Способ изготовления толстостенных труб из порошковых материалов

 

Изобретение относится к порошковой металлургии , в частности к способам изготовления труб из порошковых материалов. Целью изобретения является повышение качества труб. Способ заключается в том, что полую заготовку нагревают и прокатывают на оправке длиной, большей длины заготовки, но меньшей длины трубы с цилиндрическим утолщением на одном из торцов диаметром, не превышающим диаметр трубы. Перед прокаткой оправку совмещают с заготовкой до касания ее заднего торца с утолщенной частью оправки

задачу заготовки в валки осуществляют свободным от утолщенной части оправки торцом. Возможно использование оправки с конусным участком между рабочей и утолщенной частями, угол наклона образующей которого больше угла трения металла трубы с металлом оправки. Перед нагревом на заднем торце заготовки выполняют конусный участок, идентичный конусному участку оправки. Способ позволяет избежать разрушение труб по торцам, улучшить качество внутренней поверхности труб. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 В 22 F 3 02, 3 18, 5 00

6 -: .,QL »1. я11

Е.: Б.,:,, --...,д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4328642/31-02 (22) 16. 11.87 (46) 23.09.89. Бюл. № 35 (71) Московский институт стали и сплавов (72) В, А. Попов, И. Н. Потапов, H. М. Вавилкин, А. М. Степашин и А. В. Зайкин (53) 621.77.016.2 (088.8) (56) Корнеев Н. И. Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов.— М,;

Металлургия, 1975, с. 67.

Данилов Ф. А. и др. Горячая прокатка труб.— М.: Металлургия, 1962, с. 399—

455. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОЛСТОСТЕННЫХ ТРУБ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления труб из порошковых материалов.

Целью изобретения является повышение каИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления труб из порошковых материалов.

Целью изобретения является повышение качества труб.

На фиг. 1 и 2 показаны схемы, поясняющие осуществление предлагаемого способа, варианты.

Способ осуществляют следующим образом.

Заготовку полой формы, полученную спеканием или механической обработкой, нагревают до температуры деформации. Проводят совмещение нагретой полой заготовки

„„Я0„„1509179 А 1 чества труб. Способ заключается в том. что полую заготовку нагревают и прокатывают на оправке длиной, большей длины заготовки, но меньшей длины трубы с цилиндрическим утолщением на одном из торцов диаметром, не превышающим диаметр трубы. Перед прокаткой оправку совмещают с заготовкой до касания ее заднего торца с утолщенной частью оправки, задачу заготовки в валки осуществляют свободным от утолщенной части оправки торцом. Возможно использование оправки с конусным участком между рабочей и утол щенной частями, угол наклона образующей которого больше угла трения металла трубы - металлом оправки. Перед нагревом на заднем торце заготовки выполняют конусный участок, идентичный конусному участку оправки. Способ позволяет избежать разрушения труб по торцам, улучшить качество внутренней поверхности труб. 1 з. п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. и оправки. Оправка 1 имеет утолщение в районе заднего торца диаметром меньше диаметра трубы. Рабочая длина оправки больше длины полой заготовки 2, но меньше длины трубы 3. Оправку совмещают с нагретой заготовкой до касания заднего торца заготовки с утолщенной частью оправки (фиг. 1), при этом между поверхностью рабочей части оправки и внутренней поверхностью заготовки имеется зазор величиной (0,2...2,0) мм в зависимости от типоразмера прокатываемых труб. Затем задают заготовку в валки стана и осуществляют прокатку на плавающей оправке.

1509!79

При прокатке возможно использование оправки с коническим участком между рабочей и утолщенной частями (фиг. 2) .

В этом случае в районе заднего торца заготовки во внутреннем отверстии выполняют конусный участок с увеличивающимся к выходу диаметром, идентичный конусному участку оправки, что обеспечивает совмещение нагретой заготовки с оправкой до касания задне о торца заготовки с утолщенной частью оправки.

При прокатке на цилиндрической оправке большой длины происходит плотное прилегание металла к оправке в районе переднего и заднего торцов. При охлаждении объем металла уменьшается, что приводит к увеличению прилегания металла трубы к оправке. Это затрудняет извлечение оправки из трубы, что приводит к задирам на внутренней поверхности трубы, т. е. ухудшается качество внутренней поверхности.

При прокатке по предлагаемому способу передний торец заготовки в процессе прокатки в результате вытяжки скользит по оправке и сходит с нее из-за того, что длина оправки меньше длины трубы. Так как это происходит при прокатке, т. е. при высоких температурах, то скольжение металла трубы

Но оправке не вызывает задиров на ее внутренней поверхности, При использовании оправки с конусным участком между рабочей и утолщенной частями не происх дит «закусывание» оправки и при прок- тке задней части трубы, так как на оправке в этом месте имеется конусный участок.

Так как угол конусности этого участка больше угла трения, то оправка после прокатки легко извлекается (металл переднего торца не мешает, так как произошел его съем с оправки при прокатке). Уменьшение внутреннего диаметра трубы при охлаждении положительно влияет на условия извлечения оправки, при охлаждении оправку

«выдавливает» из трубы, так как угол наклона образующей конусного участка больше угла трения металла трубы и оправки.

Вследствие того, что утолщенная часть оправки имеет диаметр, не превышающий диаметр трубы, утолщение не мешает процессу прокатки.

При осуществлении предлагаемого сНособа происходит подпор заготовки, а это положительно сказывается на качестве продукции, так как улучшает условия деформирования (Тетерин П. К. Теория поперечновинтовой прокатки. — М.: Металлургия, 1971, 368 с.). Подпор имеет место по следующим причинам. Металл трубы в результате вытяжки, вызванной обжатием по диаметру, скользит по оправке. Из-за наличия трения между трубой и оправкой на оправку действует сила, вектор которой совпадает с направлением прокатки.

Посредством утолщения на задней части оправки это усилие передают трубе, происМатериал заготовки — сталь 5ХНМ. Заготовку нагревают до 1150 С. После транспортировки заготовки от нагревательного устройства к стану производят совмещение

4» нагретой полой заготовки с оправкой. Оправка имеет утолщение в районе заднего торца диаметром 50 мм и конусный участок длиной 6 мм с углом наклона образующей 25 (фиг. 2). Цилиндрическая часть оправки имеет диаметр 29,5 мм. Длина рабочей части оправки (цилиндрический и конический участки) 300 мм. Совмещение полой заготовки с оправкой производят до касания заднего торца заготовки с утолщенной частью оправки.

S

4 ходит подпор заготовки. Так как перед прокаткой оправку совмещают с полой заготовкой до касания ее заднего торца с утолщенной частью оправки, то подпор осуществляется во все время прокатки.

Пример 1. Заготовку диаметром 80 мм, с отверстием 30 мм и длиной 150 мм получают спеканием. Материал заготовки технически чистый молибден. Заготовку нагревают до 1500 С. После транспортировки заготовки от нагревательного устройства к стану производят совмещение нагретой полой заготовки с оправкой. Оправка имеет утолщение в районе заднего торца диаметром 50 мм (фиг. 1), цилиндрическая часть оправки имеет диаметр 29,5 мм, длина рабочей части оправки 300 мм. Оправку совмещают с нагретой полой заготовкой до касания ее заднего торца с утолщенной частью оправки. Затем задают заготовку в валки стана и осуществляют прокатку на плавающей оправке в три прохода с одного нагрева. Размеры трубы составили: наружный диаметр 55 мм, внутренний 30 мм, длина 31 5 мм. При последнем проходе передний торец трубы «сползает» с оправки.

После прокатки оправку из трубы извлекают без затруднения. На всей внутренней поверхности отсутствуют задиры и царапины. Качество труб высокое, причем не только по геометрическим параметрам, но и по механическим свойствам металла. Повышение механических свойств объясняется применением подпора заготовки посредством оправки с утолщением задней ее части.

Пример 2. Заготовку диаметром 90 мм, отверстием 30 мм и длиной 150 мм получают методами порошковой металлургии, при этом в районе ее заднего торца во внутреннем отверстии выполняют конусный участок с увеличивающимся к выходу диаметром, угол конусности которого равен 25, длина 6 мм.

Наличие конусного участка на оправке не мешает этому, так как в отверстии заготовки со стороны заднего торца имеется идентичный участок. После этого производят задачу заготовки в валки стана и прокат1509179

Предел прочности, МПа, при использовании способа

Материал труб известного

Молибден марки М-МП

Сталь 5ХНМ (после термообработки) 500 — 560

450 — 500

820 — 850

780 — 800 формула изобретения ку в один проход. Полученная труба имеет следующие размеры: наружный диаметр

56 мм, внутренний 30 мм, длина 345 мм.

Вследствие «сползания» переднего торца трубы с оправки и наличия на оправке конусного участка оправку извлекают без заИз таблицы видно, что применение предлагаемого способа приводит к повышению механических свойств металча íà 10 — 20%

1. Способ изготовления толстостенных труб из порошковых материалов, включающий нагрев полой заготовки, совмещение ее с плавающей оправкой с цилиндрической рабочей частью и прокатку, отличаюи„ийся тем, что, с целью повышения качества труб, совмещение заготовки проводят с оправкой длиной больше длины заготовки, труднений. Качество внутренней поверхности трубы хорошее, задиры и царапины полностью отсутствуют. Механические свойства труб, улучшились что объясняется наличием подпора заготовки во время прокатки.

Данные представленны в таблице.

Но меньше длины трубы и с цилиндрическим утолщением на одном из торцов и до касания заднего торца утолщенной части

25 оправки, а при прокатке заготовку задают противоположным утолщенной части оправки торцом.

2. Способ по п. 1, отлtl÷àê)ùèéc. i òåм, что в качестве оправки используют оправку с конусным участком между рабочей и утолщенной частями, угол наклона образующей которого больше угла трения металла трубы с металлом оправки, а перед нагревом на заднем торце заготовки выполняют конусный участок, идентичный конусному участку оправки.

1509179

;Г

Составитель Н. Левашева

Редактор И.! орная Техред И. Верее Корректор М. Васильева

Заказ 5669/1! Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101