RU2695095C1 - Method of making thin-walled axially symmetric vessels bodies from alloyed steels operating under high pressure - Google Patents
Method of making thin-walled axially symmetric vessels bodies from alloyed steels operating under high pressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695095C1 RU2695095C1 RU2018144981A RU2018144981A RU2695095C1 RU 2695095 C1 RU2695095 C1 RU 2695095C1 RU 2018144981 A RU2018144981 A RU 2018144981A RU 2018144981 A RU2018144981 A RU 2018144981A RU 2695095 C1 RU2695095 C1 RU 2695095C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rollers
- perform
- hardening
- blanks
- workpiece
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 29
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 18
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 10
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению тонкостенных осесимметричных корпусов сосудов, работающих под высоким давлением, например, газовых баллонов, лейнеров, огнетушителей, ресиверов и других сосудов.The invention relates to the field of metal forming, in particular to the manufacture of thin-walled axisymmetric vessel housings operating under high pressure, for example, gas cylinders, liners, fire extinguishers, receivers and other vessels.
Актуальной проблемой при производстве тонкостенных корпусов сосудов из легированной стали является обеспечение высокой точности геометрических размеров, качества обрабатываемой поверхности и механической прочности при высокой производительности.An urgent problem in the production of thin-walled vessel housings made of alloy steel is to ensure high accuracy of geometrical dimensions, quality of the surface being processed and mechanical strength at high performance.
Известен способ изготовления осесимметричных корпусов, по патенту РФ №2295416, опубл. 20.03.2007 БИ №8.A known method of manufacturing axisymmetric buildings, according to the patent of Russian Federation №2295416, publ. 03/20/2007 BI No. 8.
Способ включает закалку, отпуск, холодную пластическую деформацию методом ротационной вытяжки за два прохода и низкотемпературный отжиг.The method includes quenching, tempering, cold plastic deformation by the method of rotational drawing in two passes and low-temperature annealing.
Известен также способ изготовления баллонов для сжиженного газа, по авторскому свидетельству №1798589, опубл. 28.02.1993 БИ №8.Also known is a method of manufacturing cylinders for liquefied gas, according to the author's certificate No. 1798589, publ. 02.28.1993 BI No. 8.
Баллон изготавливают из сваренных встык тонкостенных оболочек, получаемых ротационной вытяжкой.The cylinder is made of butt-welded thin-walled shells produced by a rotary hood.
Недостатком данных способов применительно к данной проблеме получения тонкостенных корпусов сосудов с использованием метода ротационной вытяжки является отсутствие технических решений по повышению точности и качества обработанной поверхности.The disadvantage of these methods in relation to this problem of obtaining thin-walled vessel shells using the rotary drawing method is the lack of technical solutions to improve the accuracy and quality of the treated surface.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является способ изготовления стальных тонкостенных цилиндрических осесимметричных деталей методом ротационной вытяжки, описанный в книге М.А. Гредитора «Давильные работы и ротационное выдавливание» изд. «Машиностроение»; Москва, 1971 г., стр. 109-115.The closest in technical essence and the achieved technical result is a method of manufacturing steel thin-walled cylindrical axisymmetric parts using the rotary drawing method described in the book by М.А. Gredor "Pressure work and rotational extrusion" ed. "Engineering"; Moscow, 1971, pp. 109-115.
На трехроликовых давильно-раскатных станках выполняют ротационную вытяжку тонкостенных осесимметричных деталей из стальных заготовок, получаемых вытяжкой из кружка на прессовом оборудовании. Заготовка устанавливается и закрепляется на оправке (поз. 1) рис. 66. Затем давильные ролики вдавливаются в заготовку (поз. II и III), обеспечивая утонение заготовки до заданной толщины за несколько переходов с промежуточным отжигом и удалением окисной пленки химической обработкой.On three-roller crushing-rolling machines perform a rotary hood of thin-walled axisymmetric parts from steel billets, obtained by drawing from a mug on the pressing equipment. The workpiece is installed and fixed on the mandrel (pos. 1) Fig. 66. Then the pressing rollers are pressed into the workpiece (pos. II and III), providing the workpiece is thinned to a given thickness in several transitions with intermediate annealing and removal of the oxide film by chemical treatment.
Используют деформирующие ролики одинакового профиля, установленные с одинаковым зазором между вершинами профилей роликов и оправкой.Use deforming rollers of the same profile, installed with the same gap between the peaks of the profiles of the rollers and the mandrel.
К недостаткам данного способа относится низкая точность и качество обработанной поверхности, а также низкий коэффициент использования металла, обусловленные использованием кружка при изготовлении заготовки под ротационную вытяжку.The disadvantages of this method are the low accuracy and quality of the treated surface, as well as the low utilization rate of the metal, due to the use of the circle in the manufacture of the workpiece under the rotary hood.
К недостаткам данного способа также относятся отсутствие финишной термообработки.The disadvantages of this method also include the lack of finishing heat treatment.
Задачей технического решения, принятого заявителем за прототип является получение тонкостенных осесимметричных деталей методом ротационной вытяжки на трехроликовых давильно-раскатных станках из заготовок, получаемых вытяжкой из кружка на прессовом оборудовании.The task of the technical solution adopted by the applicant for the prototype is to obtain thin-walled axisymmetric parts using the rotary drawing method on three-roller pressing-rolling machines from blanks obtained by drawing from a circle on the pressing equipment.
Общими признаками с предлагаемым заявителями способом является наличие заготовительной, прессовой и ротационной обработки.Common features with the proposed applicants method is the presence of stockpiling, pressing and rotational processing.
В отличие от прототипа, предлагаемый заявителями способ изготовления тонкостенных осесимметричных корпусов сосудов из легированных сталей, работающих под высоким давлением, включающий заготовительную, прессовую, термическую и ротационную обработки, отличается тем, что горячедеформированные трубы из конструкционной среднелегированной стали для холодного деформирования типа 12Х3ГНМФБА режут на мерные заготовки, калибруют по наружной поверхности, осуществляют термодеформационное упрочнение в виде закалки с высоким отпуском, предварительной механической обработки и ротационной вытяжки, при этом предварительную механическую обработку выполняют с формообразованием наружного и внутреннего утолщений со смещением наружного относительно внутреннего, снабженного торцевым упором с углом наклона к оси заготовки 45-90°, затем ротационную вытяжку за один или несколько переходов деформирующими роликами с различными передними углами и установленными со смещением в осевом и радиальном направлении, после этого отжиг уменьшающий напряжения, окончательную механическую обработку с образованием стыковых и резьбовых участков для соединения с комплектующими деталями и гидроиспытания корпуса сосуда.Unlike the prototype, a method for manufacturing thin-walled axisymmetric vessel housings made of alloyed steels, working under high pressure, proposed by the applicants, including blank, pressing, thermal and rotational processing, is characterized in that hot-deformed pipes from structurally alloyed structural steel for cold deformation of 12Х3ГНМФБА type are cut into dimensional blanks, calibrated on the outer surface, carry out thermodeformation hardening in the form of quenching with high tempering, body machining and rotational drawing, while preliminary machining is performed with the shaping of external and internal thickenings with external displacement relative to internal, provided with an end stop with an angle of inclination to the axis of the workpiece 45-90 °, then rotational drawing with one or more transitions deforming rollers with various forward angles and set with displacement in the axial and radial direction, after that annealing reduces stresses, the final machining y to form a butt and threaded portions for connection to the hydraulic test and the component parts of the vessel body.
В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения изобретение характеризуется следующими признаками:In particular cases, that is, in specific forms of implementation, the invention is characterized by the following features:
- величину смещения наружного утолщения относительно внутреннего выбирают не менее толщины стенки корпуса сосуда;- the amount of displacement of the external thickening relative to the internal one is chosen not less than the wall thickness of the vessel body;
- термоупрочнение заготовок выполняют воздушной закалкой при температуре 895-925°С и высоким отпуском при температуре 570-600°С;- thermal strengthening of blanks is performed by air quenching at a temperature of 895-925 ° С and high tempering at a temperature of 570-600 ° С;
- деформационное упрочнение ротационной вытяжкой выполняют со степенью деформации не менее 50%.- strain hardening with rotary hood is performed with a degree of deformation of at least 50%.
- первый в направлении осевой подачи ролик выполнен с передним углом 10-20°, а последующие с передним углом 25-35°, при этом первый ролик установлен с зазором между вершиной профиля и оправкой в 1,2-1,5 раза больше зазоров последующих роликов;- the first in the direction of the axial feed roller is made with a front angle of 10-20 °, and subsequent with a front angle of 25-35 °, while the first roller is installed with a gap between the top of the profile and the mandrel 1.2-1.5 times the subsequent clearance rollers;
- между переходами ротационной вытяжки выполняют рекристаллизационный смягчающий отжиг заготовок, а после последнего перехода отжиг уменьшающий напряжения.- between the transitions of the rotary hood perform recrystallization softening annealing of the blanks, and after the last transition annealing reduces the stress.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.This allows us to conclude that there is a causal connection between the set of essential features of the claimed technical solution and the technical result achieved.
Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.These signs, distinctive from the prototype and to which the requested amount of legal protection, in all cases sufficient.
Задачей предполагаемого изобретения является обеспечение возможности изготовления тонкостенных корпусов сосудов из легированных сталей с высоким качеством обрабатываемой поверхности, точностью геометрических размеров, высокой производительностью, высоким коэффициентом использования металла и высокой механической прочностью.The objective of the proposed invention is to provide the possibility of manufacturing thin-walled vessel housings made of alloyed steels with high quality of the processed surface, dimensional accuracy, high performance, high utilization of the metal and high mechanical strength.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе, включающем заготовительную, прессовую, термическую и ротационную обработки особенность заключается в том, что горячедеформированные трубы из конструкционной среднелегированной стали для холодного деформирования типа 12Х3ГНМФБА режут на мерные заготовки, калибруют по наружной поверхности, осуществляют термодеформационное упрочнение в виде закалки с высоким отпуском, предварительной механической обработки и ротационной вытяжки, при этом предварительную механическую обработку заготовок выполняют с формообразованием наружного и внутреннего утолщений со смещением наружного относительно внутреннего, снабженного торцевым упором с углом наклона к оси заготовки 45-90°, затем ротационную вытяжку за один или несколько переходов деформирующими роликами с различными передними углами и установленными со смещением в осевом и радиальном направлении, после этого отжиг уменьшающий напряжения, окончательную механическую обработку с образованием стыковых и резьбовых участков для соединения с комплектующими деталями и гидроиспытания корпуса сосуда.This technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known method, including blank, press, thermal and rotational processing, the feature is that hot-deformed pipes from structural medium-alloyed steel for cold deformation of type 12Х3ГНМФБА are cut into dimensional workpieces, calibrated on the outer surface, perform thermodeformation hardening in the form of quenching with high tempering, preliminary machining and rotational drawing, p At the same time, preliminary machining of the blanks is carried out with the shaping of the outer and inner thickenings with displacement of the outer relative to the inner one, equipped with an end stop with an angle of inclination to the axis of the workpiece 45-90 °, then a rotary hood for one or several transitions with deforming rollers with different front angles and installed offset in axial and radial direction, then annealing reduces stress, the final machining with the formation of butt and threaded section for a compound with component parts and hydraulic test vessel body.
Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяет в частности, за счет:A new set of operations, as well as the existence of links between them, allows, in particular, due to
- использования горячедеформированных труб из конструкционной среднелегированной стали для холодного деформирования типа 12Х3ГНМФБА получить заготовки корпуса сосуда с высокой пластичностью для дальнейшей обработки;- use of hot-deformed pipes from structural medium-alloyed steel for cold deformation of type 12Х3ГНМФБА to obtain billet of the vessel body with high ductility for further processing;
- резки горячедеформированных труб на мерные заготовки повысить коэффициент использования металла;- cutting of hot-deformed pipes into dimensional workpieces to increase the utilization rate of the metal;
- калибровки заготовок по наружной поверхности обеспечить необходимые геометрические размеры под дальнейшую обработку;- calibration of the workpieces on the outer surface to provide the necessary geometrical dimensions for further processing;
- термодеформационного упрочнения закалкой и высоким отпуском получить механическую прочность и высокую пластичность материала заготовок, предварительной механической обработкой обеспечить необходимые размеры заготовок под ротационную вытяжку, а ротационной вытяжкой дополнительно повысить механическую прочность;- thermo-deformation hardening by quenching and high tempering to obtain mechanical strength and high ductility of the material of the workpieces; to provide the required dimensions of the workpieces under the rotary hood with preliminary mechanical treatment, and further increase the mechanical strength with the rotary hood;
- выполнения предварительной механической обработки заготовок с формообразованием наружного и внутреннего утолщений со смещением наружного относительно внутреннего, ликвидировать при ротационной вытяжке отрыв части заготовки с внутренним утолщением от части с наружным утолщением в зоне перехода от одной части к другой;- perform preliminary machining of blanks with the shaping of the outer and inner thickenings with displacement of the outer relative to the inner one, eliminate when rotating hood extract the part of the blank with the inner thickening from the part with the outer thickening in the transition zone from one part to another;
- выполнения торцевого упора с углом наклона у оси заготовки 45-90° обеспечить устойчивость процесса ротационной вытяжки в зоне перехода от внутреннего утолщения к наружному, данный диапазон угла наклона оптимален, при меньших и больших углах возникают гофры и утяжки металла в этой зоне;- perform the end stop with an angle of inclination at the axis of the workpiece 45-90 ° to ensure the stability of the rotary drawing process in the zone of transition from internal thickening to external, this range of angle is optimal, with smaller and larger angles, corrugations and tightening of the metal occur in this zone;
- выполнения ротационной вытяжки за один или несколько переходов деформирующими роликами, выполненными с различными передними углами и установленными со смещением в осевом и радиальном направлении разделить деформацию между роликами и этим обеспечить плавность нарастания деформации вдоль течения металла по оправке и, в результате получить высокое качество обработанной поверхности заготовок и точность геометрической формы;- perform rotational drawing for one or several transitions by deforming rollers made with different front corners and set with axial and radial displacement to divide the deformation between the rollers and thus ensure a smooth increase of the deformation along the metal flow along the mandrel and, as a result, get the high quality of the processed surface blanks and geometric accuracy;
- выполнения отжига уменьшающего напряжения снизить уровень остаточных внутренних напряжений и, сохранить высокую механическую прочность заготовок;- performing annealing of reducing stress to reduce the level of residual internal stresses and, to maintain the high mechanical strength of the blanks;
- окончательной механической обработки с образованием стыковых и резьбовых участков для соединения с комплектующими деталями получить готовый корпус сосуда;- final machining with the formation of butt and threaded sections for connection with component parts to get the finished vessel body;
- проведения гидроиспытания корпуса сосуда проверить механическую прочность корпуса сосуда внутренним давлением.- carrying out hydrotesting of the vessel body; check the mechanical strength of the vessel body with internal pressure.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют в частности, за счет:Signs that characterize the invention in specific forms of implementation, allow in particular, due to:
- выбора величины смещения наружного утолщения относительно внутреннего не менее толщины стенки корпуса сосуда обеспечить устойчивость процесса ротационной вытяжки, так как при величине смещения менее толщины стенки корпуса сосуда возникает, отрыв части заготовки с внутренним утолщением;- select the amount of displacement of the outer thickening relative to the inner not less than the wall thickness of the vessel body to ensure the stability of the rotary drawing process, since when the displacement value is less than the wall thickness of the vessel body, tearing off of the part of the workpiece with the inner thickening occurs;
- выполнения термоупрочнения заготовок воздушной закалкой при температуре 895-925°С и отпуском при температуре 570-600°С обеспечить высокую механическую прочность в сочетании с высокой пластичностью металла заготовки под дальнейшую ротационную вытяжку, отклонение режимов закалки и отпуска от данных значений заготовка становится хрупкой или излишне пластичной, что приводит к снижению устойчивости процесса ротационной вытяжки, появлению утяжек или трещин;- perform thermal hardening of blanks by air quenching at a temperature of 895–925 ° C and tempering at a temperature of 570–600 ° C to ensure high mechanical strength in combination with the high ductility of the metal of the workpiece for further rotational drawing, the deviation of the quenching and tempering modes from these values of the workpiece becomes brittle or excessively plastic, which leads to a decrease in the stability of the process of rotational drawing, the appearance of braces or cracks;
- выполнения деформационного упрочнения ротационной вытяжкой со степенью деформации не менее 50% повысить механическую прочность заготовки, при значениях степени деформации менее 50% из-за малого наклепа металла заготовки увеличение прочности незначительно и неэффективно;- perform deformation hardening with a rotary hood with a degree of deformation of at least 50%; increase the mechanical strength of the workpiece, with values of the degree of deformation less than 50%, due to the small work hardening of the metal of the workpiece, the increase in strength is insignificant and ineffective;
- выполнения первого в направлении осевой подачи ролика с передним углом 10-20°, а последующих с передним углом 25-35° и установки с зазором между вершиной профиля и оправкой в 1,2-1,5 раза больше зазоров последующих роликов разделить деформацию между роликами и обеспечить высокую точность геометрической формы и чистоту обрабатываемой поверхности в результате плавного нарастания деформаций от первого к последующим роликам вдоль течения металла по оправке;- perform the first in the direction of the axial feed roller with a front angle of 10-20 °, and subsequent with a front angle of 25-35 ° and installation with a gap between the top of the profile and the mandrel 1.2-1.5 times the clearance of the subsequent rollers to divide the deformation between rollers and ensure high accuracy of the geometric shape and purity of the surface being treated as a result of a smooth increase in the strain from the first to the next rollers along the metal flow along the mandrel;
- выполнения между переходами ротационной вытяжки рекристаллизационного смягчающего отжига заготовок снять наклеп металла от предыдущего перехода путем перекристаллизации структуры металла;- perform between the transitions of the rotational drawing of the recrystallization softening annealing of the blanks and remove the metal hardening from the previous transition by recrystallizing the metal structure;
- выполнения отжига уменьшающего напряжения после последующего перехода снизить уровень остаточных внутренних напряжений при сохранении высокой механической прочности.- performing annealing of the reducing voltage after the subsequent transition to reduce the level of residual internal stresses while maintaining high mechanical strength.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».Signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype, not identified in other technical solutions and are not known from the prior art in the process of conducting patent research, which allows to make a conclusion about the compliance of the invention with the criterion of "novelty".
Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию избирательский уровень.Studying the level of technology in the course of a patent search on all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution does not clearly follow from the prior art known today, therefore, we can conclude that the electoral level meets the criteria.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления тонкостенных осесимметричных корпусов сосудов из легированных сталей, работающих под высоким давлением, включающий заготовительную, прессовую, термическую и ротационную обработки, в отличие от прототипа согласно изобретению, горячедеформированные трубы из конструкционной среднелегированной стали для холодного деформирования типа 12Х3ГНМФБА режут на мерные заготовки, калибруют по наружной поверхности, осуществляют термодеформационное упрочнение в виде закалки с высоким отпуском, предварительной механической обработки и ротационной вытяжки, при этом предварительную механическую обработку заготовок выполняют с формообразованием наружного и внутреннего утолщений со смещением наружного относительно внутреннего, снабженного торцевым упором с углом наклона к оси заготовки 45-90°, затем ротационную вытяжку за один или несколько переходов деформирующими роликами с различными передними углами и установленными со смещением в осевом и радиальном направлении, после этого отжиг уменьшающий напряжения, окончательную механическую обработку с образованием стыковых и резьбовых участков для соединения с комплектующими деталями и гидроиспытания корпуса сосуда.The essence of the invention lies in the fact that in the method of manufacturing thin-walled axisymmetric vessel housings made of alloyed steels operating under high pressure, including blank, press, thermal and rotational processing, in contrast to the prototype according to the invention, hot-rolled pipes made of structurally alloyed steel for cold deformation of the type 12H3GNMFBA cut into dimensional workpieces, calibrated on the outer surface, perform thermodeformation hardening in the form of quenching Kim tempering, pre-machining and rotary drawing, while pre-machining of the blanks is performed with the shaping of the outer and inner bulges with displacement of the outer relative to the inner, equipped with an end stop with an angle of inclination to the axis of the workpiece 45-90 °, then a rotary hood for one or more transitions deforming rollers with different front corners and installed with an offset in the axial and radial direction, then annealing reduces stress, eye careful machining with the formation of butt and threaded sections for connection with component parts and hydrotesting of the vessel body.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен процесс ротационной вытяжки заготовки 1 толщиной t0 (мм) на оправке 3 деформирующими роликами 4, 5, 6.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the process of rotational drawing of the
Заготовка 1 зафиксирована на оправке 3 прижимом 7.The
L (мм) - смещение наружного утолщения относительно внутреннего.L (mm) - the displacement of the external thickening relative to the internal.
α - угол наклона торцевого упора заготовки 1 к оси заготовки 2.α is the angle of inclination of the end stop of the
t (мм) - толщина после ротационной вытяжки.t (mm) - thickness after rotary drawing.
F (мм/мин) - осевая подача роликов.F (mm / min) - axial feed of the rollers.
S (мин/-1) - скорость вращения заготовки и оправки.S (min / -1 ) - the speed of rotation of the workpiece and the mandrel.
Профили роликов 4, 5 и 6 условно совмещены в осевой плоскости.The profiles of
На фиг. 2 изображен процесс ротационной вытяжки заготовки 1 толщиной t0 (мм) на оправке 3 деформирующими роликами 4, 5 и 6 с прижимом 7 за два перехода.FIG. 2 shows the process of rotational drawing of the
Заготовка 2 после первого перехода ротационной вытяжки с толщиной t1 (мм).The
Заготовка 8 после второго перехода ротационной вытяжки с толщиной t (мм).The
F (мм/мин) - осевая подача роликов.F (mm / min) - axial feed of the rollers.
S (мин/-1) - скорость вращения заготовки и оправки.S (min / -1 ) - the speed of rotation of the workpiece and the mandrel.
На фиг. 3 «а» изображены деформирующие ролики 4, 5 и 6, условно совмещенные в одной осевой плоскости, в процессе ротационной вытяжки заготовки 2 на оправке 3.FIG. 3 "a" shows the
β4 - передний угол первого в направлении осевой подачи F ролика 4.β 4 - the rake angle of the first in the direction of the axial feed F of the
β5, 6 - передний угол последующих роликов 5 и 6.β 5, 6 - the front angle of the
Δ4 (мм) - зазор между вершиной профиля ролика 4 и оправкой 3.Δ 4 (mm) - the gap between the top of the profile of the
Δ5, 6 (мм) - зазор между вершиной профиля роликов 5, 6 и оправкой 3.Δ 5, 6 (mm) - the gap between the top of the profile of the
b (мм) - радиальное смещение роликов.b (mm) - radial displacement of the rollers.
f (мм) - осевое смещение ролика 4 относительно роликов 5 и 6.f (mm) - axial displacement of the
На фиг. 3 «б» изображены проекции очагов деформаций F4 и F5, 6 роликов 4, 5 и 6 на поверхность заготовки 2, где:FIG. 3 "b" shows the projections of deformation foci F 4 and F 5, 6 rollers 4, 5 and 6 on the surface of the
f (мм) - осевое смещение ролика 4 относительно роликов 5 и 6.f (mm) - axial displacement of the
Предлагаемый способ изготовления тонкостенных осесимметричных корпусов сосудов из легированных сталей, работающих под высоким давлением осуществляется следующим образом.The proposed method of manufacturing a thin-walled axisymmetric hulls of vessels of alloyed steel, working under high pressure as follows.
Заготовительную обработку выполняют резкой горячедеформированных труб из конструкционной среднелегированной стали для холодного деформирования типа 12Х3ГНМФБА на мерные заготовки. Затем заготовки калибруют по наружной поверхности прессовой обработкой. Выполняют воздушную закалку и высокий отпуск заготовок в электрических печах, предварительную механическую обработку на токарных станках с формообразованием наружного и внутреннего утолщений со смещением L (мм) наружного относительно внутреннего (фиг. 1, фиг. 2).Preparatory processing is performed by cutting hot-deformed pipes from structural medium-alloyed steel for cold deformation of type 12X3GNMFBA into dimensional workpieces. Then the workpiece is calibrated on the outer surface by press processing. Air hardening and high tempering of blanks in electric furnaces, preliminary mechanical processing on lathes with the shaping of external and internal thickenings with offset L (mm) external relative to internal, are performed (Fig. 1, Fig. 2).
Внутреннее утолщение выполняют с торцевым упором с углом наклона а к оси заготовки 1 (45-90°) (фиг. 1, фиг. 2).Internal thickening is performed with an end stop with an angle of inclination a to the axis of the workpiece 1 (45-90 °) (Fig. 1, Fig. 2).
После этого выполняют ротационную вытяжку на давильно-раскатных станках за один или несколько переходов (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 «а», фиг. 3 «б») деформирующими роликами 4, 5, 6 с различными передними углами β4 и β5, 6 установленными со смещением f (мм) в осевом и b (мм) в радиальном направлении с деформацией не менее 50%.After that, a rotary hood is performed on the crushing-rolling machines in one or several transitions (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 "a", Fig. 3 "b") by deforming
Как вариант, по мере необходимости, между переходами ротационной вытяжки выполняют рекристаллизационный смягчающий отжиг заготовок, а после последнего перехода отжиг уменьшающий напряжения.As an option, as necessary, recrystallization softening annealing of the blanks is performed between transitional hood transitions, and after the last transition annealing reduces stress.
После окончания ротационной вытяжки выполняют отжиг уменьшающий напряжения в электропечах и окончательную механическую обработку на токарно-винторезных станках с образованием стыковых и резьбовых участков.After the rotation of the hood, annealing reduces the voltage in electric furnaces and the final machining on screw-cutting machines with the formation of butt and threaded sections.
Затем полученные корпуса сосудов подвергают гидравлическим испытаниям на прочность внутренним давлением на установках для гидроиспытаний.Then, the resulting vessel shells are subjected to hydraulic pressure tests for internal pressure in hydrotest installations.
Пример 1.Example 1
Горячедеформированные трубы ∅419×12 мм из конструкционной среднелегированной стали для холодного деформирования типа 12Х3ГНМФБА режут на мерные заготовки на трубоотрезных станках длиной 500 мм, калибруют по наружному диаметру на гидравлическом прессе, получают заготовку ∅415 мм.Hot-deformed pipes 19419 × 12 mm from structural medium-alloyed steel for cold forming type 12Х3ГНМФБА are cut into dimensional workpieces on pipe-cutting machines with a length of 500 mm, calibrated by the outer diameter on a hydraulic press, and a billet is obtained 15415 mm.
Затем выполняют воздушную закалку заготовок при температуре 895-925°С, высокий отпуск при температуре 570-600°С и получают прочность 
После этого выполняют механическую обработку заготовок 1 (фиг. 1, фиг. 2) с образованием наружного и внутреннего утолщений с размерами:After this, the machining of the workpieces 1 (Fig. 1, Fig. 2) is performed with the formation of external and internal thickenings with dimensions:
- диаметр заготовки - 412 мм;- the diameter of the workpiece - 412 mm;
- толщина заготовки t0=7 мм;- the thickness of the workpiece t 0 = 7 mm;
- угол наклона торцевого упора к оси заготовок α=45°;- the angle of inclination of the end stop to the axis of the workpieces α = 45 °;
- смещение наружного утолщения относительно внутреннего L не менее 3 мм.- offset of the external thickening relative to the internal L not less than 3 mm.
Затем выполняют ротационную вытяжку за один переход со степенью деформации ε=58,6% с получением толщины стенки t1=2,9 мм, при этомThen perform rotational hood for one transition with the degree of deformation ε = 58,6% with obtaining the wall thickness t 1 = 2.9 mm, while
Используют деформирующие ролики 4, 5 и 6 (фиг. 3а, фиг. 3б) с передними углами β4=15°, β5=β6=30° и установленными с зазорами: Δ4=3,64 мм, Δ5=Δ6=2,7 мм, при этом Δ4 превышает Δ5 и Δ6 в 1,35 раза, т.е. 
Ролики смещены в радиальном направлении на величинуThe rollers are shifted in the radial direction by
b=Δ4-Δ5(Δ6)=3.64-2.7=0.94 ммb = Δ 4 -Δ 5 (Δ 6 ) = 3.64-2.7 = 0.94 mm
Ролики также смещены в осевом направлении за счет того, что первый в направлении осевого перемещения ролик 4 выполнен с передним углом β4=15°, а последующие ролики 5 и 6 с передними углами β5=β6=30°, при этом величина осевого смещения f=2 мм (фиг. 3а, фиг. 3б).The rollers are also offset in the axial direction due to the fact that the
Затем выполняют отжиг уменьшающий напряжения при температуре 390-410°С.Then perform annealing reduces stress at a temperature of 390-410 ° C.
Получают заготовки корпуса сосуда с пределом прочности 
Выполняют окончательную механическую обработку и гидравлические испытания корпусов сосудов на прочность внутренним давлением 300 кг/см2 (29,4 МПа).Perform final machining and hydraulic testing of vessel housings for strength with an internal pressure of 300 kg / cm 2 (29.4 MPa).
Пример 2.Example 2
Заготовительную, прессовую, термическую и предварительную механическую обработку выполняют как в примере 1.Procurement, pressing, thermal and pre-machining are performed as in example 1.
Затем выполняют ротационную вытяжку за два перехода (фиг. 2).Then perform a rotary hood for two transitions (Fig. 2).
После первого перехода получают заготовку 2 с толщиной стенки t1=3,9 мм, после второго перехода заготовку 8 с толщиной стенки t=1,7 мм, при этом степень деформации ε2 составит 75%, т.е.After the first transition, a blank 2 with a wall thickness t 1 = 3.9 mm is obtained, after the second transition, a blank 8 with a wall thickness t = 1.7 mm, the degree of deformation ε 2 being 75%, i.e.
Ролики 4, 5 и 6 (фиг. 3 «а», фиг. 3 «б») выполнены с передними углами β4, β5 и β6 и установлены с радиальным b и осевым f смещением как в примере 1.The
После второго перехода ротационной вытяжки выполняют отжиг уменьшающий напряжения при температуре 390-410°С.After the second transition of the rotary hood, annealing reduces stress at a temperature of 390-410 ° C.
Получают заготовки корпуса сосуда с пределом прочности 
Как вариант, по мере необходимости, между переходами ротационной вытяжки выполняют рекристаллизационный отжиг при температуре 720-740°С, а после последнего перехода - отжиг уменьшающий напряжения при температуре 390-410°С.As an option, as necessary, recrystallization annealing is performed between transitional hood transitions at a temperature of 720-740 ° C, and after the last transition annealing reduces stress at a temperature of 390-410 ° C.
Степень деформации после второго перехода составит 
Получают предел прочности 
После окончательной механической обработки выполняют как в примере 1 гидравлические испытания корпуса сосуда на прочность внутренним давлением 
Выполнение способа изготовления тонкостенных осесимметричных корпусов сосудов из легированных сталей, работающих под высоким давлением, в соответствии с изобретением обеспечивает возможность изготовления тонкостенных корпусов сосудов из легированных сталей из трубных заготовок с наружным и внутренним утолщением с высокой устойчивостью процесса формоизменения, с высокой точностью геометрических размеров и высоким качеством обработанной поверхности, с высоким коэффициентом использования металла, высокой производительностью, высокой механической прочностью и низким уровнем остаточных внутренних напряжений.The implementation of the method of manufacturing thin-walled axisymmetric vessel housings made of alloyed steels operating under high pressure, in accordance with the invention, makes it possible to manufacture thin-walled vessel housings made of alloyed steel from tubular blanks with external and internal thickening with high dimensional stability and high dimensional surface finish, high metal utilization, high performance, high Coy mechanical strength and a low level of residual internal stresses.
Изобретение может быть использовано при производстве различных сосудов, работающих под внутренним давлением из легированных сталей с наружными и внутренними утолщениями.The invention can be used in the production of various vessels operating under internal pressure from alloyed steels with external and internal thickenings.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных партий деталей, изготовленных по данному способу.The specified positive effect is confirmed by tests of experimental batches of parts manufactured by this method.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144981A RU2695095C1 (en) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Method of making thin-walled axially symmetric vessels bodies from alloyed steels operating under high pressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144981A RU2695095C1 (en) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Method of making thin-walled axially symmetric vessels bodies from alloyed steels operating under high pressure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2695095C1 true RU2695095C1 (en) | 2019-07-19 |
Family
ID=67309455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018144981A RU2695095C1 (en) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Method of making thin-walled axially symmetric vessels bodies from alloyed steels operating under high pressure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2695095C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2818921C1 (en) * | 2023-08-08 | 2024-05-07 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" | Method of spinning processing of axisymmetric shells |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4176539A (en) * | 1977-03-25 | 1979-12-04 | Hitachi Metals, Inc. | Cold-roll forming stand |
| SU1311813A1 (en) * | 1985-03-11 | 1987-05-23 | Предприятие П/Я А-1067 | Method of producing hollow articles |
| RU2567421C1 (en) * | 2014-09-03 | 2015-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" | Method of manufacturing of thin wall axisymmetric welded shells with end thickened rings |
-
2018
- 2018-12-19 RU RU2018144981A patent/RU2695095C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4176539A (en) * | 1977-03-25 | 1979-12-04 | Hitachi Metals, Inc. | Cold-roll forming stand |
| SU1311813A1 (en) * | 1985-03-11 | 1987-05-23 | Предприятие П/Я А-1067 | Method of producing hollow articles |
| RU2567421C1 (en) * | 2014-09-03 | 2015-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" | Method of manufacturing of thin wall axisymmetric welded shells with end thickened rings |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРЕДИТОР М.А. "ДАВИЛЬНЫЕ РАБОТЫ И РОТАЦИОННОЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ", МАШИНОСТРОЕНИЕ,М., 1971, с.109-115. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2818921C1 (en) * | 2023-08-08 | 2024-05-07 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" | Method of spinning processing of axisymmetric shells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110052792B (en) | Manufacturing method of cylinder barrel for hydraulic cylinder | |
| JP2003311317A (en) | Method for manufacturing seamless tube | |
| US20200130035A1 (en) | Method for producing a high-pressure pipe | |
| US3434322A (en) | Method and apparatus for rolling bearing races | |
| RU2695095C1 (en) | Method of making thin-walled axially symmetric vessels bodies from alloyed steels operating under high pressure | |
| RU2538792C1 (en) | Rotary drawing of thin-wall shells with crowning | |
| RU2722939C1 (en) | Method of making complex profile axisymmetric parts | |
| RU2502576C1 (en) | Method of making thin-wall large-sized shells by rotary drawing | |
| RU2426617C1 (en) | Method of producing thin-wall shells | |
| RU2613256C1 (en) | Manufacturing method for welded titanium tubes | |
| RU2710311C1 (en) | Method of making thin-wall shells from alloyed steels | |
| US3288542A (en) | Method of rolling bearing races | |
| RU2615959C1 (en) | Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method | |
| RU2773976C1 (en) | Method for manufacturing axisymmetric thin-walled shells | |
| RU2727370C1 (en) | Method of making axially symmetric thin-wall shells and device for making axially symmetric thin-wall shells | |
| RU2799823C1 (en) | Method for manufacturing steel complex-shaped shells | |
| RU2461436C1 (en) | Method of producing variable cross-section thin-wall shells | |
| RU2294247C2 (en) | Cold rolled titanium-alloy large- and mean-diameter high-accuracy tubes production method | |
| RU2710285C1 (en) | Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels | |
| RU2775305C1 (en) | Method for manufacturing axisymmetric alloy steel housings | |
| RU2503523C2 (en) | Method of producing precision tubes and device to this end | |
| RU2814100C1 (en) | Method for manufacturing complex-profile shells with internal grooves | |
| RU2751207C2 (en) | Stainless steel tubes and their production method | |
| RU2780417C1 (en) | Method for manufacturing axisymmetric shells | |
| RU2288055C1 (en) | Method for producing cold rolled tubes of large- and mean diameter with improved wall accuracy of titanium base alloys |