Способ изготовления металлических труб

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и направлено на решение задачи разработки способа изготовления биметаллических труб, позволяющего обеспечить точность диаметральных размеров в пределах ±1%, степень равномерности толщины отдельных слоев в пределах ±2% при одновременном достижении шероховатости наружной поверхности не свыше 0,32 мкм. Способ включает операции изготовления отдельных слоев составной биметаллической заготовки методом ротационной вытяжки. Создают условия равномерной совместной деформации составной двуслойной заготовки, для чего менее прочный слой деформируют на 20...50% больше, чем более прочный слой. Ротационную вытяжку составной биметаллической заготовки осуществляют с обжатием 25...55% и осевой подачей, меньшей полусуммы толщин стенок слоев получаемой биметаллической трубы давильными элементами, обеспечивающими соотношение протяженности контактной границы их с заготовкой в осевом направлении к суммарной толщине слоев в пределах 0,75...1,25. Способ позволяет получать биметаллические трубы, в которых слои из мягких материалов могут быть расположены как внутри, так и снаружи. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 В 21 С 23/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4337126/25-27 (22) .02.12.87 (46) 07.06.90. Бюл. № 21 (72) В. В. Смирнов и Е В. Иванова (53) 621.771 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 228654, кл.. В 23 К20/00, 1968. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и направлено на решение задачи разработки способа изготовления биметаллических труб, позволяющего обеспечить точность диаметральных размеров в пределах +1%, степень равномерности толщины отдельных слоев в пределах +2% при одновременном достижении шероховатости на ружной поверхности не свыше 0,32 мкм. Способ включает операции

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для получения биметаллических труб.

Целью изобретения является повышение качества биметаллических труб путем обеспечения точности диаметральных размеров в пределах +-1 % и разностенности отдельных слоев не свыше 2% при одновременном достижении шероховатости наружных поверхностей получаемых биметаллических труб R,=0,32 мкм и выравнивания исходных пределов текучести материалов монометаллических трубных заготовок.

На фиг. 1 показана зависимость предела текучести о, от величины в обжатия для пары сталь Ст3 и латунь Л62; на фиг. 2 — то же, для пары сталь 12Х18Н10Т

„„5U„„1569045 А 1 изготовления отдельных слоев составной биметаллической заготовки методом ротационной вытяжки. Создают услозия равномерной совместной деформации составной двухслойной заготовки, для чего менее прочный слой деформируют на 20...50% больше, чем более прочный слой. Ротационную вытяжку составной биметаллической заготовки осуществляют с обжатием 25...55% и осевой подачей, меньшей полусуммы толщин стенок слоев получаемой биметаллической трубы давильными элементами, обеспечивающими отношение протяженности контактной границы их с заготовкой в осевом направлении к суммарной толщине слоев в предела х 0,75... 1,25. Способ позволяет получать биметаллические трубы, в которых слои из мягких материалов могут быть расположены как внутри, так. и снаружи.

5 ил. и сталь Ст20; на фиг. 3 — то же, для пары медь М1 и алюминий АО; на фиг. 4 — изменение исходного зазора в зависимости от отношения протяженности контактной границы инструмента с заготовкой в осевом направлении 1 к суммарной толщине слоев и величины осевой подачи, отнесенной к сумме толщин слоев получаемой биметаллической трубы; на фиг. 5 — изменение исходного зазора в зависимости от величины обжатия (Z- и Z — исходное и текущее значения зазора между слоями).

Принятые диапазоны изменений каждого признака получены экспериментально.

При обжатии слоя не менее прочного материала менее 20% обжатия более прочного слоя не исправляется разностенность исходной заготовки, и имеет место нерав1569045 з номерность деформации по толщине стенки, а также не обеспечивается равенство свойств слоев после ротационной вытяжки.

При обжатии слоя не менее прочного материала более 50Я обжатия более прочного слоя дальнейшая деформация составной заготовки не может быть достигнута более 20Я, вследствие чего не обеспечивается надежное схватывание слоев и, кроме того, происходит разрыв более прочного слоя. 10

Обжатие составной заготовки с величиной менее 25О не обеспечивает схватывание слоев, а при обжатии более 55Я происходит разрыв более прочного слоя.

Ротационная вытяжка с осевой подачей

f более 0,5 (h.+h.) приводит к образова15 нию грубого микропрофиля на наружной поверхности от следов обжимного инструмента, имеются кольцевые зоны несоединенных слоев. При f(0,05 (6 +6.) не удается уменьшить исходный зазор между 20 слоями.

Увеличение протяженности контактной границы обжимного инструмента с заготовкой в осевом направлении по отношению к суммарной толщине слоев более 1,25 вызывает резкое увеличение диаметральных размеров и, соответственно, разделение слоев, а при соотношении менее 0,75 перед обжимным инструментом образуется стоячая волна наплыва металла, препятствующая схватыванию и ухудшающая точностные параметры по диаметрам и толщинам стенок, шероховатость также возрастает.

Пример 1. Берут заготовку наружного слоя из латуни Л62 (фиг. 1) с 6-52,8+.

+0,17 мм, толщиной стенки Н =0,5+0,03 мм и подвергают ротационной вытяжке по режимам — " "100/,= — 20Я;

Н»

=0,2 мм/об, число оборотов заготовки

500 об/мин, шары диаметром 10 мм. Получают трубную заготовку ф52,6+-0,25 мм, толщина стенки и = — 0,4+-0,01 мм, o.,= 40

=38 кг/мм .

Берут заготовку внутреннего слоя из стали Ст. 3 О 52,6+0,2 мм, Н =2-+-0,6 мм и подвергают ротационной вытяжке по режимам в=!Ой, f=0,3 мм/об, число оборотов заготовки N =500 об/мин, шарами ф-20 мм.

Получают трубную заготовку внутреннего слоя d-51,6+-0,012 мм, Ь=1,8+0,01 мм, g,= 38 кг/м м .

Устанавливают последовательно на оправку трубу внутреннего и наружного слоев и производят ротационную вытяжку составной заготовки по режимам: 8=40Я, f=0,5 мм/об, N =500 об/мин, ролики ф25 мм, угол наклона рабочей части 60, протяженность контактной границы с заготовкой 1=2,5 мм. Полученная биметалли- 55 ческая труба имеет наружный диаметр

Я 50,641-0,015 мм, чистоту наружной поверхности R.=0,32 мкм, толщину 1,32 мм с точностью толщин слоев в пределах 0,01 мм.

Пример 2. Берут заготовку наружного слоя из стали Ст. 20 050,8 мм, Ни=2,0 мм,. Подвергают ротационной вытяжке по режимам в=0,25; f= — 0,3 мм/об, N=500 об/мин, шары ф-20 мм. Получают трубную заготовкуф-49,8 мм, hH=1,5 мм 0,02 мм, a,=

=56 кг/мм .

Берут заготовку внутреннего слоя из стали 12Х18Н10Тф-47 мм, Н =1,0 мм и подвергают ротационной вытяжке по режимам в=0,13; N =500 об/мин; шары А!0 мм, получают трубную заготовку ф-46,74 мм, h.=

=0,87 мм, о,=56 кг/мм .

Собирут составную заготовку и производят ротационную вытяжку по режимам е=55Я, f=0,56 мм/об N=500 об/мин, ролики с углом наклона рабочей части 60, протяженность контактной границы с заготовкой l=2,5 мм. Полученная биметаллическая труба имеет размеры:ф47,13 -0,07 мм, R,=0,32 мкм.

Пример 8. Берут заготовку наружного слоя из меди М1 049,5 мм и Н.=1,5 мм. Подвергают заготовку ротационной вытяжке по режимам в=0,20 f=0,3 мм/об; N=500 об/

/мин, шары Я-!5, получают трубную заготовку 48,9 мм, h-==1,2 мм, o,=15 кг/мм .

Берут заготовку внутреннего слоя из алюминия АОф-47 мм, О =1,0 мм и подвергают ее ротационной вытяжке по режимам в=0,3; =0,26 мм/об; N=500 об/мин, шарыф10 мм, получают трубную заготовку ф45 мм, h =0,7 мм, a,=15 кг/мм .

Собирают составную заготовку и подвергают ее ротационной вытяжке по режимам в= — 0,5; !"=0,5 мм/об; N=500 об/мин, ролики ф25 мм с углом наклона рабочей части 67, l=2,3 мм.

Полученная биметаллическая труба имеет размеры:1646,9 мм, h„+h. 0,95 мм, шероховатость поверхности R,=0,3 мкм. Точность толщин слоев в пределах 0,02 мм.

Предлагаемый способ позволяет получать биметаллические трубы, в которых слои из мягких материалов могут быть расположены как внутри, так и снаружи.

Фо рм ула изобретения

Способ изготовления биметаллических труб, включающий изготовление монометаллических трубных заготовок, сборку их в составную двухслойную заготовку и ее рота ци о нную вытяж ку, о тличающи йся те м, что, с целью повышения качества биметаллических труб путем обеспечения точности диаметральных размеров в пределах -i1Я и разностенности отдельных слоев не выше -2Я при одновременном достижении шероховатости наружной поверхности биметаллических труб R,=0,32 мкм и выравнивания исходных пределов текучести материалов монометаллических трубных заготовок, монометаллические трубные заготовки изготавливают методом ротационной вытяжки, 1569045 кг, б мн во

20

10 20 Л7 40 50 бО 70 80 %

Фиг. 1

6 Щ

100

80 бО

Ю 20 ЗО ФО й7 бО 70 б,% фиг.2 при этом заготовку из менее прочного слоя подвергают обжатию, на 20...50% больше обжатия более прочного слоя, ротационную вытяжку составной двухслойной заготовки осуществляют с обжатием

25...55% и осевой подачей, не превышающей полусуммы толщин слоев биметаллической трубы, при обеспечении отношения протяженности контакной границы инструмента, с заготовкой в осевом направлении к суммарной толщине слоев в пределах 0,75...

1,25.

1569045 кГ

Ь5 мм

10 20 Х 40 Я И 70 5, /о

Фиг.3

Еасх

1,а

1,25 7н Å

Z сх

1,0

0,8

ЗО Со

Фиг. 5 го

Составитель И. Николаева

Редактор И. Шмакова Техред И. Верее Корректор О. Ципле

Заказ 1411 Тираж 479 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!