SU725728A1 - Способ получени гильз - Google Patents

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, например мартенситно-стареющих сталей, применяемых для изготовления тяжелонагруженных деталей ответственного назначения, и может быть использовано в машиностроительной и металлругической промышленностях.

Для изготовления горячекатанных труб из высоколегированных марок сталей и сплавов широко используется способ, включающий резку штанг на заготовки мерной длины, нагрев заготовки, прошивку ее на прессе в короткую толстостенную гильзу, прессование этой гильзы в трубу заданных размеров (1 ].

Основным недостатком этого способа изготовления труб является низкая производительность и высокие расходы на передел, связанные с подготовкой заготовки под прошивку на прессе. В ряде случаев, в особенности при прошивке высокопрочных сталей и сплавов, заготовки необходимо сверлить из-за больших усилий на прошивочной пуансон. Кроме того, отличается низкая износостойкость прессового инструмента.

Известен также способ винтовой прокатки, включающий деформацию нагретой заготовки с суммарной вытяжкой 2-4 в трехвалковом калибре при углах подачи валков 20—45° [2].

Однако такой способ не обеспечивает получения качественных гильз из высоколегированных марок стали, так как они обладают повышенным сопротивлением деформации.

Ейиболее близким по технической сущности является способ получения гильз, .включающий безоправочную винтовую прокатку нагретой заготовки и последующую винтовую прошивку (3J.

.Однако известный способ не обеспечивает: получение гильз с регламентированной структурой и свойствами, например, из высоколегированных марок стали. При получении гильз из высоколегированных марок стали, а также длинных гильз с малым отверстием из углеродистых марок стали прошивкой на стане винтовой прокатки часто происходит нарушение процесса. Оправка из-за тяжелых условий (больших удельных нагрузок, высокой температуры и т.д.) разогревается, те725728 ряст первоначальную форму, ’’схватывается” с деформируемым металлом и закатывается в заготовке. В редких случаях, процесс протекает до конца, однако, гильзы при этом имеют очень высокую разностенность (до 50% и более). Кроме того, большие усилия на оправку вызывают искривление ' и поломку оправочного стержня. С повышением температуры нагрева заготовок до 1250-1270° С на* грузки на инструмент резко снижаются и процесс протекает стабильнее. Однако прокатанные трубы характеризуются крупнозернистой структурой (1-3 балла), а иногда имеют структуру перегретого металла. По этой причине для получения длинных гильз из углеродистых сталей с малым отверстием или гильз из высоколегированных сталей требуется дополнительная подготовка заготовки под прошивЦелью изобретения является повышение , качества гильз путем образования микротрещин в сердцевине сплошной заготовки.

Поставленная цель достигается тем, что безоправочную винтовую прокатку заготовки осуществляют с обжатием 15—30% в двухвалковом калибре с овализацией 1,12—1,25 при углах подачи валков, равных 18—30°.

Способ заключается в том, что сначала осуществляют винтовую прокатку без оправки в двухвалковом стане при таких режимах, чтобы обеспечить заданную анизотропию свойств металла заготовки под прошивку. Процесс деформирования за счет большой овализациикалибра 1,12-1,25 происходит с интенсивными сдвиговыми напряжениями, вызывающими в осевой зоне заготовки обра- . зование микронарушений сйлошности. При последующей прошивке на оправку воздействует металл с более низким уровнем физико-механических свойств, чем на периферийных слоях. При прошивке это способствует само- _ч центрированию оправки при сравнительно невысоких усилиях металла, большей ее износостойкости и, как следствие, повышению качества гильз: состоянию внутренней поверхности и точности. Процесс прошивки Осуществляют: при углах подачи более 15°, так как в этом случае обеспечивается минимальное машинное время прошивки и оправка не успевает разогреться и потерять свою первоначальную форму. Винтовой прокатке присуща неравномерность деформации металла по поперечному сечению, которая в свою очередь вызывает неравномерный температурный эффект. 'При винтовой прокатке этот эффект, пропорциональный сопротивлению деформации, весьма значителен и . при обычных режимах (малых углах подачи) выделение¹ тепла локализуется в наружных слоях. Это приводит к перегреву металла, образованию грубых дефектов на наружной поверхности. С увеличением угла подачи неравномерность деформации уменьшается и тепло деформации рас₅ пределяется более равномерно по поперечному сечению заготовок. ’ ,

В связи с этим деформирование в стане винтовой прокатки осуществляют в области больших углов подачи (свыше 18°). Однако

10. при больших углах подачи уменьшается склонность металла к разрыхлению. Поэтому для¹’ сохранения возможности образования микронарушений центральных слоев необходимо процесс осуществлять с повышенной овали15 задней калибра (1,12-1,25). Кроме того, применение овализации улучшает качество наружной поверхности заготовок из высоколегированных сталей, имеющих повышенную склонность к·, образованию дефектов в виде волосовин^ трещин, плен и т.д.

Экспериментальным путем установлено, что обжатия заготовки менее 15% недостаточно для проработки центральных слоев заготовки и ее подготовки к следующей прошивке. В то же время обжатия свыше 30% вызывают микронарушения сплошности заготовки, которые при прошивке приводят к образованию на внутренней поверхности гильз и труб гру₃₀ бых плен.

Пример. Получение гильзы размером 48x15 мм и длиной 400 мм из высоколегированной мартенситно-стареющей стали ЭП637 (Н18К9М5Т). Исходную кованую заготовку ₃₅ диаметром 70 мм нагревают до температуры 1100—1150°С и обжимают на двухвалковом стане на 26% до^ 52 мм при угле подачи 23° и коэффициенте овализации 1,15.

После обкатки заготовку прошивают в ₄₀ гильзу. 48x15 мм на оправке диаметром мм при угле подачи 18°.

Полученные гильзы имеют высокое качество >

внутренней поверхности, разностенность' не превышает 0,8 мм. Микроструктура соответству₄₅ ет 5—7 баллу.

Claims (3)

1. р ст первоначальную форму, схватываетс  с де(6ji)MHpye fbiM металлом и закатываетс  в заготовке. В редких случа х, процесс протекает до конца, однако, гильзы при этом имеют очень высокую разностенность (до 50% и более). Кроме того, большие усили  на оправку вызывают искривление и поломку оправочного стержн . С повыше1шем температуры нагрева заготовок до 1250-1270°С нагрузки на инструмент резко снижаютс  и про цесс протекает стабильнее. Однако прокатанны трубы характеризуютс  крупнозернистой струк турой (17-3 балла), а иногда имеют структ5фу перегретого металла. По этой причине дл  получени  длинньцс гильз из зтлеродистых сталей с малым отверстием или гильз из высоколёпфованных сталей требуетсй дополнительна  подготовка заготовки под прошивку-Г Целью изобретени   вл етс  повышение качества гильз пзтем образовани  микротрещин в сердцевине сплошной заготовки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что безоправочную винтовую прокатку заготовки осуществл ют с обжатием 15-30% в рвухвалковом калибре с овализацией 1,12-1,25 .при углах подачи валков, равных 18-30°. Способ заключаетс  в том, что сначала осущейтвл ют винтовую прокатку без оправки в двухвалковом стане при таких режимах чтобы обеспечить заданную анизотропию свойств металла заготовки под прошивку. Процесс деформировани  за счет большой бвалйзаций калибра 1,12-1,25 происходит с интенсивными сдвиговыми напр жени ми, вы зьгеающими в осевой зоне заготовки обра- . зование микронарушений сйлошности. При последуюирй прошивке на оправку воздействует металл с более низким уровнем физико-механических свойств, чем на периферийны сло х. При прошивке это способствует самоцентрированию оправки при сравнительно невысоких усили х металла, большей ее износостойкости и, как следствие, пов{)Ш1ению качества гильз: состо нию внутренней поверх ности и точности. Процесс прощивкй Осуществл  при углах подачи более 15, так как в этом случае обеспечиваетс  минимальйое машинное врем  прошивки и оправка не успевает разогретьс  и потер ть свою первоначальную форму. Винтовой прокатке присуща неравномерность деформации металла по поперечному сечению, котора  в свою очередь вызывает неравномерный температурный эффект, при винтовой прокатке этот эффект, пропорциональньш сопротивлению деформации, весьма значителен и. при обь1чнь1Х режимах (малых углах подачи) выделение тепла локализуетс  в наружных сло х. Это приво8 .,.- 4 дит к перегреву металла, образованию грубых дефектов на наружной поверхности. С увеличением угла подачи неравномерность деформации уменьшаетс  и тепло деформации распредел етс  более равномерно по поперечному сечению заготовок. В св зи с этим деформирование в стане винтовой прокатки осуществл ют в области больших углов подачи (свыше 18°). Однако при больших углах подачи уменьшаетс  склонность металла к разрыхлению. Поэтому дл  сохранени  возможности образовани  микронарушений центральных слоев необходимо процесс осуществл ть с повышенной овализацией калибра (1,12-1,25). Кроме того, применение овализации улучшает качество наружной поверхности заготовок из высоколегированных сталей, имеющих повьш1енную склонность К1 образованию дефектов в виде волосовин трещин, плен и т.д.. Экспериментальным путем установлено, что обжати  заготовки менее 15% недостаточно дл  проработки центральных слоев заготовки и ее подготовки к следуюшей прошивке. В то же врем  обжати  свыше 30% вызьгеают микронарушени  сплошности заготовки, которые при прошивке привод т к образованию на внутренней поверхности гильз и труб грубых плен. Пример. Получение гильзы размером 48x15 мм и длиной 400 мм из высоколегированной мартенситно-стареющей стали ЭП637 (Н18К9М5Т). Исходную кованую заготовку диаметром 70 мм нагревают до температуры 1100-1150°С и обжимают на двухвалковом стане на 26% мм при угле подачи 23° и коэффициенте овализации 1,15. После обкатки заготовку прошивают в гильзу. 48x15 мм на оправке диаметром 18 мм при угле подачи 18°. Полученные гильзы имеют высокое качество внутренней поверхности, разностеннОс ь не превышает 0,8 мм. Микроструктура соответствует 5-7 баллу. Формула изобрете.ни  Способ получени  гильз, включающий безоправочную винтовую прокатку нагретой заготовки и последующую винтовую прошивку, отличающийс  тем, что, с целью повьщ1ени  качества гильз путем образовани  микротрещин в сердцевине сплошной заготовки , безоправочную винтовую прокатку заготовки осуществл ют с обжатием 15-30% в двухвалковом калибре с овализацией 1,12- 1,25 при углах подачи валков, равных 18-30° 5.f25f28 Источники информащ1и, прин тые во внимание при экспертизе I. Шевакин Ю. Ф., Глейберг А. 3. Производство труб.,Металлурги , 1968, с. 221-250. . 6
2. 2. Авторское свидетельство СССР N 500822 кл, В 21 В 19/00, 1972.
3. 3. Патент США N 2216718, кл. 72-528, 1937 (прототип).