Волочение прутков. На рис. 106, а показана схема волочения прутка 1 через волоку 2; стрелкой показано направление волочения. Процесс волочения происходит следующим образом. Предварительно утоненный конец прутка или, как говорят, захватку вставляют в волоку, укрепленную в волокодержателе (рамке) волочильного стана, и зажимают между плашками тележки.
После включения крюка тележки в движущуюся цепь пруток под влиянием тянущего усилия проходит через волоку, становясь тоньше и длиннее; кроме того, он в значительной мере выпрямляется и приобретает гладкую поверхность.
В процессе волочения у прутка изменяются также механические свойства, в частности предел прочности и твердость увеличиваются, а относительное удлинение уменьшается.Выше мы рассмотрели самый простой способ волочения — волочение прутка. Что же касается волочения труб, то для этого существуют два основных способа: волочение на оправке и волочение без оправки (рис.
106,б и в); первый способ имеет несколько вариантов.
Волочение труб на короткой оправке. Наиболее распространенным способом протягивания труб является волочение на короткой закрепленной оправке 3 (рис. 106, е). В процессе волочения оправка удерживается в отверстии волоки при помощи волочильного болта (штанги). На одном его конце имеется мундштук 4, куда ввертывают оправку, а другой конец болта укрепляют в задней части волочильного стана, чем и обеспечивается неподвижность оправки.Для волочения трубу с захваткой надевают на волочильный болт. Затем захватку вставляют в волоку, а болт специальной тягой подают вперед так, чтобы оправка уперлась в захватку. После этого захватку зажимают клещами тележки, а ее крюк включают в движущуюся цепь. Сразу же, как только начнется волочение, болт должен быть сильно натянут протягиваемой трубой.При волочении трубы на оправке наружный и внутренний диаметры и толщина стенки уменьшаются, а длина трубы увеличивается. Толщина стенки уменьшается вследствие того, что кольцевой зазор между волокой и оправкой берут меньше толщины стенки трубы, подлежащей волочению. Отсюда становится понятным, что стенка трубы станет тоньше только в том случае, если оправка будет находиться в отверстии волоки, что узнается по натяжению болта.Рассмотрим пример изменения размеров трубы при волочении ее на оправке.Предположим, что трубу размером 48×4 мм протягивают на оправке на размер 44х3. Из условий этой задачи видно, что кольцевой зазор между волокой и оправкой должен быть равен 3 мм, внутренний диаметр заготовки равен 48—4×2 = 40 мм, а протянутой трубы 44—3х2 = 38 мм. Следовательно, для получения трубы размером 44х3 мм необходимо взять диаметр волоки 44 и оправки 38 мм. При этом условии наружный диаметр трубы уменьшится с 48 до 44 мм, внутренний — с 40 до 38 мм, а толщина стенки — с 4 до 3 мм. Длина трубы при этом, согласно формуле (6), увеличится в (48+40)(48-40)/(44+38)(44-38) = 1,43 раза.
Волочение труб на самоустанавливающейся (плавающей) оправке. При работе с короткой укрепленной на болте оправкой длина труб обычно не превышает 10 м. Протяжка более длинных труб имеет существенные недостатки: надевание труб на болт затруднено, длинный болт в процессе волочения вибрирует, оставляя следы на трубе, волочильные станы занимают очень много места и т. д.
Поэтому для волочения длинных труб применяют самоустанавливающиеся не закрепляемые на болте оправки б (рис. 107). Преимущество таких оправок заключается в возможности обработки труб большой длины (в бухтах) с высокими скоростями: до 150 м/мин на цепных станах и до 500—700 м/мин на волочильных барабанах.
Самоустанавливающаяся оправка состоит из рабочего цилиндра 1, рабочего конуса 2 и бочки 3. Оправка удерживается в зоне деформации благодаря рабочему конусу.
Силы трения, возникающие в процессе волочения между внутренней поверхностью трубы в и поверхностью рабочего цилиндра оправки, стремятся протянуть через волоку с, но этому препятствует рабочий конус.
При работе с самоустанавливающейся оправкой придерживаются следующего порядка:1) в открытый передний по ходу волочения конец трубы наливают смазку;2) на расстоянии 150—180 мм от переднего конца на трубе делают вмятину, чтобы не допустить проскакивания оправки далеко в трубу;3) закладывают в передний конец трубы оправку;4) у трубы изготовляют захватку, после чего начинают волочение.Обжатия при работе с самоустанавливающейся оправкой принимаются такими же, как и при волочении с обычной короткой оправкой.
Волочение труб на стержне (длинной оправке). Особенность этого способа волочения — применение вместо короткой оправки стержня — длинной оправки. Труба 1, свободно надетая на стержень 3, вместе с ним протягивается через волоку 2 (рис. 108,а). При волочении капиллярных, т. е. с очень малым диаметром (0,3—0,5 мм), трубок вместо стержня применяют твердую с блестящей поверхностью стальную проволоку.
Для удержания на стержне труб их передний конец обжимается на штыре с головкой 5 и удерживается обжимным кольцом 4. Укрепление мелких и капиллярных трубок на проволоке осуществляется обжимом их переднего конца.Внутренний и наружный диаметры, толщина стенки, длина и механические свойства при этом способе волочения изменяются так же, как и при волочении на короткой оправке.
Крупные, но не длинные трубы, обычно не длиннее 1—1,5 м, снимают со стержня при помощи неподвижного съемочного кольца 6 с уступом (см. рис. 108,б). При протягивании стержня через кольцо труба задерживается уступом и снимается со стержня. Для снятия с проволоки капиллярных трубок их предварительно раскатывают в роликах, вследствие чего внутренний диаметр трубок за счет уменьшения толщины стенки несколько увеличивается и трубка вручную легко снимается с проволоки.Волочение на короткой оправке и на стержне существенно различается. При волочении на короткой оправке силы трения между оправкой и трубой, а также между волокой и трубой направлены в одну сторону, обратную движению трубы. При волочении на стержне силы трения между ним и трубой направлены в сторону движения трубы и стержня, так как металл при волочении перемещается по стержню в направлении, обратном ее движению. Это обстоятельство позволяет тянуть трубы на стержне с более высокими вытяжками (1,7—2,5), чем на короткой оправке (1,5—1,7).Волочение на стержне или проволоке применяют при изготовлении тонкостенных труб относительно большого диаметра, когда возникает опасность обрыва труб или прогиба их внутрь, а также при волочении некоторых капиллярных трубок, когда требуется получить их с точно калиброванными размерами и блестящей внутренней поверхностью. К числу первых, например, относятся трубы с наружным диам. 30—50 мм и толщиной стенки 0,2—0,3 мм, которые при волочении на обычной оправке сплющиваются. Из числа капиллярных трубок можно указать на никелевые трубки с наружным диам. 3—0,99 мм и толщиной стенки 0,24—0,045 мм.
Раздача труб. Промышленность часто предъявляет требования на тонкостенные трубы больших диаметров (300х3 мм, 346х3 мм и т. д.). На действующих в промышленности наиболее распространенных гидравлических прессах давлением 3000—5000 T удается получать прямым прессованием трубную заготовку диам. 280—350 мм с толщиной стенки 10 мм. Очевидно, что из таких заготовок получить волочением трубы указанных выше размеров невозможно; их диаметры почти равны, а толщина стенки в три с лишним раза превышает заданную толщину. В таких случаях пользуются предварительной раздачей, т. е. увеличением наружного диаметра заготовки настолько, чтобы он значительно превысил размер заданных труб.
Раздачу крупных труб производят на особых гидравлических прессах по схеме, указанной на рис. 109, а. Во время раздачи один конец трубы 1 упирается в крестовину пресса 2, а в другой конец трубы вдвигается стержень 3 с закругленным концом.
Благодаря тому, что диаметр стержня берут примерно на 10—25 мм больше внутреннего диаметра заготовки, последняя раздается, длина трубы при раздаче уменьшается. Снятие заготовки со стержня показано на рис. 108,б. Для облегчения снятия заготовок, со стержней последние делают с небольшим конусом, равным примерно 1,5—2 мм на трехметровую длину стержня.
Таким способом несколькими последовательными раздачами заготовка увеличивается до требуемого размера.Кроме указанного способа, существует способ раздачи труб на оправке (рис. 109,б). Заключается он в следующем. На конце трубы вместо обычных кованых захваток делают так называемые ласки, т. е. клинообразные или прямые вырезы.
Трубу 1 с ласками надевают на волочильный болт, после чего на конце болта в мундштуке 3 укрепляют специальную коническую оправку 2. Затем ласки загибают так, чтобы концы их были достаточными для использования их в качестве захваток. При волочении оправка проходит через трубу, тем самым увеличивая ее размер.
Этот способ раздачи применяется в тех случаях, когда внутренний диаметр труб слишком мал, чтобы можно было производить дальнейшее волочение с целью утонения стенки и для устранения овальности и вмятин у готовых труб.
Диаметр оправки при этом берут равным или несколько больше внутреннего диаметра трубы, но с таким расчетом, чтобы наружный диаметр труб после оправки не выходил за пределы установленных допусков. Например, для исправления овальности медных труб диам. 100х80 и 150х130 мм, при плюсовом допуске на наружные диаметры соответственно +1 и +1,6 мм, берут оправки диам.
80,2 и 130,5 мм.
Волочение труб без оправки (осадка) показано на рис. 106,б. Внешне этот способ ничем не отличается от волочения прутков. При волочении без оправки наружный и внутренний диаметры трубы 1 после прохождения через волоку 2 уменьшаются, толщина стенки изменяется незначительно, а длина трубы увеличивается.Основным фактором, влияющим на изменение толщины стенки при безоправочном волочении, является размер заготовки, выраженный в виде отношения наружного диаметра к толщине стенки D/s. Если это отношение больше 5—6, то толщина стенки при безоправочном волочении увеличивается, если же меньше 5—6, то толщина стенки уменьшается. На рис. 110 графически показано изменение толщины стенки при безоправочном волочении капиллярной трубки с размера 7,0х0,4 на размер 1,4х0,45 мм. Построенная кривая наглядно показывает, что с уменьшением отношения D/s с 18 до 6 толщина стенки увеличивается с 0,4 до 0,55 мм и затем при дальнейшем уменьшении величины D/s с 6 до 3 толщина стенки уменьшается с 0,55 до 0,45 мм.Механические свойства металла и внешний вид труб при волочении без оправки улучшаются, но внутренняя поверхность их при значительном числе проходов становится матовой, а затем и шероховатой, что в некоторых случаях является браком. В производстве капиллярных трубок многократное безоправочное волочение приводит к образованию в них мельчайшей металлической пыли, для удаления которой вводят дополнительную операцию (продувку).В настоящее время в связи с внедрением в производство плавающих оправок с весьма малыми диаметрами (до 0,5 мм), безоправочное волочение капиллярных трубок значительно сокращено, что позволило повысить их качество. Волочение без оправки применяется в тех случаях, когда требуется уменьшить диаметр труб без утонения их стенки.Учитывая более высокую производительность при работе без оправки, чем с оправкой, на практике стремятся достигнуть необходимого утонения стенки на первых проходах с тем, чтобы на последующих проходах ограничиться только уменьшением диаметра труб, т. е волочением без оправки.
Волочение фасонных труб. Все перечисленные способы волочения труб предусматривают только изменение их размеров, без изменения формы (круглой). Ho наряду с этим в трубном производстве довольно часто встречаются заказы на фасонные трубы, например овальные, эллиптические, квадратные и т.п. Для получения таких труб первоначально подготавливают соответствующего размера круглую заготовку. Затем эту заготовку протягивают в волоки фасонного сечения или же прокатывают между роликами, на цилиндрической поверхности которых делают соответствующей формы углубления.
Размер заготовки для волочения фасонных труб определяют, подсчитывая периметры, т. е. длину очертания наружных контуров заготовки и фасонной трубы. Для нормального заполнения фасонной волоки при волочении через нее круглой трубы необходимо, чтобы периметр последней был равен или же несколько превышал периметр фасонной трубы.B качестве примера найдем наружный диаметр круглой трубы для волочения, квадратной трубы со сторонами, равными 20 мм. Периметр квадратной трубы в данном случае равен 20х4 = 80 мм. Периметр круглой трубы, следовательно, должен быть равен или же несколько превышать 80 мм. Этому условию удовлетворяет труба с наружным диаметром 26 мм, длина окружности которой (периметр) равна 81,7 мм.В зависимости от профиля и размеров трубы протягивают в один или два прохода, с оправкой или без оправки. Например, квадратные трубы в большинстве случаев тянут за два прохода. На первом проходе круглую трубу протягивают без оправки через осадочную волоку, которая придает трубе только приблизительно форму квадрата с закругленными углами. Второй проход производят на квадратной оправке в квадратную волоку, после чего сечение трубы принимает форму квадрата.
Шестигранные и другие тонкостенные (0,1—0,2 мм) трубки обычно тянут с круглого сечения на оправке сразу в две волоки (рис. 111). Первую по направлению волочения волоку 1 берут круглого сечения, вторую 2 — фасонного. Оправку 3 (круглую) устанавливают таким образом, что ее конец незначительно выступает из первой волоки и не доходит до цилиндрической части фасонной волоки. При такой установке инструмента круглую трубку 4 протягивают через первую круглую волоку с уменьшением толщины стенки и диаметров, а через вторую, фасонную — с изменением формы 5.
Волочение фасонных прутков — профилей (квадратных, шестигранных, трапецеидальных и более сложных сечений) принципиально не отличается от волочения круглых прутков.
На рис. 112 приведены наиболее распространенные сечения прутков и труб, получаемых волочением.
ПОИСК
В процессе холодного волочения труб из-за попадания между трубой и волочильным кольцом окалины или из-за неравномерного износа кольца на наружной поверхности трубы могут образовываться продольные
[c.
135]
Холодное волочение труб производят на цепных станах. Существенной частью стана является бесконечная цепь. Цепь связана при помощи крюка с тележкой, катящейся по двум балкам, между которыми движется цепь.
Тележка снабжена клещами, захватывающими забитый конец трубы.
[c.55]
В процессе холодного волочения труб из-за попадания между трубой и волочильным кольцом окалины или гз-за неравномерного износа кольца на наружной поверхности трубы могут образовываться продольные риски. Если волочение производилось на оправке или пробке, то риски могут быть и на внутренней поверхности.
[c.100]
Холодное волочение труб — основной способ, применяемый для изготовления труб высокой точности размеров по толщине стенок и наружному диаметру при высоком качестве поверхности.
[c.455]
| Рис. 123. Способы холодного волочения труб а без оправки б на длинной оправке в — на короткой оправке е -> на плавающей оправке 1 — матрица 2 труба 3 захват |  |
Вследствие особых условий холодного волочения труб через очко коэффициент вытяжки за один проход обычно не превышает 1,5—1,8.
[c.411]
Технологическая схема процесса холодного волочения труб приведена на рис. 94.
[c.258]
Имеются различные способы холодного волочения труб.
[c.332]
Рие. 277. Способы холодного волочения труб [c.554]
Обычно холодной прокаткой и холодным волочением изготовляют трубы из стали диам. 4,0—200 мм и толщиной стенки 0,1 — 12 мм (ГОСТ 9567—60, 9941 —62 и др.). В некоторых случаях применяют холодную (по ГОСТ 8734—58) прокатку труб значительно большего диаметра (до 250—450 мм) и холодное волочение труб диам. до 0,3—4,0 мм.
[c.377]
| Рис. 233. Различные способы холодного волочения труб |  |
Трубы с более тонкой стенкой, высокими качеством поверхности и точностью размеров получают на станах холодной прокатки труб различных типов, а также волочением. В качестве заготовки в этом случае применяют горячекатаные трубы.
[c.69]
Операциями, способствующими растрескиванию латуни, являются горячая и холодная обработка давлением, вытяжка, волочение труб без оправки и др.
Латунь обладает высокой пластичностью при 200° С, которая при дальнейшем повышении температуры снижается до минимума, и на изделиях могут появиться трещины.
Растрескивание латуни наблюдается также, когда вследствие термической обработки прочность материала ниже
[c.114]
Основное назначение Ковка а штамповка в горячем состоянии изготовление листов в горячем а холодном состоянии волочение а высадка в холодном состоянии трубы для сварных конструкции [c.606]
Латунь Л 68 67-70 — — — 0-035 0,1 0,005 0,002 0.3 Горячий и холодный прокат, волочение Трубы, ленты, проволока, листы
[c.100]
Латунь никелевая . … ЛН 65-5 64—67 5-6,5 0,03 0.15 0,005 0,002 0.3 Горячая и холодная прокатки, прессовка, волочение Трубы манометрические, трубы конденсаторные, ленты антифрикционные, сетки
[c.100]
В Германии (по трофейным материалам) для производства биметаллических труб с внутренней и внешней плакировкой употребляются стальные шашки, обточенные снаружи и просверленные внутри.
На шашки плотно, без зазора, надевают (для внешней плакировки) и в отверстие шашек вставляют (для внутренней плакировки) трубы из плакирующих цветных металлов и сплавов. Выступающие концы труб запрессовывают в специальных штампах.
Заготовку нагревают в печах с восстановительной атмосферой и подвергают горячему прессованию, а затем холодному волочению.
[c.235]
В связи с этим МВТУ и ВНИИМЕТМАШ в течение нескольких лет ведут работы по созданию и освоению непрерывных станов холодной прокатки и волочения труб.
[c.158]
Короткая гильза, имеющая толстые стенки и неправильную цилиндрическую форму, прокатывается в трубу. При этом уменьшается толщина стенок, увеличивается длина и гильзе придаются необходимая точная форма и размеры. Трубы малых типоразмеров раскатывают на станах холодной прокатки. Вместо холодной прокатки на завершающих операциях применяется также холодное волочение.
[c.157]
Холодная прокатка труб имеет много преимуществ перед холодным волочением более высокую степень обжатия за один проход высокое качество поверхности труб (отсутствие рисок), меньшую разностенность, меньшую продолжительность вспомогательных операций (травления, отжига и др.). Вместе с тем станы холодной прокатки очень сложны по конструкции, требуют дорогого инструмента, сложной настройки и т. п.
[c.55]
При холодном волочении металл трубы воспринимает, естественно, наклеп. Поэтому готовая труба обязательно подвергается рекристаллизационному отжигу. Если волочение трубы производится с большим числом пропусков, то после каждых 4—6 пропусков приходится производить промежуточный рекристаллиза-ционный отжиг.
[c.56]
Волочение металлов применяют при производстве проволоки, прутков, изделий сложного сечения, труб. Проволока, имеющая небольшую площадь поперечного сечения и большую длину, может быть получена только волочением. При производстве прутков холодное волочение обеспечивает большую точность размеров и высокую чистоту поверхности.
Волочение с небольшой степенью деформации для придания прутковым изделиям повышенной точности размеров сечения называется калибровкой. Волочение труб применяют для уменьшения диаметра и толщины стенки. Сущность процесса волочения заключается в следующем (рис. 153).
Передний конец заготовки 1 заостряют, вставляют в коническое отверстие волоки 2, имеющей выходное сечение меньше сечения заготовки. Приложением усилия Р протягивают заготовку через волоку. При этом площадь сечения заготовки уменьшается, а длина увеличивается.
Степень деформации при волочении ограничивается прочностью переднего конца изделия, к которому прикладывается тянущее усилие, называемое усилием волочения. При
[c.335]
Для получения биметаллических труб употребляются стальные шашки диаметром от 63 до 146 мм и длиной от 170 до 220 мм. Борты шашек с одного конца, прилегающего к пресс-матрице, закругляются. Толщина плакирующего слоя составляет 10% от толщины стенки для торговых сортов и 15 — 300, о для специальных. Трубы изготовляются внешним диаметром от 6 до 60 мм, толщиной стенки 1 — 5 мм.
Температура прессовки 800 — 850° С. При последующем холодном волочении трубы периодически отжигаются при температуре 750° С в продолжение 8—9 час. без доступа воздуха. Трубы поставляются мягкими. Трубы с одной внутренней плакировкой имеют с/, = = 27 кг1мм a = 30% и = 12 kz mm ) трубы с двухсторонней плакировкой — o , = 30— 32 KZ MM 8 = 45 — 550/0 и = 22—26 кг/мм-.
[c.
238]
В работе [155] показано, что при холодном волочении труб с применением смазок типа растительного масла и торфосала / находится в пределах 0,1—0,15. Эти данные подтверждаются рекомендациями, приведенными в монографии [156] по выбору / при волочении труб [c.114]
На рис. 69 приведены значения подсчитанные по формуле (5.6) для различной величины деформации трубы из сталей марок 20, 45, ШХ15, ЗОХГСА, Х18Н10Т. Анализ калибровок цехов холодного волочения труб одного из заводов показывает, что деформация за проход при безоправочном волочении труб обычно составляет =
[c.160]
Холодное волочение труб 22X2,0 мм осуществляется за четыре прохода, а изготовление этих труб комбинированным способом — за два.
[c.127]
Основное назуачение Коака а штамповка а горячем состоянии волочение, высадка и штамповка в холодном состоянии трубы и листы [c.688]
Важной отраслью трубной промышленности является производство холоднодеформированных труб способами холодной прокатки и волочения. При такой обработке достигается чистая поверхность, правильная геометрическая форма и большая точность размеров, чем при горячей прокатке.
В области холодной прокатки труб проделана большая работа по изысканию рациональной калибровки валков, освоению прокатки труб из высоколегированных сталей, переменного сечения и др.
Предложены принципиально новые конструкцииТроликовых станов холодной прокатки труб, которые позволили наладить производство особо тонкостенных труб.
[c.157]
Непрерывный стан холодной прокатки труб позволяет повысить производительность труда в 5—10 раз в отличие от производительности имеющейся на обычных станах холодной прокатки. Эффективность капиталовложений при использовании непрерывного стана в 2 раза выше, чем для стана холодной прокатки труб валкового типа.
Уже в течение нескольких лет на Московском трубном заводе работает стан непрерывного волочения (рис. 1). Стан осуществляет безоправочное волочение труб диаметром 8—26 мм с наибольшим усилием Q = 5 т и скоростью в пределах 0,6— 1,25 м/сек (40—-75 м/мин).
Такой стан, осуществляя волочение труб в одну нитку, успешно заменит трехниточный стан с возвратно поступательным движением тележки. Стан отличается простотой конструкции, удобством обслуживания, малой занимаемой площадью.
После волочения на таком стане трубы получаются прямыми, отпадает необходимость забивания и обрезания головок, имеет место экономия металла до 3%. В условиях данного завода на стане сокращено до семи технологических операций.
На стане опробовано также волочение на длинной оправке труб с внутренней футеровкой и выступающими концами футеровки, удаление внутреннего грата с электросварных труб диаметром 20—22 мм. Конструктивно стан состоит из трех подающих клетей /—3 (рис. 1), установленных на общей раме 4.
В каждой клети имеется две бесконечные цепи 5—7, между ближайшими ветвями которых происходит зажатие трубы призматическими звеньями. Каждая цепь перемещается ведущей звездочкой 8 при наличии неприводной звездочки 9 с другой стороны клети. Рабочие цепи перекатываются по неприводным роликовым цепям, которые опираются на подпружиненные опорные планки.
Роликовую цепь и опорные планки конструктивно можно заменить неподвижными роликами. Зажатие трубы ближайшими ветвями рабочих цепей происходит с помощью нажимных балок, которые механизмом установки перемещаются симметрично относительно оси волочения. Две волоки размещаются в люнетах 10, смазка (жидкая циркуляционная) заливается на трубу перед волокой. Конструкция такого стана простая, так как отсутствует промежуточное звено — тянущая тележка. Цепи непосредственно зажимают и перемещают трубу во время волочения.
[c.158]
Холодное волочение. Волочением можно получать заготовки любого фасонного профиля (рис. 6). В настоящее время широко распространено волочение сплошных прутков различной формы диаметром до 200 мм, труб диаметром от десятых долей миллиметра до 200 —350лг. , проволоки диаметром от 0,002 до 30 мм, полых профилей диаметром до 200 мм.
[c.19]
В подавляющем большинстве случаев котельные трубы изготовляют путем прошивки гильзы на стане косой прокатки и последующей прокатки гильзы на пильгер-ных или автоматических станах горячей прокатки или на станах холодной прокатки. Вместо холодной прокатки на завершающих операциях применяют также холодное волочение.
[c.134]
Твердосплавные волоки производят на основе карбида вольфрама, имеющего большую твердость. Для соединения карбида вольфрама (порошок) в монолитное твердое тело используют кобальт. Применяют следующие твердые сплавы при волочении проволоки ВК2—ВК6 при волочении труб и прутков ВК8—ВК15.
Буквенные обозначения и цифры в обозначении твердых сплавов-указывают В — карбид вольфрама, К — кобальт цифра— содержание кобальта в процентах. Чем меньше кобальта, тем выше твердость материала волоки и меньше механическая прочность.
Заготовки для волок получают холодным прессованием порошкообразной смеси карбида вольфрама и кобальта в специальных матрицах.
Спрессованная заготовка подвергается сушке при температуре 100°С в течение 24 ч и спеканию при 1350—1500°С, После спекания заготовка волоки приобретает твердость в пределах HR 85—90 и достаточную механическук> прочность. Для увеличения жесткости и прочности волоку запрессовывают в оправку или закрепляют в оправке пайкой медью.
Рабочий канал твердосплавных волок шлифуется на специальных станках нитью, иглой и полируется. Для шлифования рабочего канала больших волок применяют шлифовальные круги. Полирование производится различными пастами с алмазной пылью. Волоки из природных или синтетических алмазов применяют при волочении проволоки диаметром [c.337]
Технология волочения труб: альтернативы нет
Волочение является одним из древнейших и наиболее распространенным сегодня видом обработки металлов давлением. Несмотря на появление других способов изготовления труб (горячая прокатка или прессование, холодная прокатка; появление сварных труб в качестве альтернативы бесшовным), волочение остается незаменимым процессом в трубном производстве.
Волочение является одним из древнейших и наиболее распространенным сегодня видом обработки металлов давлением. Несмотря на появление других способов изготовления труб (горячая прокатка или прессование, холодная прокатка; появление сварных труб в качестве альтернативы бесшовным), волочение остается незаменимым процессом в трубном производстве.
В современных условиях волочением получают трубы из различных сталей, цветных металлов и сплавов на их основе наружным диаметром 0,1-765 мм (по некоторым данным даже до 1000 мм) с различной толщиной стенки (минимальная – 0,015 мм).
Среди крупнейших производителей труб с использованием процессов волочения значатся страны с развитой металлургией, на долю которых приходится более 70% выпуска таких труб – США, Япония, Германия, Великобритания, Китай, Южная Корея, Франция, Россия, Украина.
В Великобритании, США, Японии, Австрии процесс волочения труб более развит в сравнении с холодной прокаткой. В России и Украине трубы волочением изготавливают в основном с применением безоправочного волочения и волочения на короткой неподвижной оправке.
В Великобритании основным способом производства холоднодеформированных труб является волочение на длинной подвижной оправке. В США распространен способ волочения на плавающей (самоустанавливающейся) оправке (в отличие от других стран).
В тоже время барабанные станы для волочения труб малых диаметров в бухтах широко используются в Германии, США, Великобритании, Японии и других странах.
Особенности деформирования волочением
Волочение – пластическая деформация металла, заключающаяся в протягивании заготовки через отверстие волоки, размеры которого меньше размеров поперечного сечения заготовки.
Различают волочение: черновое (заготовительное) и чистовое (заключительная операция для придания готовому изделию требуемых формы, размеров и качества); одно- и многократное (с несколькими последовательными переходами волочения одной заготовки); одно- и многониточное (с количеством одновременно протягиваемых заготовок 2, 4, 8); через неподвижную и вращающуюся относительно продольной оси волоку; холодное и теплое (с нагревом заготовки до температуры) и др.
Получили самостоятельное применение такие способы волочения как: барабанное или бухтовое волочение труб – волочение труб или профилей из заготовки, смотанной в бухту и (или) со сматыванием протянутой трубы в бухту на волочильном стане барабанного типа.
При бухтовом способе применяются как оправочное (плавающая, самоустанавливающаяся оправка), так и безоправочное волочение на трубоволочильных бухтовых станах и барабанах. Данным способом получают трубы диаметром от 1 до 70 мм с толщиной стенки от 0,2 до 3 мм.
Скорости волочения до 30 м/с, длина обрабатываемых труб до 6000 м.
Наиболее распространены следующие способы волочения:
— безоправочное волочение – волочение труб, при котором внутренняя поверхность заготовки при протягивании не контактирует с технологическим инструментом.
Применяются чаще для промежуточных проходов с целью уменьшения наружного диаметра (далее – D) протягиваемых труб.
В ряде случаев (трубки малого диаметра вплоть до капиллярных, достигнутый минимальный D = 0,1 мм) его используют и как отделочную операцию.
— длиннооправочное волочение – с протягиванием заготовки через волоку с длинной (подвижной) недеформируемой оправкой, которую затем извлекают из трубы. Волочение на длинной (подвижной) оправке используют для уменьшения D и толщины стенки (S), изготовления труб D менее 40 мм с очень тонкими стенками (S = 0,1 мм и менее).
— короткооправочное волочение – с обработкой внутренней поверхности заготовки короткой цилиндрической (цилиндроконической) оправкой, удерживаемой в очаге деформации стержнем, закрепленным на станине волочильного стана. Волочение на короткой (неподвижной) оправке применяют для уменьшения D и толщины стенки трубы, а также для улучшения чистоты внутренней поверхности трубы (достигается минимальная шероховатость Ra = 0,14 мкм).
— волочение на самоустанавливающейся оправке – с обработкой внутренней поверхности заготовки незакрепленной (плавающей) самоустанавливающейся оправкой, удерживаемой в очаге деформации уравновешиванием действующих на нее втягивающих и выталкивающих сил.
Волочение на плавающей оправке применяют: для изготовления труб большой длины, а также в случаях, когда необходимо разгрузить стержень для крепления оправки от осевых усилий и устранить его вибрацию.
При этом способе волочения достигается улучшение качества внутренней поверхности труб и повышение стойкости оправок.
— профилировочное волочение – волочение труб некруглой (фасонной) формы с использованием двух технологических схем.
По 1-й трубу получают из заготовки круглого сечения безоправочным волочением в волоке с каналом фасонного сечения. По 2-й волочат на оправках фасонную заготовку, сечение которой подобно сечению готовой трубы.
Это позволяет снизить трудоемкость процесса, повысить точность размеров и качество внутренней поверхности труб;
Для волочения труб широкое распространение получили цепные волочильные станы. В настоящее время применяются механизированные трубоволочильные станы: одноцепные и двухцепные с волочением одной, двух и трех труб одновременно, барабаны для волочения длинных труб малых диаметров.
В СНГ распространены станы с усилием до 15000 кН, на которых протягивают трубы длиной до 15 м со скоростью 0,75-2 м/с. Бухтовое волочение производят на вертикальных барабанных трубоволочильных станах. Диаметр волочильного барабана — 1000-1500 мм, а для труб малого диаметра 750 мм.
- Практическое применение волочения при производстве труб.
- Волочение находит широкое применение при производстве труб по различным технологическим схемам:
- — традиционные (базовые) при изготовлении труб из углеродистых и коррозионностойких сталей, из цветных металлов и сплавов на их основе с применением комбинированных технологий с использованием волочения;
- — короткие при изготовлении труб из тугоплавких металлов с использованием гидропрессованной и кованой заготовки малых размеров, сварной тонкостенной заготовки с использованием волочения;
- — сквозные по схеме «выплавка металла – заготовка – получение черновой трубы – получение готовой трубы – отделка» с использованием волочения.
В Украине волочение в производстве труб применяется на следующих предприятиях: «Интерпайп Нижнеднепровский трубопрокатный завод» (ТПЦ-3; специализированный участок по производству труб для ПЭДов, ПЭНов и др.
), «Днепропетровский трубопрокатный завод» (два трубоволочильных цеха объединили в единый комплекс; пр-во труб из углеродистых сварных и бесшовных труб-заготовок); «Днепропетровский завод прецизионных труб» (трубы из различных материалов – коррозионностойкие сплавы); «Сентравис Продакшн Юкрейн» (нержавеющие бесшовные трубы); «ЮТиСТ» (труба из углеродистых сталей); «Никопольский трубный завод» (труб широкого сортамента из широкого спектра материалов); «Трубный завод «ВСПО-Ависма» (трубы из титановых сплавов); «Днепровский завод «Алюмаш» (трубы из алюминиевых сплавов); «Артемовский завод по обработке цветных металлов» (медные и латунные трубы).
Современные проблемы
Производство труб волочением является многопроходным процессом, цикличность которого определяется размерами готовой трубы и исходной заготовки.
При изготовлении труб волочением имеют место ряд многочисленных вспомогательных операций (термообработка, травление, обезжиривание, промывка, сушка, нанесение подсмазочных покрытий и смазки, правки, обрезка головок и порезка на необходимые длины, формовка головок, нанесение консервационных покрытий и др.).
К заготовке для волочения предъявляют повышенные требования, так как большинство дефектов переходит на готовые трубы. Так, заготовку для безрисочных труб подвергают расточке и последующему контролю с помощью перископа. Недостатки безоправочного волочения – низкое качество внутренней поверхности труб и большая разнотолщинность стенки трубы после волочения.
Применение волочения труб на подвижной оправке не получило широкого развития в СНГ, так как не всегда обоснованно и оправдано предпочтение было отдано станам холодной прокатки (валкового и роликового типов).
В то же время при производстве некоторых видов труб (например, труб с микронными стенками и др.) этот способ волочения является единственным способом.
Серьезным фактором, сдерживающим применение процесса волочения на подвижной оправке, является необходимость осуществления после волочения трудоемких операций по снятию трубы с оправки.
Важный фактор, определяющий качество труб — применение высокоэффективных технологических смазок, которые должны либо легко удаляться после деформации, либо полностью возгоняться при термической обработке.
Отжиг труб с особо тонкими стенками следует производить в защитной атмосфере, либо вакууме, так как толщина слоя образующейся окалины соизмерима с допусками на геометрические размеры трубы. Величина допустимой вытяжки за проход ограничивается еще и наличием различного рода дефектов (наружных дефектов, несплошностей, нарушений кристаллической решетки и т.п.).
Приоритетные направления развития технологий производства труб с применением процессов волочения
1. Интенсификация процесса волочения без оправки возможна при условии учета всех факторов процесса: расходуемой мощности, усилия, напряжения волочения, при этом энергетические параметры зависят от степени деформации, физико-механических свойств обрабатываемого металла, геометрических размеров трубы, формы волочильного инструмента.
Это обусловлено тем, что полная мощность формоизменения расходуется на: изгиб сечения при входе в очаг деформации и выходе из него, преодоление сил трения на поверхности контакта металла с инструментом и внутреннее сопротивление металла, причем в зависимости от угла наклона образующей волоки соотношение между составляющими полной мощности изменяется.
2. Развитие волочения на короткой оправке проходит параллельно с развитием холодной прокатки на станах ХПТ и ХПТР при производстве холоднодеформированных труб широкого сортамента из углеродистых и низколегированных марок стали.
Это определяется: высокой скоростью процесса (в сравнении со скоростью при холодной прокаткой), простотой обслуживания станов при настройке и переходе на другой размер, получение высокой точности размеров труб (D и S) и чистоты внутренней поверхности труб (Ra), возможностью изготовления профильных труб при относительной простоте инструмента.
Однако, повышенное число проходов при короткооправочном волочении, что обусловлено ограничением разовых деформаций по сравнению с прокаткой труб широкого сортамента, увеличение расходного коэффициента металла (р.к.м.) — всё это делает его экономически нецелесообразным при производстве труб общего назначения.
Применение инструмента оптимальной формы из материалов с низким коэффициентом трения приведет не только к снижению расхода энергии, но и к возможности увеличения разовых деформаций трубы за проход, а следовательно, к снижению цикличности, расхода инструмента и др.
Схема напряженного состояния оказывает существенное влияние на степень деформации, поэтому снижение противодействующих сил трения на границе контакта «металл-инструмент» является важным фактором при снижении цикличности.
3. Перспективным направлением в современных условиях при производстве прецизионных труб является внедрение сквозных технологий.
Структурно сквозные технологии состоят из отдельных самостоятельных (завершенных) в технологической цепочке блоков – модулей (I-V) по схеме: сырье; I блок – выплавка металла; II блок – получение исходных заготовок (слитков); III блок – изготовление передельной заготовки; IV блок – изготовление готовых труб; V блок – обеспечение специальных служебных свойств товарных труб. По мере разработки и внедрения научно-методологических основ этих технологий возникает реальная возможность организации мини-производств или мини-заводов для производства труб широкого сортамента высокого качества (включая прецизионные).
4. С целью снижения коэффициента трения и износа технологического инструмента (волоки, оправки) целесообразно применять нанопокрытия на рабочей (контактирующей) поверхности.
5. С целью снижения цикличности целесообразно использовать в качестве исходной заготовки тонкостенную сварную заготовку размером максимально приближающимся к размеру готовой трубы.
6. С целью интенсификации процессов волочения и обеспечения высокого качества продукции применять целесообразно приложение внешнего воздействия в очаге деформации или к деформируемой трубе: ультразвуковых колебаний, магнитного поля, кручения и др.
Стасовский Ю.Н., доктор технических наук
Оценить материал:
1
Загрузка...
