Файл: Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 246
Скачиваний: 2
Механические свойства упрочненной и неупрочненной катанки приведены в табл. 23. Она показывает, что ка танка, патентироваиная как с прокатного, так и со спе циального нагрева, имеет примерно одинаковые механи ческие характеристики. При сравнении ее со свойствами
i |
I |
1 |
I |
| _ |
I |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
850 |
|
|
Тешратура катанки, 'С |
|
Рис. 9. Механические свойства катанки, упрочнен ной о х л а ж д е н и е м с прокатного нагрева, в зависи мости от ее температуры по выходе с моталки: сплошные линии — сталь У8Л; пунктирные линии — сталь 65Г
катанки обычного охлаждения видно, что временное со противление увеличилось на 21—25%. На катанке, упрочненной с прокатного нагрева, значительно повыша ются относительное сужение (на 80—140%), пределы те кучести и упругости (на 45—75%) и лишь число скручи ваний стали, патентироваиной с прокатного нагрева, меньше, чем у катанки обычного охлаждения.
Микротвердость катанки, патентироваиной с прокат ного и специального нагрева, мало различается.
42
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 23 |
|
|
Механические |
свойства катанки диаметром |
6,5 мм в зависимости |
от обработки |
(сталь У8А; 0,77% С) |
|||||||
|
Катанка |
|
|
а 0,2 |
ст0,01 |
«100- % |
Ф. % |
"30 |
т 20 0 |
|||
|
|
|
Мн/м3 (кГ/мм2 ) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Горячекатаная . . |
950 |
(95) |
470 |
(47) |
320 (32) |
9,2 |
23 |
0,5 |
4,8 |
|||
Патентированная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
на |
проволочном |
1190 |
(119) |
770 |
(77) |
550 |
(55) |
10,0 |
55 |
2,6 |
4,5 |
|
Подвергнутая |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
обычному патенти- |
1180 |
(118) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
рованию . . . . |
710 |
(71) |
550 (55) |
8,8 |
43 |
3,7 |
5,0 |
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Механические |
свойства |
проволоки диаметром 4 |
мм, изготовленной из катанки диаметров! 6,5 мм, |
|||||
|
патентированной с прокатного |
и со специального нагрева |
(сталь У8А; 0,77% С) |
|
|||||
|
Обработка |
|
«0.2 |
°"0,01 |
|
Ф. % |
"20 |
т400 |
|
|
|
М н / м 1 (кГ/мм2 ) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Патентирование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
проволочном |
1670 (167) |
1310 (131) |
900 |
(90) |
2,9 |
30 |
7,0 |
20 |
|
|
||||||||
Обычное патенти |
1690 (169) |
1250 (125) |
|
|
|
|
|
|
|
рование . . . . |
800 (80) |
2,8 |
47 |
8,5 |
32 |
Сравнение механических свойств готовой проволоки диаметром 4 мм, протянутой из катанки диаметром 6, 5 мм, патентнрованной с прокатного и со специального нагрева, приведено в табл. 24.
Лабораторные исследования
Для сокращения объема работ непосредственно на проволочном стане в ЦНИИЧМ исследовали упрочнение образцов калиброванной катанки диаметром 6,5 мм из стали 85 на специально спроектированной и изготовлен ной для этой цели опытной лабораторной установке [38].
Здесь катанку подвергали высокотемпературному на греву, охлаждали ее водой до субкрптическнх темпера тур и стабилизировали температуру при эвтектопдном превращении аустенита. Образец катанки, нагретый электроконтактным способом (электросопротивлением) до 900—950° С, опускали в бак с водой. По истечении за данного срока выдержки его вынимали. При непрерыв ном охлаждении образец опускали в воду один раз, при прерывистом — три-раза.
Разумеется, процесс патентнрования специально на гретой (после обычной прокатки и охлаждения) катан ки нельзя считать идентичным процессу патентнрования ее с прокатного нагрева, однако с некоторыми допуще ниями можно сравнивать между собой влияние преры вистого и непрерывного охлаждения образцов при обоих
процессах патентнрования. |
|
Механические свойства катанки после |
непрерывного |
и прерывистого (в три цикла) охлаждения |
различаются |
незначительно (табл. 25). На основании проведенных ра бот можно сделать следующие выводы:
1. На проволочном стане линейного типа при скорос ти прокатки около 8 м/с после патентнрования с прокат ного нагрева может быть получена катанка с механиче скими свойствами, мало отличающимися от свойств ка
танки, |
патентнрованной |
со |
специального нагрева. |
||
2. Оптимальная длительность пребывания катанки с |
|||||
прокатного нагрева |
в |
воде |
с температурой |
22—29°С |
|
при патентировании составляет 0,85—1,34 с. |
|
||||
3. |
Прерывистое охлаждение не улучшает качества ка |
||||
танки, |
поэтому для |
уменьшения габаритных |
размеров |
установки можно рекомендовать применение непрерыв ного охлаждения.
44
Т а б л и ц а 25
Механические свойства катанки из стали 85 диаметром 6,5 мм после различных режимов термической обработки
|
|
на лабораторной установке |
ЦНИИЧМ1 |
|
|||||
Р е ж и м термообработ |
|
|
° в |
|
|
|
|
||
|
ки |
|
Темпера |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тура пос |
|
|
|
|
|
|
темпера |
длитель |
ле о х л а ж |
|
|
|
|
б.оо. % |
|
|
ность вы |
дения |
|
|
|
|
|
|
||
тура |
наг |
держки |
в воде, °С |
Мн/м 2 (кГ/мм 2 ) |
|
|
|
||
рева, |
°С |
в воде, с |
|
|
|
|
|
|
|
950 |
0,72 |
525 |
1220 |
( |
|
\ |
6 |
46 |
|
510 |
1250 |
1 2 2 |
'5,6 |
35 |
|||||
|
|
|
\ |
125 |
) |
||||
950 |
0,80 |
470 |
1270 |
( |
|
\ |
6,5 |
47 |
|
450 |
1270 |
1 2 7 |
6,2 |
43 |
|||||
|
|
|
V |
127 |
/ |
||||
900 |
0,65 |
510 |
1240 |
( |
|
) |
6,6 |
48 |
|
505 |
1250 |
1 2 4 |
6,5 |
49 |
|||||
|
|
|
\ |
125 |
/ |
||||
1 В числителе даны показатели |
для образцов, которые погружали в воду |
||||||||
одни |
раз, а |
в знаменателе — три раза . |
|
|
|
|
|
4. Пластические свойства холоднотянутой проволоки диаметром 4 мм из стали У8А, изготовленной из патентированной с прокатного нагрева катанки, несколько уступают соответствующим показателям проволоки, про тянутой из катанки, подвергнутой обычному патентированпю. Следовательно, катанку, сорбитизированную с прокатного нагрева, целесообразно применять как пере дельную заготовку повышенного' качества, но не для во лочения ее непосредственно на высококачественную ар матурную проволоку готового размера. В дальнейшем при значительном улучшении процесса сорбитизации это ограничение сможет отпасть.
4. СОРБИТИЗАЦИЯ КАТАНКИ НА НЕПРЕРЫВНОМ ПРОВОЛОЧНОМ СТАНЕ
На непрерывных станах катанку прокатывают с боль шими скоростями (до 60 м/с) при высокой температуре конца прокатки (1000—1100° С) и большой массе бунтов (1000 кг и более). Сорбитизация такой катанки более сложна, чем катанки, получаемой на станах линейного
45
типа. Потери металла на непрерывных станах в два ра за больше п составляют при отсутствии ускоренного ох лаждения 3—3,5%. Медленное остывание катанки болы шой массы в бунтах приводит также к повышеннему обезуглероживанию поверхностного слоя [39].
В последние годы достигнуты большие успехи по.вы сокоскоростной сорбитизации катанки на непрерывных станах [32, 33; 40, 41]. За рубежом поточную непрерыв ную сорбитизацию осуществляют посредством регулиру емого двухступенчатого охлаждения: первичного, когда катанка, движущаяся нитью из последней чистовой кле ти, охлаждается в трубах водой высокого давления до 750—850° С, и вторичного — когда отдельные специально образуемые витки интенсивно охлаждаются до 500° С сжатым воздухом, подаваемым через сопла со скоро стью, обеспечивающей распад аустенита на сорбит. Пос ле этого движущиеся витки формируются в бунт. В СССР работы в данной области проводятся Украин ским научно-исследовательским институтом черной ме таллургии и некоторыми другими институтами и завода ми [39, 42].
Институтом ВНИИметмаш предложена технология сорбитизации посредством интенсивного охлаждения витков катанки на конвейере водо-воздушной смесью [42].
Потери металла сорбитизированной на стане катан ки в окалину составляют лишь 0,5% [39]. Глубина обезуглероженного слоя во внутренних витках сорбитизированных бунтов снижается по сравнению с неподвергнутыми сорбитизации на стане с 0,21 до 0,12 мм [42].
Следовательно, катанку, используемую в качестве за готовки для производства проволочной арматуры, следу ет подвергать сорбитизации также и при прокатке ее на непрерывных станах.
Г Л А В А IV
ПРОИЗВОДСТВО АРМАТУРНОЙ ПРОВОЛОКИ
1. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
Большинство технологических процессов производст ва арматурной проволоки обычными методами анало гично основным процессам изготовления других видов наклепанной холоднотянутой проволоки из высокоугле родистых сталей, например канатной и пружинной. При этом исходную заготовку (катанку или проволоку) под вергают термической обработке (обычно патентированию) для получения заданной исходной структуры [43]. Поверхность стали готовят к деформации (удалением окалины химическим или механическим способом, после
дующим нанесением |
подсмазочного слоя |
и |
сушкой) |
|
[39; 44; 45]. Далее заготовку деформируют |
волочением |
|||
со |
смазкой — сухим |
мыльным порошком через |
волоки |
|
из |
твердых сплавов |
[46—48]. |
|
|
Кроме указанных выше широко распространенных процессов, при изготовлении арматурной проволоки при меняют еще и новые специфические процессы — профи лирование (при изготовлении проволоки периодического профиля) и завершающую термическую обработку пос ле деформации — отпуск. Организация рационального производства арматуры потребовала также доработки процессов патентнрования для заготовки диаметром бо лее 8 мм и некоторого уточнения технологии волочения.
Наибольшие трудности встречаются при выпуске ар матурной проволоки больших диаметров (6—8 мм), для изготовления которой по обычным технологическим ва риантам нужна катанка из высокоуглеродистой стали особо больших диаметров (12—16 мм и более), а также мощные термические и волочильные агрегаты, которые обычно не требуются при производстве проволоки дру гих видов.
Наряду с уже внедренной в заводскую практику тех нологией за последние годы разработан ряд новых пер спективных процессов п вариантов производства арма турной проволоки.
47
Ниже приведены данные о модернизации существую щих и разработке новых процессов н об их отдельных этапах по материалам лабораторных исследований в ЦНИИЧМ, а также промышленного опробования и внедрения этих процессов на предприятиях.
2. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВКИ, ПРЕДШЕСТВУЮЩАЯ ХОЛОДНОЙ ДЕФОРМАЦИИ
П'агентирование особо |
толстой заготовки |
|
|
|
диаметром 8 мм и более |
|
|
П а т е н т и р о в а н и е н и т ь ю в о д н о й и |
д в у х |
||
|
в а н н а х |
|
|
Оптимальная |
структура |
патеитпрованной |
стали |
должна состоять только из сорбита и не содержать про дуктов промежуточного превращения [49]. Процесс, обеспечивающий получение такой структуры, можно считать оптимальным процессом патептпроваиия.
На заготовках (передельной проволоке) большого диаметра однородность сорбптовой структуры при патентированпи достигается использованием двух патентировочных ванн .(ступенчатое патеитирование), интенси фикацией процесса охлаждения и рациональным подбо
ром состава патентируемой |
стали, например |
введением |
в ее состав 0,02—0,30% Мо. |
|
|
Патеитирование в двух ваннах было исследовано в |
||
лабораторных и заводских |
условиях. В табл. |
26 приве |
дены данные о минимальном времени нагрева проволо
ки диаметрами |
10 и 26 мм в электропечи и соляной ванне |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
26 |
||
Зависимость времени нагрева и охлаждения центра образцов |
|
|||||||||
проволоки |
из |
углеродистой |
стали |
с |
0,9% С от |
ее |
диаметра |
|
||
|
|
|
|
|
|
Время, |
мин |
|
|
|
Диаметиаметр |
Среда |
нагрева до |
|
|
|
|
|
|
||
образца, |
нагрева |
д о |
охлаждения |
повторного |
||||||
|
9J0 °С |
|||||||||
мм |
|
|
|
900 °С |
в соли |
д о |
нагрева в |
с о |
||
|
|
|
|
|
|
280 "С |
ли до 500 |
°С |
||
10 |
Электропечь |
4,5 |
|
1,2 |
|
1,2 |
|
|||
Соляная ванна |
0,9 |
|
1,2 |
|
0,8 |
|
||||
|
|
|
|
|||||||
26 |
Электропечь |
14,0 |
|
3,5 |
|
3,5 |
|
|||
Соляная ванна |
2,7 |
|
3,5 |
|
3,3 |
|
||||
|
|
|
|
48