Файл: Биметаллические трубы..pdf

ASmax — 0,5 (Кт — Кк);

для трехвалковых и трехроликовых станов при фтах=60о и ф '^ 45°

ASmax = 0,3 (Кт — Кк);

для четырехроликовых станов при фтах = 45° и ф' зё 35°

ASmax = 0,18 (КТ— Кк),

где ф' — угол между вертикальной осью инструмента и сечением начала развалки.

Полученные формулы для определения максимально возможной величины наведенной разностенности графически представлены на номограммах (рис. 42, а, б).

Из графиков видно, что наведенная разностенность при непра­ вильном подборе инструмента может достигать значительной вели­ чины. Поэтому холодную прокатку биметаллических труб высокой точности проводят на точном инструменте с уменьшенной развалкой.

Холодная прокатка биметаллических труб

Характерной особенностью холодной прокатки биметаллических труб является участие в деформации двух металлов, имеющих раз­ личную величину сопротивления деформированию, и границы раз­ дела слоев, имеющей, как правило, более низкую прочность, чем прочность металлов слоев. Это приводит к образованию на границе слоев напряжений, могущих превысить прочность сварки. При­ чиной возникновения скалывающих напряжений являются также многократные знакопеременные изгибы сечения трубы за счет овализации сечения в очаге деформации в калибрах с переменным профилем ручья, имеющего развалку.

Эта особенность делает необходимым уменьшение вытяжки при холодной прокатке биметаллических труб до 2—2,5 за один проход, что обеспечивает сохранение сварки слоев, а также снижение вели­ чины концевых расслоений. Для снижения сплющивания трубы в очаге де'формации величину развалки калибров уменьшают в 2 —3 раза по сравнению с обычной. В ряде случаев, при прочности сварки слоев менее 80 МН/м2 ( 8 кгс/мм2) вместо холодной прокатки прихо­ дится применять процессы деформирования, не приводящие к зна­ копеременному сплющиванию сечения трубы, например волочение на короткой или длинной оправке. С той же целью вытяжка при пер­ вых прокатках биметаллических труб, Имеющих низкую прочность сварки слоев, может быть снижена до 1,5— 1,8. Например, первые прокатки труб сталь ЭИ847 + армко-железо на станах ХПТ произ­ водятся с вытяжкой, не превышающей 2,5, а труб сталь 10 + медь

свытяжкой, не превышающей 1,8. При последующих прокатках вытяжка может быть увеличена без каких-либо ограничений в связи

срезким ростом прочности соединения слоев в процессе проведения

101

промежуточных термических обработок, либо дополнительных термо­ диффузионных обработок. Прочность связи слоев при этом возра­ стает в 2—4 раза за счет увеличения площади фактического контакта.

Биметаллические заготовки с прочностью' связи слоев, близкой к временному сопротивлению разрыву металлов композиции (на­ пример, полученные прессованием и сваркой взрывом), могут под­ вергаться холодной деформации без ограничения вытяжки.

Коэффициент леаниро5ания п

к готовым трубам биметаллические передельные трубы перед холод­ ной прокаткой подвергают омеднению, фосфатированию, омыливанию либо прокатывают без каких-либо покрытий. Так, холодная прокатка биметаллических труб сталь ЭИ847 + армко-железо про­ изводилась без омеднения с применением смазки, состоящей из 50% талька и 50% касторового масла. Выбор этой смазки объясняется возможностью ее легкого удалёния с поверхности труб при обезжи­ ривании в растворе щелочей, не прибегая к обработке в кислоте,

102

что обычно требуется для удаления остатков меди с поверхности нержавеющей стали. Трубы же сочетаний нержавеющая сталь + углеродистая сталь и углеродистая сталь + цветной металл перед холодной прокаткой омедняли, так как требования к качеству по­ верхности углеродистого слоя в первом случае позволяли произво­ дить кислотную обработку труб для удаления меди, а во втором такое удаление меди не требовалось.

Характерным для прокатки биметаллических труб является изменение общего давления на валки в зависимости от соотношения слоев, т. е. от содержания мягкой и твердой составляющей. Экспе­ рименты показали, что при прокатке биметаллических труб нержа­ веющая сталь + углеродистая сталь (снаружи) зависимость между общими давлениями на валки, подачей и вытяжкой прямолинейна

ипропорциональна (рис. 43). С повышением толщины слоя углеро­ дистой стали давления снижаются, характер кривых сохраняется.

Для расчета удельных давлений при холодной прокатке биметал­ лических труб может быть с успехом использована формула, пред­ ложенная Ю. Ф. Шевакиным для прокатки однослойных труб [41]

искорректированная авторами с учетом временного сопротивления разрыву биметаллических труб следующим образом:

ASX =:тп — цх (tg а* — tg а)

тп — величина подачи; \лх — вытяжка в сечении х;

tg ах — конусность ручья в данном сечении; tg а — конусность оправки.

Необходимо отметить, что при плакировании пластичным метал­ лом (например, армко-железо) труднодеформируемой стали или сплава с ограниченной пластичностью (например, ВЖЮ0, ВЖ98)

103

значительно возрастает их способность пластически деформироваться. Так, однослойные трубы из указанных сплавовразрушались при холодной прокатке со степенью деформации, не превышающей е =

с двухслойными трубами из армко-железа и стали ЭИ847, показали, что интенсивность изменения коэффициента плакирования зависит от ряда технологических параметров и может быть выражена эмпи­ рической формулой, описывающей поверхность (рис. 45)

пз = (0,42 + 0,1 \тп— 0,043ml) h +(0,01 lm 2 — 0,065mn — 0,21),

где

/ п

пя = —

104

С увеличением подачи повышается неравномерность деформации слоев: армко-железо вытесняется из очага деформации интенсивнее — коэффициент пн снижается. Интенсивность снижения коэффици­ ента пн падает при уменьшении толщины наружного плакирующего слоя.

Результаты этих исследований могут быть использованы при изготовлении двухслойных труб, а также труб из труднодеформируемых сталей и сплавов в пластичных оболочках, как это делается при горячей деформации.

При прокатке биметаллических труб на роликовых станах для получения точных геометрических размеров труб применяется спе-

циальный инструмент. Калибровка опорных планок рассчитывалась по методике МИСиС соответственно маршруту прокатки. Для сни­ жения зон внеконтактной деформации зазор между цилиндрической оправкой и передельной трубой выбирался минимальным (0,4— 0,5 мм). Это в значительной мере снижало величину наведенной разностенности. Давления металла на ролики при прокатке биметалли­ ческих труб на стане ХПТР15-30 измеряли с помощью клина-мес- дозы, устанавливаемой под верхнюю опорную планку. Замеры про­ изводили при прокатке труб по маршруту 2 0 x 0 , 9 —* 1 8 ,5 x 0 ,4 . Зависимость давления от подачи (обжатия) прямолинейна и пропор­ циональна (рис. 46). Максимальной величины давление достигает при отсутствии мягкой составляющей (армко-железа). По мере уве­ личения удельного содержания мягкой, менее наклепываемой состав­ ляющей давления падают, т. е. давления обратно пропорциональны коэффициенту плакирования.

105