Способ ковки ступенчатых поковок
ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ И МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ КРУПНЫХ ПОКОВОК, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ЭКОНОМИЯ МЕТАЛЛА, СНИЖЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ И УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ ЗА СЧЕТ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ. ИСХОДНУЮ ЗАГОТОВКУ - ОТРАБОТАННЫЙ ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК, ПЕРЕД НАГРЕВОМ ПОД КОВКУ ПОДВЕРГАЮТ ПРОТОЧКЕ. ПРОТОЧКУ ВЫПОЛНЯЮТ НА БОЧКЕ ВАЛКА В МЕСТАХ ЕЕ ПЕРЕХОДА В ЦАПФЫ С ОБРАЗОВАНИЕМ КОНИЧЕСКИХ УЧАСТКОВ. ПОСЛЕ НАГРЕВА ЗАГОТОВКИ ДО КОВОЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ ПРОТЯЖКУ БОЧКИ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, В ДВА ПЕРЕХОДА. НА ПЕРВОМ ПЕРЕХОДЕ ПРОТЯЖКУ ВЕДУТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМИ ПОДАЧАМИ И ОБЖАТИЯМИ БОЧКИ ПО ВСЕЙ ДЛИНЕ С УМЕНЬШЕНИЕМ СТЕПЕНИ ДЕФОРМАЦИИ ОТ ПРИБЫЛЬНОЙ К ДОННОЙ ЧАСТИ. ПОСЛЕ ОКОНЧАНИЯ ПЕРВОГО ПЕРЕХОДА ВЫПОЛНЯЮТ ПОДСТУЖИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ БОЧКИ ВАЛКА. НА ПОСЛЕДУЮЩЕМ ПЕРЕХОДЕ ПРОТЯЖКУ ВЕДУТ КОЛЬЦЕВЫМИ ОБЖАТИЯМИ С УМЕНЬШЕНИЕМ СТЕПЕНИ ДЕФОРМАЦИИ В НАПРАВЛЕНИИ ОТ ДОННОЙ К ПРИБЫЛЬНОЙ ЧАСТИ ДО ПОЛУЧЕНИЯ ПОКОВОЧНЫХ РАЗМЕРОВ БОЧКИ D @ ПЕРЕКОВАННОГО ВАЛКА, ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ ИЗ УСЛОВИЯ D @ ≥D<SB POS="POST">МАКС</SB>+2Δ<SB POS="POST">МИН</SB>, ГДЕ D<SB POS="POST">МАКС</SB> - МАКСИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ДЕФОРМИРОВАННОЙ ЗОНЫ ВНЕОСЕВОЙ ЛИКВИДАЦИИ В ПЕРЕКОВАННОМ ВАЛКЕ, Δ<SB POS="POST">МИН</SB> - МИНИМАЛЬНАЯ ТОЛЩИНА ДЕФОРМИРОВАННОЙ ЗОНЫ СТОЛБЧАТЫХ КРИСТАЛЛОВ В ПЕРЕКОВАННОМ ВАЛКЕ. РАЗМЕР ЗОНЫ ВНЕОСЕВОЙ ЛИКВИДАЦИИ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ НА ОСНОВАНИИ РАСЧЕТНЫХ ИЛИ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ. 2 З.П. Ф-ЛЫ.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1480945 (51) 4 В 21 J 1 04, В 21 К 1/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4050914/31-27 (22) 10.04.86 (46) 23.05.89. Бюл. № 19 (71). Про изводствен ное объеди нен не «Новокраматорский машиностроительный завод» и Краматорский индустриальный институт (72) Ю. А. Грушко, В. П. Кривошеев, В. 3. Камалов, E. А. Касилов, В. Ф. Машкин, В. Ф. Шахматов, Г. А. Чередник, Л. Н. Соколов, В. Н. Ефимов и В. И. Карнаух (53) 621.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 518261, кл. В 21 J 1/04, 1974. (54) СПОСОБ КОВКИ СТУПЕНЧАТЫХ
ПОКОВОК (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупных поковок, преимущественно IlpOKBTHblx валков. Цель изобретения — экономия металла, снижение трудоемкости и улучшение качества изделий за счет повышения их эксплуатационных свойств. Исходную заготовку — отработанный прокатный валок перед нагревом под ковку подвергают проточке. Проточку выИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупных поковок, преимущественно прокатных валков.
Цель изобретения — экономия металла, снижение трудоемкости и улучшение качества изделий за счет повышения их эксплуатационных свойств.
Способ осуществляют следуюшим ооразом.
Исходную заготовку — отработанный прокатный валок перед нагревом под ковку подвергают проточке с образованием в местах перехода бочки в цапфы конических полняют на бочке валка в месте ее перехода в цапфы с образованием конических участков. После нагрева заготовки до ковочной температуры осуществляют протяжку бочки по меньшей мере в два перехода. На первом переходе протяжку ведут последовательными подачами и обжатиямн бочки по всей длине с уменьшением степени деформации от прибыльной к донной части. После окончания первого перехода выполняют подстуживание поверхности бочки валка. На последующем переходе протяжку ведут кольцевыми обжатиями с уменьшением степени деформации в направлении от донной к прибыльной части до получения поковочных размеров бочки Е4 перекованного валка, определяемых из усл "ия L)g )с(.:« +26. где д.., — максимальный диаметр деформированной зоны внеосевой ликвации в перекованном валке; о « — минимальная толгцина деформированной зоны столбчатых кристаллов в перекованном валке. Размер зоны внеосевой ликвации устанавливается на основании расчетных или опытных данных. 2 з. п. ф-лы. участков. После нагрева заготовки 1о ковочной температуры протягивают оочку и цапфы валка до поковочных размеров. 11ротяжку осуществляют по меньшей мере в два перехода. На первом переходе протяжку ведут последовательными подачами и об жатиями бочки по всей длине с уменьшением степени деформации прн каждом обжатии от прибыльной к донной части. После окончания первого перехода выполняют подстуживание поверхности бочки валка. На последующем переходе протяжку ведуT кольцевыми обжатиями с уменьшением степени деформации в направлении от донной к при1480945 быльной части до получения поковочных размеров D< бочки валка, определяемых из условия
Dg ) 26ч-+ Ьа-, где 6. — минимальная толщина деформированной зоны столбчатых кристаллов в перекованном валке; дчак — максимальный диаметр деформи. рованной зоны внеосевой ликвации в перекованном валке.
В ряде случаев, когда отработанные валки имеют развитую зону внеосевой ликвации для выравнивания ее по длине поковки во вторых переходах осуществляют подстуживание поверхностных слоев после каждого кольцевого обжатия с уменьшением температурной величины подстуживания от донной к прибыльной части. протяжка на первом переходе необходима для устранения поверхностных усталостных трещин на бочке отработанного валка и «залечивания» других дефектов на поверхности валка. Причем деформация ведется на конус, начиная от прибыльной части, в соответствии с конусообразным расположением деформированной зоны внеосевой ликвации, имеющейся в отработанном прокатном валке. Максимальная деформация производится в зоне прибыльной части отработанного валка, поскольку в этой зоне наиболее интенсивно проявляются дефекты усталостного характера. Кроме этого, постепенное уменьшение степени деформации при первом переходе необходимо для обеспечения сохранности корки качественного металла, сформированной при ковке первичного (отработанного) валка.
Подстуживание поверхности бочки предназначено для создания жесткой поверхностной оболочки (корки) качественного металла с целью обеспечения ее сохранности при втором переходе и, кроме того, с целью заварки внутренних дефектов усталостного характера, образовавшихся при эксплуатации валка, а также дополнительной проработки внутренних слоев структуры металла за счет воздействия охлажденной корки на более мягкие и пластичные зоны срединной части валка. Для создания более значительного температурного перепада между коркой и срединной частью целесообразно во втором переходе температуру подстуживания уменьшить от донной к прибыльной части после каждого единичного обжатия.
Первый и второй переходы отличаются характером деформирован ия. Кольцевые единичные обжатия во втором переходе необходимы для обеспечения закономерности в соблюдении температурных перепадов при протяжке.
В случае перекова отработанного валка до диаметра 0г (26чии+уча.с происходит выход зоны внеосевой ликвации на поверхность бочки. что приводит к резкому падению механических свойств бочки перекованного
10 ГДе dìàêñ отi .è — максимальный ДиаметР Деформированной зоны столбчатых кристаллов в отработанном валке;
Y — уков бочки перекованного валка; — коэффициент перераспределения зоны внеосевой ликвации и деформированной зоны столбчатых кристаллов в перекованном валке, К1
= (0,95...1,0) Ó;
0са тка ср — СРЕДНИЙ ДиаМЕТР СЛИтКа ДЛЯ получения поковки отработанного валка, мм;
У! — уков бочки отработанного валка;
К2 — коэффициент перераспределения зоны внеосевой ликвации и деформированной зоны столбчатых кристаллов в отработанном валке, К2
= (0,7...0,9) у Уь
20
35
55 валка. Величины 6 " и d;-- определяются на основе опытных данных и зависят от многих параметров процесса получения слитка и ковки. Для определения d;"- возможно использование следующих эмпирических формул: ичакс.отр.е Dcаитка ср ичакс ° К1, дчакс.отр.е= К2.
У У, Размер зоны внеосевой ликвации может быть установлен без предлагаемого расчета на основе опытных данных, имеющихся на предприятиях-изготовителях крупных поковок.
Пример. Производят ковку крупных прокатных валков пяти типоразмеров.
Технология ковки для одного типоразмера следующая.
1. Определяют диаметр бочки нового (перекованного) прокатного валка D< . Из опытных данных максимальный диаметр деформированной зоны внеосевой ликвации в перекованном валке составляет 1195 мм, минимальная толщина деформированной качественной зоны (корки) столбчатых кристаллов в новом валке 6.- должна составлять приблизительно 50 мм (с учетом припуска на механообработку и требований к прочности бочки валка). Исходя из этих данных диаметр Вю=26чии+d÷àêñ=1295 мм.
11. В качестве заготовки берут отработанный опорный прокатный валок следующих размеров: диаметр бочки 1480 мм, длина бочки 1950 мм, валок имеет конусные и цилиндрические шейки, общая длина валка
5950 мм, вес 37600 кг, материал — сталь 9ХФ111. Протачивают на бочке валка в местах перехода в шейку конические участки под углом 35 с целью устранения наплывов при протяжке бочки.
1480945
Форл<ула изобретения
4 Q
35
4С
Составите.и, L. Ма.та!<
Редактор В. Г1етраи> Техреа И. Вере«Корректор, i.!!атак
Заказ 2572,9 Тираж 573 !1оаии«иос
БГ!ИИПИ Го«<дар«rtte>IHoгo комитета ио изоор«>сияя и o> рыгияч .ри К11Т «..<.>» ! 13035, Москва, >К вЂ” -35, Р:><.ø«I
Г j)oilsÂÎ !«ÒÂ< !! I
IV. Нагревают отработанный прокатный валок до ковочной температуры 1200 С.
V. Осуществляют ковку отработанного валка в следующем порядке: подают заготовку цепями под пресс; в кантователе протягивают конусную шейку i=930 мм с прибыльного конца заготовки на Я 700 мм, i=1700 мм; рубят остаток прибыльного конца; с разворотом манипулятором осуществляют протяжку бочки.
Протяжку производят за три перехода.
Первый переход дробят на пять единичных обжатий с уменьшением степени деформации при каждом обжатии от прибыльной к донной части заготовки. Степень деформации при первом обжатии составляет 6,7%, при пятом обжатии 2,6%. Протяжку ведут последовательными обжатиями и подачами по всей длине заготовки без промежуточных кантовок между обжатиями. После первого прохода осуществляют подсту жива ние поверхности бочки до 950 С. Во время. подстуживания бочки обжимают цагфу со стороны донного конца заготовки на диаметр 930 мм, i=1200 мм, с переходом нв Я 710 мм, !=
=1600 мм, обжимают цапфу со стороны прибыльного конца на диаметр 930 мм, l=
=1600 мм, с переходом на Я 710 мм, l=
= 1600 мм.
После подстуживания выполняют второй переход пятью единичными кольцевыми обжатиями с уменьшением деформации в направлении от донной к прибыльной части.
Степень деформации при первом обжатии составляет 6,3%, при пятом обжатии 4%.
Третий переход — окончательный. Степень деформации составляет 2,3...4,1%, VI. Выполняют правку заготовки, маркировку.
Температура конца ковки составляет
830 С.
При изготовлении перекованных валков диаметром Dg=1250 мм, D =925 мм во вторых переходах осуществляют подстуживание поверхностных слоев после каждого кольцевого обжатия, причем температурная величина подстуживания уменьшается от донной к прибыльной части.
По сравнению с известными предлагаемый способ ковки поковок т:I!a прокатных валков позволяет достигнуть экономии металла и снизить трудозатраты с одновременным повышением эксплуатационной стойкости изделия.
1. Способ ковки ступенчатых поковок, преимущественно прокатных валков, включающий нагрев заготовки, протяжку бочки по переходам до поковочных размеров с подстуживанием ее поверхности перед последним переходом, отличающийся тем, что, с целью экономии металла, снижения трудоемкости и улучшения качества изделий за счет повышения Нх эксплуатационных свойств, в качестве исходной заготовки применяют отработанный прокатный валок, а протяжку бочки выполняют по меньшей мере за два перехода, на первом из которых протяжку осуществл яют последовательны ми подачами и обжатиями бочки по всей длине без промежуточных кантовок между обжатиями с уменьшением степени деформации при каждом обжатии в направлении от прибыльной к донной части. а на и<<следующем переходе протяжку осуществляк)т кольцевыми обжатия ми с уменьшением степени деформации в направлении от донной к прибыльной части до получе:<ия поковочных размеров D8 бочки валка, определяеMbix из условия
Dg ) Q»»>к+; :".»»
/ где d — максимальный днамсгр деформированной зоны внеоссвой ликвации в перекованном ва II <., <з.и. — минимальная толщина деформированной зоны столбчатых кристаллов в перекованном валке.
2. Способ по п. 1, orли«аюи<ийся тем, что протяжку на втором переходе в! п<ол и яки< с подстуживанием бочки I!o«лс каждого кольцевого обжатия с у<ме<<ьп>ениех< температуры подстуживания в направлении от донной к прибыльной части.
3. Способ по п. 1, отли<гаю ций<я I<. I, что перед нагревом под ковку на бочке отработанного валка в местах ее перехода в цапфы оформляют конические участки.
