CC BY
94
технологических факторов и свойств исходной заготовки в определенных
Библиографический список
1. Боровиков В.П. Популярное введение в программу Statistica. М.: КомпьютерПресс, 1998. 267 с.
2. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Statistica. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1997. 608 с.
3. К оценке влияния показателей качества и количества брака на комплексную оценку результативности производства канатов / E.H. Бородина, И.Г. Шубин, и др. // Материалы 70 науч.-техн. конф.: сб. докл. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, госуд. техн. ун-та им. Г.И. Носова. 2012.
4. Управление качеством канатной катанки на стане «170» ОАО «ММК» с использованием множественного регрессионного анализа / И.Г. Шубин, М.И. Румянцев, E.H. Бородина и др. // Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов: материалы XXI Уральской школы металловедов-термистов. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. госуд. техн. ун-та им. Г.И. Носова.2012. С. 271-279.
УДК 621.778
А.Г. Корчунов, К.Г. Пивоваров а
ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» А.Г. Ульянов
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОТОЧНОЙ КАЛИБРОВАННОЙ СТАЛИ
Современный рынок машиностроительных технологий постоянно повышает требования к калиброванной стали по точности размеров профиля. Обеспечение точности размеров калиброванной стали является сложной комплексной задачей, при решении которой необходимо рассматривать вопросы определения параметров волочильного инструмента с учётом деформационной специфики обработки, условий его эксплуатации и величины необходимых предельных отклонений калиброванной
Из производственной практики известно, что диаметр калиброванной стали после волочения несколько больше диаметра калибрующей
зоны волоки в ненагруженном состоянии вследствие явления упругого последействия металла. Для определенных сочетаний технологических факторов процесса волочения величина упругого последействия металла сопоставима с полем допуска на квалитеты точности [2-5].
Для получения надежного прогноза о влиянии технологического процесса на точность калиброванной стали представляется целесообразным разделить его на ряд этапов: термическая обработка, подготовка поверхности металла, калибрование, отделочные операции.
Операции калибрования непосредственно предшествует подготовка поверхности металла (как правило, травление, дополняемое операциями промывки, желтения или нанесения подсмазочного покрытия и сушки), а также термическая обработка.
Для обеспечения высокой точности калиброванной стали в результате термической обработки (как в состоянии подката, так и после калибрования) необходимо, чтобы подвергаемый обработке металл отличался равномерными микроструктурой и механическими свойствами по длине и по поперечному сечению, меньше окислялся и обезуглероживался, а образовавшаяся окалина хорошо и равномерно удалялась при последую-
При травлении металла в виде штанг или бунтов большое значение имеет чистота и равномерность протравленной поверхности по их длине. Недотрав или перетрав может привести к неравномерной деформации и неравномерному упругому последействию калиброванной стали.
При калибровании точность диаметрального размера профиля зависит от величины упругого последействия металла при выходе калибро-
Оценку влияния процесса калибрования на точность диаметрального размера профиля проводили при изготовлении калиброванной стали марки 40 по ГОСТ 1050-88 «Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия» диаметром 16,5 мм по квалитету hlO = 0,07 мм.
Подкатом являлась бунтовая горячекатаная сталь по ГОСТ 1050-88 диаметром 18,0 мм. В соответствии с требованиями ГОСТ 1050-88 проводили входной контроль горячекатаной стали (табл. 1,2). Оценивали следующие параметры: химический состав, геометрические размеры, твердость, макроструктуру.
Технологический процесс изготовления калиброванной стали включал следующие технологические операции: травление горячекатаного подката, известкование, калибрование, упаковка.
Таблица 1
Химический состав стали марки 40
Массовая доля элементов, %
C Si Mn Cr Ni S P
0,41 0,23 0,60 0,12 0,08 0,016 0,014
Таблица 2
Результаты испытаний горячекатаной стали
Диаметр заготовки, мм Твердость, HB Макроструктура
18,0 240 удовл.
Первой технологической операцией в производстве калиброванной стали является удаление окалины методом травления в растворе 10... 12 % серной кислоты в воде. Травильный раствор подогревался до 60...70° С. После травления металл промывали, очищали от кислоты, остатков окалины, сернокислых солей, которые образуются в процессе травления и нейтрализовали.
После этого поверхность заготовки покрывали слоем извести для того, чтобы способствовать подаче смазки в канал волоки, а также для удержания достаточного количества смазки на контактной поверхности металла и инструмента.
Калибрование проводили на волочильном стане «Шумаг» (тип KZ-RP-IB) усилием 63700 Н по схеме: из бунта в пруток. В качестве смазки при калибровании применяли индустриальное масло марки И-5А по ГОСТ 20799-88.
Для осуществления процесса калибрования необходимо было изготовить волочильный инструмент с рациональными параметрами профиля рабочей и калибрующей зон волоки. Отечественной промышленностью выпускаются заготовки волок из твердых металлокерамических сплавов для волочения проволоки и прутков круглого сечения по ГОСТ 9453-75. Для изготовления волочильного инструмента выбрали волоку-заготовку 1980-0215 ВК8 ГОСТ 9453-75 (форма 16). Предел прочности на изгиб такого сплава составляет не менее 1600 Н/мм2, твердость не менее HRA 87,5. Угол рабочей зоны 18°, длина рабочей зоны -15 мм, длина калибрующей зоны - 4 мм. По ТК ММК-МЕТИЗ-К.Т-239-2007, применяемой на заводе, установили верхний и нижний dщ. предел диаметра калибрующей зоны волоки под шлифовку для данного сортамента калиброванной стали: = 16,34 мм и dBK= 16,46 мм.
С помощью комплекса прикладного программного обеспечения «Автоматизированный расчёт калибрующей зоны волок для производства калиброванной стали» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010617760) определили предполагаемое упругое последействие калиброванной стали X = 0,0445 мм, упругую деформацию волоки = 0,004 мм и допустимый диаметр калибрующей зоны волоки по нижней d^ = 16,39 мм и верхней dBK = 16,45 мм границе.
Учитывая, что в процессе производства возникает размерный износ диаметра калибрующей зоны волоки, выбрали диаметр калибрующей зоны по нижней допустимой границе d^ = 16,39 мм.
Полученные данные были переданы в инструментальную мастерскую калибровочного цеха. Процесс изготовления волочильного инструмента состоял из следующих операций: закрепление волок-заготовок в обоймах и обработка рабочего канала фильер.
Контроль качества волоки оценивали по геометрическим показателям: диаметр канала и угол рабочего конуса. Для определения геометрических размеров волоки использовали измерительную станцию Die Quip's ТМ Tool, предназначенную для измерения волок с диаметрами калибрующей зоны 0,50... 100 мм круглого или профильного сечения и другого волочильного инструмента.
Изготовленная волока была установлена на стане «Шумаг». На данной волоке было произведено 18 т калиброванной стали диаметром 16,47±0,02 мм, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 1050-88 по квалите-ту точности hlO.
Выполненные исследования позволили определить и рекомендовать для действующего производства рациональные размеры диаметров калибрующей зоны волок в зависимости от диаметра калиброванной ста-
Библиографический список
Рудаков В.П. Технологические аспекты производства калиброванного металла со специальной отделкой поверхности // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2005. № 1(9). С. 46-49.
2. Зайдес С.А. Охватывающее поверхностное пластическое деформирование. Иркутск: Изд-во государственного технического университета, 2001. 309 с.
3. Шефтель НИ., Исупов В.Ф. Определение размера волочильного очка//Сталь. 1946. №3. С. 170-174.
4. Кухорев А.И. Закономерность упругого роста диаметра прутка стали при холодном волочении И Сталь. 1956. № 2. С. 182.
5. Корчунов А.Г., Пивоварова К.Г., Ульянов А.Г. Определение параметров волочильного инструмента с учётом деформационной специфики обработки калиброванной стали // Производство конкурентоспособных метизов. Сб. науч. трудов / Под ред. А.Д. Носова. ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. Вып. 3. С. 96-103.
УДК 621.778 Г.Н. Гурьянов
ООО «ФЕНИКС +», г. Белорецк Б.М. Зуев
ОАО «НИИметиз», г. Магнитогорск
ТЕМПЕРАТУРА ВОЛОЧЕНИЯ КАК ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ
ФАКТОР УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОВОЛОКИ ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Температура волочения является определяющим фактором качества проволоки и проволочных изделий ответственного назначения [1-6]. Влияние температуры деформирования стальной нелегированной проволоки без защитных металлических покрытий на технологичность волочения и её физико-механические свойства рассмотрено в работах [1-4]. При производстве специальных видов проволоки превышение определённого температурного режима волочения значительно затрудняет процесс деформирования без микро - и макроразрушения протягиваемого металла либо вызывает недопустимое снижение отдельных показателей качества. Приведём примеры существенного влияния температуры волочения на эффективность производства проволоки.
Для спуска - подъёма рабочего инструмента в скважинах для добычи нефти и газа используется длинномерная проволока диаметром 1,8 и 2,3 мм из нержавеющих марок стали [7, 8]. Проволока должна поставляться без сварки на конечном размере и иметь повышенную прочность. Кроме того, наложены жёсткие требования на точность диаметра и ограничение на минимальную длину одного отрезка проволоки. Для обеспечения высокой прочности необходимо применять высокие суммарные обжатия проволоки на конечном маршруте волочения. Однако высокий наклёп проволоки и высокая температура деформирования способствуют налипанию коррозиестойких сталей и сплавов на рабочую поверхность волочильного инструмента. Поэтому для волочения нержавеющей проволоки использовали сборные волоки с развитой гидродинамической подачей смазки. Кроме того, для повышения коррозионной стойкости
