Способ получения профилей мелких сечений и прокатный стан для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением и касается технологии и оборудования прокатки мелких профилей. Сущность изобретения: нагретая заготовка деформируется дробно, сначала винтовой прокаткой в чашевидных валках с эксцентриситетом, а затем продольной прокаткой, с отношением дробностей деформации при продольной и винтовой прокатках, не превышающим 4, и с отношением частных коэффициентов вытяжки в пределах 0,35 - 1,00. Стан включает нагревательные устройства, обжимную клеть винтовой прокатки, дополнительную группу из двух параллельных клетей винтовой прокатки с чашевидными валками, установленными с эксцентриситетом, и чистовую группу клетей продольной прокатки, последовательно связанные транспортными устройствами. Изобретение позволяет повысить выход годного и свойства проката мелких сечений из легированных металлов и сплавов, расширить сортамент стана, повысить его технологическую маневренность, снизить энерго- и металлоемкость. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, касается технологии производства профилей мелких сечений прокаткой, в основном из легированных металлов и сплавов, и прокатного оборудования для его осуществления.

Известны способы производства профилей мелких сечений продольной прокатной и станы, состоящие из клетей продольной прокатки [1] К основным недостаткам известного способа относятся крайне ограниченный выход годного и недостаточный уровень физико-механических и служебных свойств проката, особенно в прутках мелких и средних сечений из легированных металлов и сплавов. В структуре технологических отходов доминируют брак по поверхностным дефектам, отходы на ремонт поверхности и брак по кривизне прутков.

Интенсивное образование поверхностных дефектов вызвано резким охлаждением обширной зоны контакта нагретого металла с относительно холодными валками. Приконтактное падение температуры, во многих случаях сопоставимое с весьма узким температурным интервалом горячей пластичности легированных металлов, неизбежно ведет к поражению поверхности прутков густой сеткой термодеформационных трещин.

Продольная прокатка сопровождается существенной неравномерностью деформации и неразрывно связанным с ней высоким уровнем дополнительных растягивающих напряжений.

Грубополосчатая, резкоанизотропная структура легированного металла продольной прокатки характеризуется высокой жесткостью и минимальной способностью к разрядке и релаксации внутренних напряжений. По ходу высокодробной продольной прокатки формируемое структурное строение металла выступает накопителем и концентратором внутренних напряжений. Наведенные неравномерностью деформации остаточные напряжения, резко усиленные структурными концентраторами и накопителями, вызывают интенсивное коробление и искривление мелких и средних прутков в процессе последеформационного охлаждения или смягчающей термообработки. Они же ложатся отрицательным вкладом на свойства металла. Выправление значительной кривизны прутков из легированных металлов и сплавов во многих случаях не достижимо без разрушения. Кроме того, для способа продольной прокатки в вырезных калибрах характерен суженный марочный сортамент получаемых прутков. Данный недостаток связан с двухсторонним ограничением на коэффициент вытяжки за проход в каждом конкретном калибре. Верхняя граница коэффициента вытяжки μ⁺ определена в основном пластичностью металла и условиям захвата, а нижняя граница μ^-- заполнением формы калибра и устойчивостью против сворачивания. Пластичность многих легированных металлов и сплавов настолько мала, что реально возникает ситуация, когда μ⁺<μ^-. Для таких материалов успешная прокатка в калибрах в "чистом" виде становится труднодоступной. К числу подобных материалов относятся, в частности, многие жаропрочные сплавы на никелевой основе с интенсивным интерметаллидным упрочнением (ХН51ВМТЮКФР, ХН56ВМКЮ и др.). Отмеченная ситуация может сложиться не с первых проходов, а по мере увеличения числа выполненных проходов (дробности), накопления микро- и макроразрыхлений и исчерпания ресурса пластичности.

Оборудование станов продольной прокатки отличается высокой металло- и энергоемкостью, многооперационностью технологии, большим парком валков и высоким их расходом.

Известен ряд способов получения сортовых профилей методом винтовой прокатки и станов, их реализующих [2,3] Подавляющее большинство способов и станов винтовой прокатки может быть разделено на два принципиально различных типа по схеме установки рабочих валков и принципу сообщений прокатываемой заготовке поступательного движения [2] В одном случае заготовка получает поступательное движение за счет разворота валков на угол подачи. Во втором варианте поступательная составляющая создается тангенциальным смещением (эксцентриситетом) валков с углом раскатки от оси стана. В первой группе известен способ получения круглого проката, включающий деформацию нагретой заготовки валками, развернутыми на угол подачи 20.45^о, с обжатием за проход 25.50% [3] При прокатке по этому способу легированных металлов и сплавов, обладающих пониженной пластичностью, неизбежно поражение разрывами поверхностных и периферийных слоев металла. Причина разрывов крутой пластический изгиб свободной поверхности деформируемого металла в зазоре между валками. Реализуемые в известном способе высокие единичные обжатия, активизируя боковое вытеснение металла в зазоры, доводят изгибающие напряжения растяжения до запредельных значений, при которых разрывы легированного металла неизбежны.

Установка каждого из трех валков в рабочее положение в клетях, реализующих этот процесс, осуществляется двумя индивидуальными исполнительными механизмами механизмом разворота барабана с валком на угол подачи и механизмом сведения-разведения [4] Всего в настройке калибра участвует шесть исполнительных механизмов, что существенно снижает точность настройки и жесткость калибра. Существенную погрешность в настройку калибра может вносить искажение продольного профиля очага деформации, вызванное углом подачи.

В итоге получение проката удовлетворительной точности на указанном оборудовании представляется весьма сложной задачей. Особенно большие трудности возникают в средних и мелких сечениях (до диаметра 30-40 мм), где абсолютные допуски на размер минимальны.

Кроме того, реализация способов прокатки в валках, развернутых на угол подачи, связана с применением сложных и относительно слабых шпиндельных передач с высоким углом перекоса, создающих большие динамические нагрузки при вращении. При обработке легированных металлов, особенно в малых диаметрах, низкая прочность шпинделей главной линии переходит из конструктивного фактора в фактор технологический, ограничивающий выбор режимов деформации и снижающий точность проката.

В случае мелких сечений конструктивно тесная трехвалковая схема просто не оставляет физического пространства для размещения работоспособных механизмов установки и закрепления валков. Обобщением перечисленных недостатков является практическая невозможность промышленного применения способа и станов [4] для получения прутков мелких и средних сечений (30-40 мм и менее).

Изобретение относится к способам, использующим винтовую прокатку в чашевидных валках, установленных с эксцентриситетом.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения профилей мелких сечений, включающий дробную деформацию нагретой заготовки сначала винтовой прокаткой в чашевидных валках с эксцентриситетом, а затем продольной прокаткой [5] Способ реализуется на прокатном стане, также принятом за ближайший аналог и включающем нагревательные устройства, обжимную клеть винтовой прокатки, оснащенную чашевидными валками с эксцентриситетом, и группу клетей продольной прокатки, последовательно связанные транспортными устройствами [5] Известный способ и стан предполагают получение прутков диаметром 13-16 мм и катанки диаметром 5,5 мм из заготовки диаметром 140-160 мм. Согласно способу исходная заготовка деформируется винтовой прокаткой разово (за один проход) на промежуточный раскат диаметром 60-80 мм и непосредственно затем прокатывается в 12-клетевой группе клетей продольной прокатки на профиль диаметром 13-16 мм.

Винтовая и продольная прокатки совмещены в непрерывный процесс. Для получения мелких сечений диаметром 5,5 мм пруток диаметром 14,5 мм обжимают в дополнительной десятиклетевой чистовой линии продольной прокатки. Обжимная клеть винтовой прокатки оснащена чашевидными валками, имеющими эксцентриситет и отрицательный угол раскатки, равный 50-60^о.

Винтовая прокатка выполняется с коэффициентом вытяжки за проход до 6,0 и более, а продольная прокатка 1,40-1,55.

Путем прямого экспериментирования над способом установлено, что применение его для обработки легированных металлов и сплавов с пониженной пластичностью неизбежно связано с чрезмерным уровнем брака и технологических отходов по поверхностным дефектам, особенно в средних и мелких сечениях.

Высокие коэффициенты вытяжки при винтовой прокатке, сконцентрированные в одном обжатии, сообщают процессу большое количество циклов деформации (более 10-20). Через значительное падение диаметра чашевидных валков по ходу прокатки создаются мощный кинематический напор в очаге деформации и интенсивное скольжение на контактной поверхности. Кинематический напор и высокая цикличность процесса образуют крайне негативную комбинацию для винтовой прокатки легированных металлов и сплавов. Под действием кинематического напора в условиях протяженного, незамкнутого очага деформации резко активизируется боковое вытеснение металла в зазоры между валками. Объемы металла, охваченные принудительным боковым вытеснением, имеют свойства лавинообразно накапливаться от цикла к циклу в геометрической прогрессии. Участки свободной поверхности заготовки подвергаются крутому пластическому изгибу, крутизна которого поциклово возрастает, достигая максимума в конце обжимного участка перед калибрующим. Высокоамплитудный знакопеременный изгиб периферийных слоев заготовки вызывает их интенсивное пластическое разрыхление, переходящее в многочисленные разрывы поверхности.

В случае более пластичных легированных материалов, способных деформироваться в охарактеризованных жестких условиях без существенных разрушений, возникают трудности другого рода, преодоление которых требует большого числа клетей продольной прокатки.

Значительные объемы металла, вытесненные подпором и цикличностью в зазоры между валками, существенно искажают форму поперечного сечения раската, удаляя ее от круглой.

Принятые для известного способа и стана большие углы раскатки определяют малую, конструктивно ограниченную длину калибрующего участка рабочих валков. На такой длине невозможно сформировать достаточно правильный круглый профиль с равной поверхностью при крутых изгибах поперечного контура раската в зоне обжатия.

После винтовой прокатки заготовка имеет развитую волнистость поверхности.

Устранение остаточной волнистости в известном способе предписано осуществлять высокодробной продольной прокаткой в 12-клетевой группе с коэффициентами вытяжки, в 3-4 раза меньшими, чем при винтовой прокатке. Выправить профиль поверхности меньшим числом проходов не представляется возможным.

Деформация винтовой прокаткой при развитой некруглости поперечного сечения интенсифицирует тангенциальное скольжение с образованием микродефектов, поверхностных разрыхлений и мелких отслоений. Разрыхление поверхности раската прогрессирует в процессе последующей высокодробной продольной прокатки, приводя к макродефектам.

Необходимость высокодробной продольной прокатки для формирования относительно качественного профиля усложняет организацию способа в целом, требуя большого числа единиц деформирующего оборудования.

Согласно данным прямого опробования при дробности продольной прокатки (n>7) и применяемых единичных коэффициентах вытяжки способ в полной мере отягощается недостатками, свойственными "чистой" продольной прокатке [1] Известные преимущества мелкодисперсного, спирализованного строения, формируемого винтовой прокаткой, в значительной мере утрачиваются.

Такая же ситуация возникает, когда недостаточна деформация винтовой прокаткой (коэффициент вытяжки не превышает 3,0-4,0). Кроме того, для многих легированных металлов и сплавов (например, типа ХН51ВМТЮКФР) применяемые коэффициенты вытяжки за проход при продольной прокатке чрезмерно велики и ведут к макроразрушению.

В известном решении единичное обжатие в клети винтовой прокатки совпадает с суммарным. Это ограничивает величину последнего и существенно сужает технологические возможности стана.

Основными лимитирующими факторами являются низкая пластичность металла, значительный температурный эффект деформационного разогрева, часто превышающий интервал горячей обработки давлением, высокий уровень энергосиловых параметров.

Клеть винтовой прокатки слабоманевренна и используется как достаточно грубое обжимное средство без надлежащей ориентации на конечный профиль и качество поверхности.

Получение заданного профиля достигается достаточно сложным маневрированием в группе клетей продольной прокатки. Это усложняет организацию процесса, увеличивает потребный парк валков и дробность деформации.

Большие коэффициенты вытяжки при винтовой прокатке требуют применения массивных клетей и мощных приводов с одной стороны и большого числа клетей продольной прокатки для получения качественного профиля с другой. С обеих сторон возрастают металлоемкость и энергоемкость стана в целом.

Клети винтовой и продольной прокатки объединены в непрерывную деформирующую группу. Это стало возможным благодаря применению планетарного варианта исполнения клети винтовой прокатки, в котором кассета с валками, обкатывая заготовку, оставляет ее неподвижной. Однако определенное скручивание заготовки остается, и поэтому в последующей группе продольной прокатки можно получить только круглые профили. Получить квадратные, полосовые фасонные профили при скручивании раската и непрерывности процесса не представляется возможным. Велики трудности в соблюдении достаточно жестких температурных условиях прокатки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение выхода годного и свойств проката мелких сечений из легированных металлов и сплавов, расширение размерно-марочного сортамента стана, повышение его технологической маневренности при одновременном снижении энерго- и металлоемкости.

Указанный результат достигается тем, что в способе получения профилей мелких сечений, включающем дробную деформацию нагретой заготовки сначала винтовой прокаткой в чашевидных валках с эксцентриситетом, а затем продольной прокаткой, согласно изобретению заготовку деформируют с отношением дробностей деформации при продольной и винтовой прокатках, не превышающим 4, и с отношением частных коэффициентов вытяжки в пределах 0,35-1,00.

Цель достигается также тем, что прокатный стан для получения профилей мелких сечений, включающий нагревательные устройства, обжимную клеть винтовой прокатки, оснащенную чашевидными валками с эксцентриситетом, и чистовую группу клетей продольной прокатки, последовательно связанные транспортными устройствами, согласно изобретению дополнительно снабжен группой из двух параллельно расположенных клетей винтовой прокатки с чашевидными валками, имеющими эксцентриситет, установленной между обжимной клетью и чистовой группой, причем входные стороны клетей дополнительной группы транспортно связаны между собой, с выдающими механизмами нагревательных устройств и с выходной стороной обжимной клети, а выходные стороны этих клетей транспортно связаны между собой и с входной стороной чистовой группы клетей.

Способ реализуется следующим образом.

Нагретая исходная заготовка из легированного металла или сплава диаметром d_о30-65 мм деформируется сначала дробной винтовой прокаткой в чашевидных валках с эксцентриситетом до диаметра d₁ за n_в проходов (n_в ≥ 2). Дробность винтовой прокатки (количество проходов) n_в устанавливается в зависимости от допустимого единичного коэффициента вытяжки и требуемого суммарного.

Средний коэффициент вытяжки за проход μ_в при этом составляет μ_B= Полученный раскат направляется на продольную прокатку. Между винтовой и продольной прокаткой выдерживается пауза продолжительностью 5-25 с. Во время паузы раскат либо остается на воздухе, либо помещается в проходную экранированную или обогреваемую проводку. Назначение промежуточной выдержки завершение процессов выравнивания и стабилизации температурного поля заготовки за счет равномерного рассеяния мощности деформационного разогрева, сообщенной раскату при винтовой прокатке. Далее раскат деформируется на заданный конечный профиль приведенного диаметра d_к за n_п 3-7 прохода (приведенный диаметр d_к это диаметр круглого сечения, равновеликого по площади сечению заданного конечного профиля, которое в общем случае не является круглым, со средним коэффициентом вытяжки за проход μ_п μ_п= Деформация ведется с соблюдением соотношений, выражающих существенные отличительные признаки способа
≅ 4 (1a)
≥ 0,35÷1,0 (1б)
После продольной прокатки профили охлаждаются в открытых стеллажах-холодильниках, обогреваемых или необогреваемых термостатах в зависимости от марки металла или сплава.

Металлофизическая концепция способа и стана основана на оптимизации параметров винтовой прокатки в чашевидных валках с эксцентриситетом и продольной прокатки в калибрах по критериям целевой установки предлагаемого решения. В качестве средства достижения цели выбрано строгое разделение функций винтовой и продольной прокатки через соблюдения соотношений [1]
Винтовая прокатка с регулируемыми дробностью и коэффициентами вытяжки за проход через ограничивающее воздействие на интенсивность осевого подпора, цикличность процесса, уровень контактного скольжения и др. обеспечивает бездефектную деформацию практически любых металлических материалов (не относящихся к литейным и керамическим композициям).

Структура металла интенсивно прорабатывается и уплотняется на всех уровнях металлофизического строения и на всю глубину сечения заготовки. Элементы структурного строения подвергаются интенсивному дроблению на практически изотропные мелкодисперсные микрочастицы. На макроуровне мелкие, изотропные элементы, равномерно растворенные в матрице, образуют порядок в форме плотно скрученных объемных спиралей. Грубые протяженные формирования элементов структурной неоднородности в прутках после винтовой прокатки отсутствуют.

Такая структура обладает повышенным запасом технологической пластичности, строение металла подвижно, имеет развитую способность к релаксации и аннигиляции внутренних перенапряжений. Винтовой прокаткой же закладывается база для искомого повышения уровня физико-механических и служебных свойств готового проката.

Большинство легированных металлов и сплавов приобретают запас технологической пластичности, достаточный для реализации продольной прокатки с учетом отмеченного выше двухстороннего ограничения на единичные коэффициенты вытяжки. Это относится и к материалам, которые в исходном состоянии таким запасом пластичности не обладали, и продольная прокатка их была невозможной, т.е. достигается расширение марочного сортамента.

Ограниченные сверху единичные коэффициенты вытяжки удерживают осевой подпор, цикличность процесса и контактное скольжение в пределах, исключающих образование волнистой поверхности промежуточного раската и ее повреждение. По состоянию поверхности и точности геометрических размеров промежуточные раскаты полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ 2590-71 на готовый прокат повышенной точности.

Диаметр получаемого винтовой прокаткой промежуточного раската d₁ ориентирован на конечный профиль d_к таким образом, чтобы между d₁ и d_к содержалось минимально необходимое число проходов продольной прокатки для получения заданного профиля из круглого.

Продольная прокатка ведется при минимальном числе проходов и выполняет функции исключительно профилеобразующего средства, преобразующего круг оптимального диаметра в требуемый профиль. Обычно n_п не превышает 5-7.

Минимизация доли деформации, выполняемой продольной прокаткой, эффективно ограничивает неравномерность деформации и уровень остаточных напряжений на безопасном уровне, а спирализованная мелкодисперсная структура металла, имеющая высокую релаксирующую способность, гасит внутренние перенапряжения до естественного фона.

Остаточные пластические разрыхления отсутствуют во всем объеме проката, включая приповерхностные слои, обычно склонные к трещинообразованию. Конечные свойства металла стабилизируются на искомом повышенном уровне. Геометрия заданного профиля выполняется точно в соответствии с калибровкой валков.

Получаемые длинномерные профили сохраняют практически полную прямолинейность на всех последующих стадиях охлаждения и термообработки. Какая-либо дополнительная правка не требуется.

Повышению технологической деформируемости при продольной прокатке способствует также выравнивающее действие регулируемого деформационного разогрева при винтовой прокатке, которое эффективно смягчает практически неизбежные погрешности начального нагрева заготовок. Сама винтовая прокатка благодаря варьированию единичных коэффициентов вытяжки ведется практически при изотермических условиях, оптимально установленных для каждого конкретного материала.

Соотношения (Ia) и (Iб) следует рассматривать в неразрывной совокупности, как систему. Вне обозначенных пределов численных коэффициентов эксплуатируемый технический эффект отсутствует.

Практикой установлено, что при > 4 и < 0,35 способ в полной мере приобретает недостатки прототипа [5,c. 5-9] и достижение технического результата изображения становится невозможным.

При > 1 на винтовую прокатку приходятся чрезмерно низкие значения единичных коэффициентов вытяжки, вызывающие неравномерность деформации при винтовой прокатке. Наиболее интенсивная деформация локализуется в узком приконтактном слое. В центральных слоях создаются дополнительные растягивающие напряжения, способствующие пластическому разрыхлению металла, образованию микро- и макроразрушений. Технологическая пластичность металла падает, последующая продольная прокатка становится проблематичной.

Способ реализуется на прокатном стане, схема которого изображена на чертеже.

На чертеже использованы следующие обозначения основных конструктивных элементов стана: 1 нагревательные устройства; 2 выдающие механизмы нагревательных устройств; 3,5 входная и выходная сторона обжимной клети винтовой прокатки соответственно; 4 обжимная клеть винтовой прокатки; 6,8 соответственно входные и выходные стороны клетей винтовой прокатки, входящих в дополнительную группу; 7 клети винтовой прокатки, образующие дополнительную группу; 9 входная сторона чистовой группы клетей продольной прокатки; 10 чистовая группа клетей продольной прокатки; 11 транспортные устройства.

Стан работает следующим образом.

Исходные заготовки диаметром 30-65 мм нагреваются в устройствах 1 до температуры горячей деформации соответственно своему химическому составу. После нагрева через выдающие механизмы 2 транспортными устройствами 11 заготовки доставляются на входную сторону 3 обжимной клети 4 винтовой прокатки, оснащенной чашевидными валками с эксцентриситетом. Заготовка прокатывается в клети 4. Количество проходов в обжимной клети 4 составляет от 1 до 4. Для повторных проходов раскат возвращается с выходной стороны 5 на входную сторону клети 4 реверсом рабочих валков без изменения калибра либо обводной технологической передачей. Затем раскаты с выходной стороны 5 транспортными устройствами 11 передаются на входные стороны 6 одной из двух клетей 7 винтовой прокатки, составляющих дополнительную группу. Две клети 7 винтовой прокатки установлены параллельно друг другу и, также как обжимная клеть 4, имеют рабочие чашевидные валки, установленные с эксцентриситетом.

Раскаты прокатываются в клетях 7 дополнительной группы. Прокатка двух раскатов в клетях 7 может осуществляться с перекрытием. Далее с выходных сторон 8 транспортным устройством 11 раскаты передаются на входную сторону 9 чистовой группы 10 клетей продольной прокатки. Чистовая группа 10 содержит 5-8 клетей с двух-, трех- или четырехвалковыми калибрами. Прокатка в этих клетях ведется непрерывно. В этой группе из круглого профиля за минимальное число переходов (не более 5-8) формируется заданный профиль. Полученные профили мелкого сечения разрезаются на мерные длины и передаются на контролируемое охлаждение соответственно своему химическому составу. Затем профили клеймятся, пакетируются и упаковываются.

На входных сторонах 3,6 и 9 возможна установка проходных печей, экранирующих проводок или других средств стабилизации температурного режима прокатки, без которых затруднительна прокатка наиболее труднодеформируемых сплавов с узким интервалом горячей деформации (например, жаропрочных никелевых сплавов).

Стан оснащается необходимым вспомогательным оборудованием стеллажами; отрезными устройствами; механизмами клеймения; карманами для пакетирования; устройствами обвязки пакетов; средствами уборки окалины и др. Вспомогательное оборудование используется по обычному, прямому назначению. На чертеже это оборудование не показано.

В стане используются два типоразмера клетей 4 и 7 винтовой прокатки. Это существенно и прямо связано с ограничениями на отношение диаметра валков к диаметру раската, имеющими место в трехвалковых клетях.

Минимальный диаметр раската d_min по условию касания валков между собой, как известно, не может быть меньше, чем D_в/6,46, где D_в максимальный диаметр валков. Максимальный диаметр раската d_max не должен превышать D_в/2 по условию равномерности деформации и отсутствия в центре растягивающих напряжений. Таким образом, одна клеть закрывает диапазон диаметров d прокатываемых прутков не более
≅ d ≅ Откуда следует, что максимальный суммарный коэффициент вытяжки на одной клети составляет не более = 10,4 и не достаточен для обеспечения прокатки расширенного размерного сортамента заготовок. А две клети с отношением диаметров валков 1,8-2,5, позволяющие достичь суммарных коэффициентов вытяжки 30-40 и более, вполне удовлетворяют практическим требованиям технологической мобильности стана. Третьей клети по условиям сортамента не требуется. Применение двух одинаковых параллельно установленных клетей 7 винтовой прокатки в составе дополнительной группы предопределено условиями согласования ее пропускной способности с пропускной способностью обжимной клети 4 и чистовой группы 10 клетей.

Для данного стана предпочтительно применение трехвалковых клетей, рабочие валки которых имеют осевую настройку, установлены под отрицательным углом раскатки и с тангенциальным смещением (эксцентриситетом) от оси клети, составляющим 0,30-0,75 от среднего диаметра валков.

Эти клети реализуют наиболее благоприятные условия для формоизменения легированного металла в широком диапазоне диаметров прутков, обеспечивают высокую точность получаемых прутков, отличаются минимальной металло- и энергоемкостью, просты в настройке, надежны в эксплуатации.

П р и м е р 1. Способ применен на специально созданном прокатном комплексе для получения партии профилей квадратного сечения со стороной 10 мм из быстрорежущей стали Р6М5К5. Исходная заготовка диаметром 60 мм, нагретая до 1120^оС, деформировалась дробно винтовой прокаткой за три прохода до круглого промежуточного профиля диаметром 18 мм. Прокатка выполнялась по схеме 60 → 45 → 30 → 18 со средним коэффи- циентом вытяжки за проход 2,23. Пруток диаметром 18 мм за четыре пропуска в клетях продольной прокатки преобразовался в требуемый квадратный профиль со стороной 10 мм. Средний коэффициент вытяжки при этом составил 1,26. Отношение дробностей при продольной и винтовой прокатках выдерживалось равным 1,33, а отношение единичных коэффициентов вытяжки за проход 0,56. Первые два прохода винтовой прокатки проводились в чашевидных валках диаметром 125 мм, установленных с эксцентриситетом 75 мм. В третьем проходе эти величины составили 55 и 30 мм соответственно. Угол раскатки валков во всех проходах составлял 15^о. Деформация быстрорежущей стали на всех стадиях проходила устойчиво, без образования пластических рыхлостей и тем более макроразрушений. Технологические отходы складывались только из угара и минимальной концевой обрези. Требования ГОСТ 19265-75 уверенно соблюдены. Стойкость резцов из полученного металла повысилась в 1,8 раза в сравнении с базовой технологией (продольной прокаткой).

П р и м е р 2. Прокатный стан, предназначенный для получения круглых, квадратных, шестигранных и фасонных профилей мелких сечений (по диаметру приведенного круга 7-15 мм) из быстрорежущих, коррозионно-стойких и других сталей жаропрочных сплавов и других металлических материалов, состоит из нагревательной электропечи сопротивления; обжимной клети винтовой прокатки; двух клетей винтовой прокатки дополнительной группы; непрерывной чистовой семиклетевой группы продольной прокатки; технологического транспорта. Все клети винтовой прокатки оснащены чашевидными, эксцентрично установленными валками и имеют техническую характеристику, представленную в таблице.

Семиклетевая, непрерывная группа клетей продольной прокатки снабжена рабочими валками диаметром 90-140 мм, приводимыми от индивидуальных приводов мощностью по 5 кВт на каждую клеть.

Производительность стана составляет до 0,3 т/ч, занимаемая производственная площадь до 500 м², численность технологического персонала 2-3 человека.

Формула изобретения

1. Способ получения профилей мелких сечений, включающий дробную деформацию нагретой заготовки сначала винтовой прокаткой в чашевидных валках с эксцентриситетом, а затем продольной прокаткой, отличающийся тем, что заготовку деформируют с отношением дробностей деформации при продольной и винтовой прокатках, не превышающим 4, и с отношением частных коэффициентов вытяжки в пределах 0,35 1,00.

2. Прокатный стан для получения профилей мелких сечений, включающий нагревательные устройства, обжимную клеть винтовой прокатки, оснащенную чашевидными валками с экстриситетом, и чистовую группу клетей продольной прокатки, последовательно связанные транспортными устройствами, отличающийся тем, что стан дополнительно снабжен группой из двух параллельно расположенных клетей винтовой прокатки с чашевидными валками, имеющими эксцентриситет, установленной между обжимной клетью и чистовой группой, причем входные стороны клетей дополнительной группы транспортно связаны между собой, с выдающими механизмами нагревательных устройств и выходной стороной обжимной клети, а выходные стороны этих клетей транспортно связаны между собой и с входной стороной чистовой группы клетей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3