Прошивка слитков и заготовок на прессах (анализ заполняющей, закрытой (нарастающей) и сквозной прошивок).

Прошивка слитков и заготовок на прессах (анализ заполняющей, закрытой (нарастающей) и сквозной прошивок).

Прошивка на прессах используется в том случае, когда прокатку труб и слитков выполняют на пилигриммовых станах или получают на выдавливающих прессах. Сама прошивка характеризуется схемой всестороннего неравномерного сжатия. При открытом вдавливании (рис 5а) течение металла в стороны не ограничивается, а при закрытом имеет место течение металла только в осевом направлении. Существуют 3 вида прошивки – заполняющая, закрытая(нарастающая) в глухом контейнере, сквозная в контейнере с матрицей.

При заполняющей прошивке, например многогранный слиток или квадратная заготовка, прошивают в контейнере квадратного сечения, открытое вдавливание происходит до заполнения металлом пространства между слитком и стенкой контейнера, а потом имеет место нарастающая прошивка.

Закрытая прошивка реализуется в следующей последовательности: в начале круглая заготовка или слиток подаётся в контейнер, зазор 2,5-5мм, затем выполняется распрессовка (уменьшение высоты слитка, увеличивается диаметр до соприкосновения со стенками контейнера) указанная операция уменьшает разностенность гильзы.

Сквозная прошивка имеет 3 этапа:1) Обратное истечение металла, т.к. глубина проникновения маленькая, меньше силы контактного трения. 2) По мере прошивки обратное истечение затрудняется (растут силы трения) наименьшее сопротивление деформации соответствует течению метала через отверстие матрицы, но при этом остаётся обратное истечение матрицы. 3) Сопротивление для прямого и обратного истечения метала становятся большим из-за контакта в углах, при этом происходит срезание пробки (выдавки).

6. Прессование труб (схема прессования труб; анализ преимуществ и недостатков процесса прессования труб).

Процесс прессования трубы из гильзы заключается в выдавливании металла движущемся прессштемпелем через кольцевой зазор между неподвижной матрицей и движущейся вместе с металлом иглой.

Преимущества: схема деформации - всестороннее неравномерное сжатие, высокая деформация за 1 операцию, возможность изготовления труб из малопластичных сталей и сплавов, биметаллических труб и профилей сложной конфигурации, процесс незаменим при малых партиях

Недостатки: невысокая стойкость и большой расход инструмента, необходимо использовать смазки.

Особенности деформации металла при продольной прокатке труб в калибрах (круглых и овальных).

 

Круглые калибры обеспечивают наибольшую равномерную толщину стенки, но в них затруднен захват, поэтому ширину калибра начали конструировать не менее диаметра гильзы. Таким образом были разработаны калибры с выпуском. Высокие коэффициенты деформации с минимальной разностенностью имеют калибры позиция б). Овальные применяются когда требуется значительное обжатие по диаметру. Чем выше овальность калибра тем легче происходит захват гильзы, но увеличение овальности ведет к неравномерности деформации следовательно к разностенности и дефектам.

8. Основные параметры очага деформации при продольной прокатке труб в калибрах (на примере автомат-стана и непрерывного стана).

При прокатке на автомат-стане очаг деформации образуется двумя ручьями составляющими калибр. Гильза в процессе прокатки удлиняется, толщина стенки уменьшается, наружный диаметр определяется калибром, а внутренний диаметр оправкой.

Длинна очага деформации зависит от зоны редуцирования, диаметров гильзы и калибра, расстоянием между осями валков, толщины стенки гильзы и трубы.

9. Процесс периодической прокатки труб в калибрах переменного сечения (пилигримовая прокатка труб).

 

Процесс периодической прокатки является наиболее сложным процессом пластической деформации. В процессе горячей (пилигримовой) прокатки сочетаются элементы ковки с прокаткой.

Особенности такой прокатки заключаются в следующем:

- Деформация металла производится в калибре переменного сечения. Площадь поперечного сечения уменьшается в процессе деформации.

- В каждом периоде деформации в очаг поступает гильза переменного сечения. Площадь поперечного сечения гильзы уменьшается в процессе деформации.

- Направление прокатки противоположено направлению транспортирования гильзы и готовой трубы. В связи с этим процесс пилигримовой прокатки является периодическим: цикл деформации чередуется с циклом перемещения гильзы и трубы в направлении транспортирования.

- Деформация идёт с наличием сил подпора, препятствующих продвижению металла в направлении прокатки.

При пилигримовой прокатке в отличие от продольной прокатке, размеры очага деформации по мере вращения валков непрерывно изменяются, так как изменяются размеры калибра, обжатие, силовые и скоростные условия. Поэтому при пилигримовой прокатке существует мгновенный очаг деформации соответствующий данному моменту.

При переходе от гильзы к трубе элементарный объём многократно деформируется, поэтому процесс пилигримовой прокатки можно рассматривать как прерывистый периодический процесс.

 

 

Требования к металлу при производстве бесшовных труб

Одним из основных требования является качество поверхности. Дефекты на исходном металле переходят и в трубу. Металл с недостаточно хорошей поверхностью подвергается ремонту или другой мех-обработке.

Для изготовления труб используют слитки – катанные или кованные. Слитки являются исходным материалом при производстве труб на агрегатах с пилигримовыми станами и прессовальными установками.

Катанную заготовку из нержавеющих сталей обтачивают. Она предназначена для производства котельных труб и других труб ответственного назначения. Видимые пороки удаляют шлифовкой, огневой зачисткой, пневматическим зубилами.

Для труб ответственного назначения сердцевину, имеющую повышенную рыхлость, удаляют высверливанием.

Трубная заготовка должна иметь возможно более точный диаметр, что сократит брак при прокатке труб.

 

Нагрев металла при производстве бесшовных труб.

 

Нагрев металла значительно влияет на качество труб. Увеличение температуры снижает предел текучести, и нагрузки на узлы машин. Чрезмерно высокая температура приводит к перегреву (сильному росту зерна) или к пережогу (оплавлению и окислению границ зёрен). Температура должна быть на 100 – 150 градусов ниже температуры начала пловления по диаграмме железо-углерод.

Скорость нагрева – она ограничивается напряжениями в металле вследствие температурных перепадов. Разработаны режимы скоростных нагревов. При них имеет место экономия топлива, уменьшение потерь в окалину, улучшается качество труб.

Существуют таблицы в которых указаны режимы нагрева заготовок из легированных сталей в зависимости от хим-состава и вытяжки.

В современных агрегатах применяют кольцевые печи вращающимся подом, проходные, туннельные и секционные печи, индукционные печи.

Методика расчета калибровки валков непрерывного формовочного стана 1220-1420 ТЭСЦ № 2 «ХТЗ»

Имея исходные данные расчёт калибровки необходимо вести по следующей схеме:

- Расчёт максимального и минимального предела текучести.

- Расчёт ширины листа

- Расчёт параметров профиля трубной заготовки после стана СО₂

- Расчёт параметров полуцилиндрической заготовки после формовочного стана

- Расчёт параметров периферийного участка во второй клети

- Расчёт параметров 3,4,5 клетей из условия равномерности деформации

Прошивка слитков и заготовок на прессах (анализ заполняющей, закрытой (нарастающей) и сквозной прошивок).

Прошивка на прессах используется в том случае, когда прокатку труб и слитков выполняют на пилигриммовых станах или получают на выдавливающих прессах. Сама прошивка характеризуется схемой всестороннего неравномерного сжатия. При открытом вдавливании (рис 5а) течение металла в стороны не ограничивается, а при закрытом имеет место течение металла только в осевом направлении. Существуют 3 вида прошивки – заполняющая, закрытая(нарастающая) в глухом контейнере, сквозная в контейнере с матрицей.

При заполняющей прошивке, например многогранный слиток или квадратная заготовка, прошивают в контейнере квадратного сечения, открытое вдавливание происходит до заполнения металлом пространства между слитком и стенкой контейнера, а потом имеет место нарастающая прошивка.

Закрытая прошивка реализуется в следующей последовательности: в начале круглая заготовка или слиток подаётся в контейнер, зазор 2,5-5мм, затем выполняется распрессовка (уменьшение высоты слитка, увеличивается диаметр до соприкосновения со стенками контейнера) указанная операция уменьшает разностенность гильзы.

Сквозная прошивка имеет 3 этапа:1) Обратное истечение металла, т.к. глубина проникновения маленькая, меньше силы контактного трения. 2) По мере прошивки обратное истечение затрудняется (растут силы трения) наименьшее сопротивление деформации соответствует течению метала через отверстие матрицы, но при этом остаётся обратное истечение матрицы. 3) Сопротивление для прямого и обратного истечения метала становятся большим из-за контакта в углах, при этом происходит срезание пробки (выдавки).

6. Прессование труб (схема прессования труб; анализ преимуществ и недостатков процесса прессования труб).

Процесс прессования трубы из гильзы заключается в выдавливании металла движущемся прессштемпелем через кольцевой зазор между неподвижной матрицей и движущейся вместе с металлом иглой.

Преимущества: схема деформации - всестороннее неравномерное сжатие, высокая деформация за 1 операцию, возможность изготовления труб из малопластичных сталей и сплавов, биметаллических труб и профилей сложной конфигурации, процесс незаменим при малых партиях

Недостатки: невысокая стойкость и большой расход инструмента, необходимо использовать смазки.