UA45042A

UA45042A - METHOD OF STRETCHING PIPES

Info

Publication number: UA45042A
Application number: UA2001042156A
Authority: UA
Inventors: Сергій Васильович Атанасов; Сергей Васильевич Атанасов; Сергій Григорович Науменко; Сергей Григорьевич Науменко; Станіслав Миколайович Кекух; Станислав Николаевич Кекух; Юрій Васильович Чигирінський; Олексій Миколайович Смолін; Алексей Николаевич Смолин; Валентин Миколайович Данченко; Валентин Николаевич Данченко; Олександр Ісакович Фельдман; Александр Исаакович Фельдман; Марк Ісакович Ханін; Георгій Йосипович Хаустов; Георгий Иосифович Хаустов; Володимир Якович Головачов; Владимир Яковлевич Головачев; Борис Петрович Одінцов; Валерій Трофимович Вишинський
Original assignee: Виробничо-Науковий Центр "Трубосталь"; Производственно-Научный Центр "Трубосталь"
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-03-15

Abstract

Method for the tube drawing, in which head blocking, thermal treatment of semi-finished tubes, covering those with powder lubricant and drawing through the matrix are carried out. Heating is combined with thermal treatment, and temperature (T) of semi-finished product at the instant of feeding that to the drawing matrix is found by means of the following relationship: , where is the empiric coefficient of the semi-finished product hardening; - coefficient of total extension; - coefficient of the semi-finished product wall thickness (relationship between thickness of the wall and outer diameter ).

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід має відношення до обробки металів тиском і може бути використаний за умови теплої протяжки труб 2 та трубчатих виробів.The invention is related to the processing of metals by pressure and can be used under the condition of warm drawing of pipes 2 and tubular products.

Відомим є спосіб протягування труб |1), який містить в собі термічну обробку трубних заготовок, зйом окалини, забивку головок, нанесення мастила і протяжку.There is a well-known method of drawing pipes |1), which includes heat treatment of pipe blanks, removal of scale, hammering of heads, application of lubricant and drawing.

Недоліком відомого способу є низька (нижче 100") температура заготовки у момент початку деформації, що не дозволяє отримувати достатньо велику витяжку за умов протягування труб з пластичних матеріалів, та суттєво обмежує можливості протяжки труб з низькопластичних матеріалів.The disadvantage of the known method is the low (below 100") temperature of the workpiece at the moment of the beginning of deformation, which does not allow obtaining a sufficiently large draw under the conditions of drawing pipes from plastic materials, and significantly limits the possibilities of drawing pipes from low-plastic materials.

Найбільш близьким за технічною сутністю до запропонованого способу є спосіб теплового протягування труб (2), який містить в собі забивку головок, термічну обробку заготовки, розігрів її до температури у інтервалі 200 - 300"С нанесення мастила та протягування, або виконання тих самих операцій з виключенням термічної обробки на проміжному розмірі (див. попереднє посилання, стор. 59,табл. 3).The closest in terms of technical essence to the proposed method is the method of thermal drawing of pipes (2), which includes hammering the heads, heat treatment of the workpiece, heating it to a temperature in the range of 200 - 300"С, applying lubricant and drawing, or performing the same operations with excluding heat treatment on the intermediate size (see previous reference, page 59, table 3).

Недоліком відомого способу є необхідність дворазового нагрівання заготовки, перше нагрівання - для термічної обробки, тобто для створення (поновлення) основного ресурсу пластичності і друге нагрівання - для зниження інтенсивності зміцнення та інтенсивності падіння пластичності заготовки у процесі протяжки. В разі ж вилучення термічної обробки на проміжному розмірі так само, як і у випадку з термічною обробкою для розігріву заготовки перед протягуванням потрібно мати спеціальний нагрівальний пристрій, а це додаткові витрати часу і праці на його обслуговування та ін., тобто збільшення вартості і зменшення обсягів виробництва.The disadvantage of the known method is the need to heat the workpiece twice, the first heating - for heat treatment, that is, to create (renew) the main plasticity resource, and the second heating - to reduce the intensity of strengthening and the intensity of the drop in plasticity of the workpiece during the broaching process. In the case of removal of heat treatment on an intermediate size, just as in the case of heat treatment, a special heating device is required to heat the workpiece before drawing, and this is additional time and labor costs for its maintenance, etc., i.e. an increase in cost and a decrease in volumes production

Інший суттєвий недолік способу полягає в тому, що температурний інтервал розігріву заготовки (зокрема 200 - З00"С для нержавіючої сталі) обирають без урахування її розігріву у процесі протягування, тобто без урахування додаткового температурного інтервалу. Не брати до уваги цей інтервал неможливо, з одного боку, забезпечити нормальну роботу мастила (бо за умов перегріву мастило вигорає і на трубах виникають різні 22 дефекти, або процес протягування взагалі зупиняється, матриця швидко виходить з ладу. за умов недогріву « мастило недостатньо розплавляється, що дає ті ж наслідки), і з іншого боку, використовувати додатковий ресурс пластичності матеріалу під час додаткового розігріву від роботи деформації. Цей додатковий розігрів залежить, головним чином від ступеня зміцнення матеріалу заготовки сумарної витяжки та товстостінності тієї ж заготовки.Another significant disadvantage of the method is that the temperature interval of heating the workpiece (in particular, 200 - 300"C for stainless steel) is chosen without taking into account its heating during the drawing process, that is, without taking into account the additional temperature interval. It is impossible not to take into account this interval, on the one hand on the other hand, to ensure the normal operation of the lubricant (because under conditions of overheating, the lubricant burns out and various 22 defects appear on the pipes, or the drawing process stops altogether, the matrix quickly fails. under conditions of underheating, "the lubricant does not melt enough, which gives the same consequences), and with on the other hand, to use the additional plasticity resource of the material during the additional heating from the work of deformation.

Технічна задача запропонованого способу полягає у найбільш повному використанні залишкового тепла від с термічної обробки (оджигу) трубної заготовки для протягування труб з використанням твердого порошкового «Її мастила.The technical task of the proposed method consists in the most complete use of the residual heat from the thermal treatment (annealing) of the pipe billet for drawing pipes using solid powder "Her lubricant.

Поставлена технічна задача вирішується таким чином, що у відомому способі, який містить забивку головок, о термічну обробку трубних заготовок, нагрівання заготовок, нанесення на них твердого порошкового мастила та ю протягування через матрицю відповідно до винаходу нагрівання поєднують з термічною обробкою, причому температуру (Т) заготовок у момент задачі їх у волочильну матрицю встановлюють виходячи з наступного М співвідношення: 1 20 т 50001 - кв сх « де к - емпіричний коефіцієнт зміцнення матеріалу заготовки; ші с и - коефіцієнт сумарної витяжки; "» уа - коефіцієнт товстостінності заготовки (співвідношення між товщиною стінки ї та зовнішнім діаметром 9). " Сутність запропонованого способу з точки зору досягнення потрібного технічного результату, полягає у найбільш повному використанні збільшеного ресурсу пластичності, отриманого матеріалом заготовок оджигу та охолодження їх до верхньої межі заданого температурного інтервалу, який встановлюють з урахуванням ве верхньої і нижньої меж працездатності твердого порошкового мастила, як найбільше суттєвих чинників, сл впливаючих на технічний результат.The set technical problem is solved in such a way that in the known method, which includes hammering the heads, o heat treatment of pipe blanks, heating the blanks, applying solid powder lubricant to them and pulling them through the matrix according to the invention, heating is combined with heat treatment, and the temperature (Т ) of blanks at the time of placing them in the drawing matrix are set based on the following M ratio: 1 20 t 50001 - sq x « where k is the empirical coefficient of strengthening of the blank material; ши с и - coefficient of total extraction; "» ua - the coefficient of thickness of the workpiece (the ratio between the wall thickness y and the outer diameter 9). " The essence of the proposed method from the point of view of achieving the desired technical result is to make the most complete use of the increased plasticity resource obtained by the material of the workpieces of the furnace and to cool them to the upper limit of the specified temperature interval, which is set taking into account the upper and lower limits of the performance of solid powder lubricant, as the most significant factors affecting the technical result.

На відміну від прототипу (2) згаданий ресурс отримують та використовують без застосування жодного о спеціального джерела нагрівання, застосовуючи залишкове тепло від пічного оджигу, яке згідно з існуючим їз 20 способом спершу марно втрачається, а потім фактично відтворюється за допомогою спеціального джерела нагрівання. о) Заявлені межі температурного інтервалу встановлені експериментальним шляхом. Нижня межа у 28070 є межею початку розплавлення твердого порошкового мастила, нижче якої порошкові мастила, що містять графіт, та деякі сольові мастила не є працездатними (інші ж для означеного інтервалу взагалі непридатні), та 5о потребують заміни на такі що є у стані рідини. Верхню межу розраховують виходячи з головних чинників (К, р, вн уа), які впливають на деформаційний (додатковий) розігрів заготовки під час протяжки, що дозволяє утримувати загальну температуру розігріву труби біля 500"С, тобто не перевищувати максимуму, який є оптимальним як з точки зору працездатності мастила, так і для подальшого повного використання додаткового (високотемпературного) ресурсу пластичності матеріалу труби. Здебільшого згадані чинники знаходяться у 60 наступних межах: 0,90 « К «х 1,255 1,5 х цк 2,1; 0,05 х Уа «х 0,30.При цьому слід зазначити, що, по-перше, емпіричні коефіцієнти зміцнення має найменше значення (К - 0,90) для матеріалів, які під час теплого протягування набувають найменшого зміцнення, і, відповідно, він має найбільше значення (К - 1,25) для матеріалів, які за тих самих умов набувають найбільшого зміцнення: і по-друге: найбільшу витяжку (у - 2,1) не застосовують для протягування найбільш товстостінних труб (4 » 0,25). бо Запропонований спосіб може бути використаний за умов протягування широкого сортаменту труб з різних,In contrast to the prototype (2), the mentioned resource is obtained and used without the use of any special heating source, using the residual heat from the furnace firing, which, according to the existing method, is first wasted and then actually regenerated with the help of a special heating source. o) The stated limits of the temperature interval are established experimentally. The lower limit of 28070 is the limit of the beginning of melting of solid powder lubricant, below which powder lubricants containing graphite and some salt lubricants are not operable (others are not suitable at all for the specified interval), and 5o need to be replaced with those that are in a liquid state. The upper limit is calculated based on the main factors (К, р, вн уа), which affect the deformation (additional) heating of the workpiece during broaching, which allows you to keep the total temperature of the pipe heating at about 500"С, that is, not to exceed the maximum, which is optimal as from the point of view of the performance of the lubricant, as well as for further full use of the additional (high-temperature) plasticity resource of the pipe material. For the most part, the mentioned factors are within the 60 following limits: 0.90 "K" x 1.255 1.5 x tsk 2.1; 0.05 х Уа «х 0.30. It should be noted that, firstly, the empirical strengthening coefficients have the smallest value (K - 0.90) for materials that acquire the least strengthening during hot drawing, and, accordingly, it has the largest value (K - 1.25) for materials that, under the same conditions, acquire the greatest strengthening: and secondly: the largest draw (y - 2.1) is not used for drawing the thickest-walled pipes (4 » 0.25). because the proposed method can be in used under the conditions of drawing a wide range of pipes from different,

більшою мірою нержавіючих матеріалів на діючих волочильних станах усіх типів у відповідності до схеми зображеної на фігурі 1.to a greater extent of stainless materials on active drawing machines of all types in accordance with the scheme shown in figure 1.

Волочильний стан для протяжки труб утримує 1 - завантажувальний стіл; 2 - заготовку; З - короб; 4 -The drawing machine for drawing pipes holds 1 - a loading table; 2 - workpiece; C - a box; 4 -

Волочильну матрицю.Traction matrix.

Пакет труб-заготовок з забитими головками піддають термічний обробці у печі для оджигу, наприклад електропечі (на фігурі не зображена), і потім розміщують на завантажувальному столі (1) волочильного стану, де заготовки (2) охолоджують до верхньої межі розрахованого інтервалу температури Т, після чого здійснюють поштучну задачу заготовок у короб (3), заповнений порошковим мастилом, і потім у волочильну матрицю (4). 7/0 Протягування проводять з періодичним контролем температури заготовок з тим, щоб ті мали на вході у матрицю температуру не нижче 280"С. Цей контроль можливо проводити, наприклад, за допомогою контактного термощупу. У конкретних виробничих умовах такий контроль може бути зведений до мінімуму, за рахунок обмеження кількості заготовок які одночасно задають на завантажувальний стіл (за умов ритмічної роботи печі для оджигу, транспортних засобів, волочильного стану, та за стабільних умов навколишнього середовища).A package of tube blanks with hammered heads is subjected to heat treatment in an annealing furnace, such as an electric furnace (not shown in the figure), and then placed on the loading table (1) of the drawing station, where the blanks (2) are cooled to the upper limit of the calculated temperature interval T, after which the workpieces are placed piece by piece into a box (3) filled with powder lubricant, and then into a drawing matrix (4). 7/0 Drawing is carried out with periodic control of the temperature of the workpieces so that they have a temperature not lower than 280"C at the entrance to the matrix. This control can be carried out, for example, with the help of a contact temperature probe. In specific production conditions, such control can be reduced to a minimum , due to limiting the number of workpieces that are placed on the loading table at the same time (under conditions of rhythmic operation of the firing furnace, vehicles, drawing condition, and under stable environmental conditions).

Прикладом конкретного виконання запропонованого способу може бути безоправочне протягування на стані зусиллям у три тони труб зі сталі марки 12Х12Н10Т по маршруту 14х2 - вх2мм з мастилом у вигляді порошкової суміші серебристого графіту, азотнокислого натрію та гідроокису кальцію. Температура оджигу заготівок у печі становить 11507С. Вихідні дані для розрахунку верхньої межі температурного інтервалу:An example of a specific implementation of the proposed method can be a frameless drawing on a stand with a force of three tons of 12X12N10T steel pipes along a route of 14x2 - inx2mm with a lubricant in the form of a powder mixture of silver graphite, sodium nitrate and calcium hydroxide. The annealing temperature of the blanks in the furnace is 11507C. Initial data for calculating the upper limit of the temperature interval:

Коефіцієнт зміцнення матеріалу заготовки К - 1,25.The coefficient of strengthening of the workpiece material K is 1.25.

Коефіцієнт сумарної витяжки 2,0.The coefficient of total extraction is 2.0.

Коефіцієнт товстостінності заготовки Ма - 0,14.The coefficient of thickness of the billet Ma is 0.14.

Максимальна температура заготовки згідно з заявленим співвідношенням: ря 1 лі таким чином інтервал, у якому згідно з т -5001-1,25х20х014: -405С « запропонованим способом має здійснюватись протягування знаходиться в межах від 280 до 4032С.The maximum temperature of the workpiece according to the stated ratio: rya 1 li thus the interval in which, according to t -5001-1.25х20х014: -405С « drawing should be carried out by the proposed method, is in the range from 280 to 4032С.

На кінці треба зазначити, що у разі відсутності попереднього розрахунку зазначеної верхньої межі випадково розпочати і закінчити протяжку достатньої кількості заготовок у таких самих межах, особливо в сч умовах роботи на багатонитковому стані, практично неможливо, і тим менш ймовірно є випадковий підбіру «ж конкретних виробничих умовах максимальної кількості заготовок, яка дозволить провести протягування першої заготовки при максимальній і останньої при мінімальній температурі того ж інтервалу. Якщо ж хоча б одна о заготовка випаде за межи інтервалу, це завдасть шкоди матриці та погіршить якість самої труби і, таким чином, юю суттєво погіршиться якість та ефективність процесу протягування.At the end, it should be noted that in the absence of a preliminary calculation of the specified upper limit, it is practically impossible to randomly start and finish broaching a sufficient number of workpieces within the same limits, especially under the conditions of work on a multi-thread machine, and even less likely is the random selection of "the same specific production conditions of the maximum number of blanks, which will allow drawing the first blank at the maximum and the last at the minimum temperature of the same interval. If at least one workpiece falls outside the interval, it will damage the matrix and deteriorate the quality of the pipe itself, and thus, the quality and efficiency of the drawing process will significantly deteriorate.

Зо Список джерел інформації З 1. Ю.Ф.Шевакін, А.3.Глейберг. Виробництво труб. Видавництво "Металургія" М. 1968р. 2. Збірник "Виробництво труб, вип. 20". Видавництво "Металургія", 1968р. «From List of sources of information From 1. Yu.F.Shevakin, A.3.Gleiberg. Production of pipes. "Metallurgy" publishing house, Moscow, 1968. 2. Collection "Manufacturing of pipes, issue 20". "Metallurgy" publishing house, 1968. "

Claims

The formula of the invention is c z» The method of drawing pipes, in which the heads are hammered, the heat treatment of pipe blanks is carried out, the billets are heated, solid powder lubricant is applied to them and drawing through the matrix is distinguished by the fact that heating is combined with heat treatment, and the temperature (Т ) of the blanks at the moment of feeding them into the drawing matrix is set from the following ratio:

I. 1 where 28075 50011- glues)t, o Zh - empirical coefficient of strengthening of the workpiece material; i" 20 rya. - coefficient of total extraction; What) na - the coefficient of thickness of the workpiece (the ratio between the wall thickness y and the outer diameter 4). R 60 b5