07.2013 - прототип).A known method of manufacturing difficult-to-deform metals, including heating a hollow billet, applying technological lubricant, loading the billet into a container, sequentially performing operations of expanding the billet in the press container using a mandrel with an expanding tip fixed in the press stamp, pressing the pipe with a stamp into the gap between the die and mandrel, separating the pipe from the press residue, where when loading the billet with a feeder is fed to the axis of the press in the space between the matrix installed in front it with the press traverse, and with a movable container, then when the stamp is idle, a removable expanding tip, put on the mandrel along the movable fit, with its conical surface comes into contact with the hole in the workpiece, positions the workpiece along the press axis when moving in the feeder guides and presses it to the matrix with a force of not more than 0.5 expansion efforts to preserve the diameter of the workpiece and ensure that it is loaded into the container, then the feeder is removed from the press axis, the thrust container They are pressed onto the workpiece and pressed to the matrix, providing a uniform annular gap between the workpiece and the working cavity of the container, after which the workpiece of the press stamp is first expanded into the workpiece by filling the cross section of the container and removing the extrusion, and then the pipe is pressed to push the expanding tip with mandrels (RF patent No. 2486980, IPC VC 23/08, publ. 07/10/2013 - prototype).
Недостатками прототипа являются сложность позиционирования полой заготовки перед экспандированием из-за несоосности податчика заготовки с конусом матрицы, установленной в инструментальной доске, а также из-за малого поперечного сечения оправки и ее возможного перекоса, что приводит к увеличению разностенности готовой трубы, кроме того, в известном способе высока вероятность поломки инструмента из-за повышенных температур и напряжений.The disadvantages of the prototype are the difficulty of positioning a hollow workpiece before expansion due to misalignment of the workpiece feeder with the matrix cone installed in the tool board, and also due to the small cross section of the mandrel and its possible skew, which leads to an increase in the difference in the finished pipe, in addition, The known method is highly likely to break the tool due to elevated temperatures and voltages.
Задача, на решение которой направлено изобретение, является разработка эффективного способа изготовления бесшовных труб на горизонтальных трубопрофильных прессах без прошивной системы, обеспечивающего повышенный коэффициент выхода годного при улучшении качества продукции.The problem to which the invention is directed is to develop an effective method for manufacturing seamless pipes on horizontal tube-type presses without a piercing system, which provides an increased yield coefficient with improved product quality.
Техническими результатами, достигаемыми при осуществлении изобретения, являются снижение потерь металла при получении труб с относительной разностенностью менее ±4%.The technical results achieved by the implementation of the invention are the reduction of metal losses upon receipt of pipes with a relative difference of less than ± 4%.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления бесшовных труб из цилиндрических заготовок из труднодеформируемых металлов и сплавов, включающем сверление цилиндрической заготовки, нанесение технологической смазки, нагрев полой заготовки, загрузку заготовки в контейнер, последовательные операции экспандирования заготовки в контейнере с пресс-штемпелем и ее прессования с получением бесшовной трубы, отделение упомянутой трубы от пресс-остатка, согласно изобретению экспандирование осуществляют посредством экспандера, на переднем конце которого соосно закреплена прошивная игла, зафиксированная в направляющем кольце, установленном в держателе инструментальной доски, после экспандирования контейнер с пресс-штемпелем отводят в исходное положение, на инструментальную доску устанавливают пресс-матрицу с последующим перемещением на ее следующую позицию для прессования, между пресс-матрицей и экспандированной заготовкой размещают смазочную шайбу и последующим ходом пресса осуществляют прессование трубы, при этом экспандер выполняют с диаметром Dэксп в соответствии с соотношением:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing seamless pipes from cylindrical billets from difficult to deform metals and alloys, including drilling a cylindrical billet, applying technological grease, heating the hollow billet, loading the billet into the container, the sequential operations of expanding the billet in the container with a stamp and pressing it into a seamless pipe, separating said pipe from the press residue, according to the invention, expansion is carried out by means of m of the expander, on the front end of which the piercing needle is coaxially fixed, fixed in the guide ring installed in the tool board holder, after expansion, the container with the press stamp is returned to its original position, the press matrix is installed on the tool board, followed by its movement to its next position for pressing, between the press matrix and the expanded workpiece, a lubricating washer is placed and the next press stroke, the pipe is pressed, while the expander is made with di meter D exp according to the expression:
Dэксп=Dвнутр.заг×Кэксп,D exp = D internal zag × K exp ,
где Dэксп - диаметр экспандера, мм;where D exp - the diameter of the expander, mm;
Dвнутр.заг - внутренний диаметр заготовки, мм;D int. Zag - inner diameter of the workpiece, mm;
Кэксп - коэффициент экспандирования, равный 1,5-3,5,K exp - coefficient of expansion equal to 1.5-3.5,
а прошивную иглу используют длиной, составляющей 1,2-3,0 длины сверленой заготовки, и диаметром, составляющим 0,980-0,995 внутреннего диаметра упомянутого направляющего кольца.and a piercing needle is used with a length of 1.2-3.0 of the length of the drilled workpiece and a diameter of 0.980-0.995 of the inner diameter of the guide ring.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема начальной стадии процесса экспандирования, на фиг. 2 представлена схема начальной стадии процесса прессования.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of the initial stage of the expansion process, FIG. 2 shows a diagram of the initial stage of the pressing process.
Способ изготовления бесшовных труб из цилиндрических заготовок из труднодеформируемых металлов и сплавов реализуется следующим образом.A method of manufacturing seamless pipes from cylindrical billets of difficult to deform metals and alloys is implemented as follows.
В держатель инструментальной доски 1 устанавливают направляющее кольцо 2. В отверстие нагретой до рабочей температуры полой заготовки 3, размещенной в контейнере 4, вводят прошивную иглу 5, соосно соединенную с экспандером 6. Экспандер с прошивной иглой соосно закреплен на пресс-игле 7, которая сопрягается с пресс-шайбой 8, установленной на пресс-штемпеле 9. На пресс-иглу устанавливают технологическую шайбу 10. В следующей позиции инструментальной доски предварительно устанавливают пресс-матрицу 11. Нагретую сверленую заготовку подают в контейнер, наносят технологическую смазку на заготовку и инструмент. Движением пресс-штемпеля прошивная игла проходит сквозь отверстие заготовки и базируется в отверстии направляющего кольца. Величина диаметра иглы, составляющая 0,980-0,995 внутреннего диаметра направляющего кольца, позволяет исключить затекание прессуемого металла заготовки при последующем экспандировании в зазор между прошивной иглой и отверстием направляющего кольца, а также устранить заклинивание прошивной иглы в направляющем кольце. Длина прошивной иглы обусловлена точностью и стабильностью ее установки в направляющем кольце в зависимости от размеров заготовки, получаемой трубы и толщины направляющего кольца. Дальнейшим движением пресс-штемпеля осуществляют экспандирование заготовки в контейнере. Экспандирование осуществляют экспандером, диаметр которого (Dэксп) выполнен в соответствии со следующим соотношением:A
Dэксп=Dвн.заготовки×Кзксп, D exp = D ext. Preparations × K zksp,
где Dэксп. - диаметр экспандера, мм;where D exp. - diameter of the expander, mm;
Dвнутр.заготовки - внутренний диаметр заготовки, мм; Vnutr.zagotovki D - internal diameter of the workpiece, mm;
Кэксп. - коэффициент экспандирования (Кэксп=1,5-3,5).To exp. - coefficient of expansion (K exp = 1.5-3.5).
Значения Кэксп определяют опытно-экспериментальным путем и назначают в зависимости от марки сплава, а также требований к механическим свойствам и структуры с учетом размеров готовой трубы.The values of K exp determined experimentally and assigned depending on the grade of alloy, as well as the requirements for mechanical properties and structure, taking into account the dimensions of the finished pipe.
При экспандировании внутренний диаметр и длина заготовки увеличиваются, заполняя объем контейнера преимущественно обратным истечением металла с образованием донышка на переднем конце заготовки. Экспандер с зафиксированной в направляющем кольце прошивной иглой позволяет обеспечить точную центровку заготовки перед прессованием, что благоприятно влияет на полученный показатель минимальной относительной разностенности готовой трубы. По окончании экспандирования контейнер с пресс-штемпелем сдвигают в исходное положение, инструментальную доску перемещают в следующую позицию с предварительно установленной в нее пресс-матрицей, выполняющую дополнительно функцию отрезной матрицы. Между матрицей и заготовкой с выходной стороны контейнера устанавливают смазочную шайбу 12, представляющую собой прессованную смесь стеклопорошка и жидкого стекла с последующей просушкой. Далее пресс-штемпель с контейнером прижимают к инструментальной доске и дальнейшим ходом пресса осуществляют отсечение фаски донышка стакана экспандированной заготовки и выталкивание экспандера с прошивной иглой. После чего выполняют прессование трубы в установленную профильную матрицу. Для выпрессовки всего объема металла заготовки применяется технологическая шайба, как правило, из более дешевого материала, например из низкоуглеродистой стали. После окончания процесса прессования отделяют отпрессованный металл из очка матрицы, экспандер с прошивной иглой можно многократно использовать в дальнейшем производстве.When expanding, the inner diameter and length of the workpiece increases, filling the volume of the container with predominantly reverse metal flow with the formation of a bottom at the front end of the workpiece. An expander with a piercing needle fixed in the guide ring allows precise alignment of the workpiece before pressing, which favorably affects the obtained indicator of the minimum relative difference of the finished pipe. At the end of expansion, the container with the press stamp is moved to its original position, the tool board is moved to the next position with the press die pre-installed in it, which additionally performs the function of a cutting die. Between the matrix and the workpiece from the output side of the container, a lubricating
Промышленная применимость заявленного способа подтверждается конкретным примером его выполнения.The industrial applicability of the claimed method is confirmed by a specific example of its implementation.
В качестве заготовок для изготовления труб использовали полые заготовки сплава Grade 2 с диаметром отверстия 50 мм, наружным диаметром 275 и длиной 620 мм. Температура нагрева заготовок 900°С. В инструментальную доску устанавливали направляющее кольцо внутренним диаметром 48 мм. Рабочий диаметр экспандера составил 114,5 мм, рабочий диаметр прошивной иглы составил 47 мм, а длина прошивной иглы составляла 730+10 мм. На подогретую до температуры 350-400°С пресс-иглу устанавливали технологическую шайбу из низкоуглеродистой стали Ст.3 высотой 60 мм в нагретом состоянии до 700-800°С. Прессование труб проводили в матрицу размером ∅ 143,5 мм. Процесс прессования прошел стабильно, были получены трубы следующими размерами: ∅наруж142×∅внутр109×5400÷5600 мм. Максимальная фактическая относительная разностенность полученных труб составила ±3%.As billets for the manufacture of pipes used hollow billets of
Таким образом, предлагаемый способ позволяет до 10% снизить потери металла при изготовлении бесшовных труб, а также регламентировать их разностенность.Thus, the proposed method allows up to 10% to reduce metal loss in the manufacture of seamless pipes, as well as to regulate their difference.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131284A RU2650474C2 (en) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Method of manufacturing seamless tubes from cylindrical billets of hard-to-deform metals and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131284A RU2650474C2 (en) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Method of manufacturing seamless tubes from cylindrical billets of hard-to-deform metals and alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016131284A RU2016131284A (en) | 2018-02-02 |
RU2650474C2 true RU2650474C2 (en) | 2018-04-13 |
Family
ID=61174096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131284A RU2650474C2 (en) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Method of manufacturing seamless tubes from cylindrical billets of hard-to-deform metals and alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650474C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794330C1 (en) * | 2022-09-30 | 2023-04-17 | Акционерное общество "Волжский трубный завод" | METHOD FOR MANUFACTURING HOT-PRESSED PIPES FROM 13Cr STEEL |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114378128A (en) * | 2022-01-26 | 2022-04-22 | 重庆理工大学 | Integrated device for preparing light alloy thin-wall pipe and processing method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06106233A (en) * | 1992-09-24 | 1994-04-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for hot-extruding tube |
RU2097158C1 (en) * | 1996-09-02 | 1997-11-27 | Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Tube extrusion method |
RU2166394C1 (en) * | 1999-10-29 | 2001-05-10 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" | Method for making seamless steel tubes |
UA77963U (en) * | 2012-05-28 | 2013-03-11 | Частное Акционерное Общество "Сентравис Продакшн Юкрейн" | Method for manufacturing pipes of austenitic steels |
CN103071693A (en) * | 2012-12-25 | 2013-05-01 | 包进平 | Extrusion needle and extrusion method for large-specification thin-walled pipe or hollow profile |
RU2486980C1 (en) * | 2012-04-03 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method of producing tubes from hardly-deformed metals |
-
2016
- 2016-07-28 RU RU2016131284A patent/RU2650474C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06106233A (en) * | 1992-09-24 | 1994-04-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for hot-extruding tube |
RU2097158C1 (en) * | 1996-09-02 | 1997-11-27 | Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Tube extrusion method |
RU2166394C1 (en) * | 1999-10-29 | 2001-05-10 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" | Method for making seamless steel tubes |
RU2486980C1 (en) * | 2012-04-03 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method of producing tubes from hardly-deformed metals |
UA77963U (en) * | 2012-05-28 | 2013-03-11 | Частное Акционерное Общество "Сентравис Продакшн Юкрейн" | Method for manufacturing pipes of austenitic steels |
CN103071693A (en) * | 2012-12-25 | 2013-05-01 | 包进平 | Extrusion needle and extrusion method for large-specification thin-walled pipe or hollow profile |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794330C1 (en) * | 2022-09-30 | 2023-04-17 | Акционерное общество "Волжский трубный завод" | METHOD FOR MANUFACTURING HOT-PRESSED PIPES FROM 13Cr STEEL |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016131284A (en) | 2018-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2337804A (en) | Tube-extrusion apparatus | |
RU2650474C2 (en) | Method of manufacturing seamless tubes from cylindrical billets of hard-to-deform metals and alloys | |
US3391561A (en) | Process and apparatus for producing cylindrical tubular bodies from blooms | |
CN103978061B (en) | Elongated heavy wall variable cross-section endoporus tungsten alloys device and method | |
RU2722939C1 (en) | Method of making complex profile axisymmetric parts | |
RU2443485C2 (en) | Device for compaction of hollow profiles | |
CN103974788A (en) | Method for manufacturing seamless pipe | |
RU2168382C1 (en) | Method for manufacture of light-alloy pipes | |
NO20011682L (en) | Apparatus and method for making double ended upset pipe | |
CN110860560B (en) | High-precision hollow billet rolling equipment and method by using puncher | |
CN107000022B (en) | For extending the method and apparatus to manufacture pipe by continuous hydraulic | |
US2942728A (en) | Method of and apparatus for making extruded tubing | |
RU2486980C1 (en) | Method of producing tubes from hardly-deformed metals | |
RU2654410C1 (en) | Method of making grid of grooves on inner surface of cylindrical shell and device for its implementation | |
CN203936152U (en) | Elongated heavy wall variable cross-section endoporus fluid power pressurizing unit | |
RU2097158C1 (en) | Tube extrusion method | |
UA148969U (en) | METHOD OF PRESSING PIPES | |
RU2686704C1 (en) | Method of producing long-axis articles | |
US3712103A (en) | Method and apparatus for the hot piercing of metal billets | |
US3848449A (en) | Cylinder forming | |
RU2611634C2 (en) | Piercer for compression blanks | |
RU2457051C1 (en) | Method of rolling and forming hollow sections and device to this end | |
PL241446B1 (en) | Tools and method of extrusion of steps from a hollow shaft | |
RU2794330C1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING HOT-PRESSED PIPES FROM 13Cr STEEL | |
RU2275981C2 (en) | Tube extrusion apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200729 |