124050 (689781), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Структура и механические свойства поковок валков, откованных под молотом и под прессом, одинаковые.

Ковка мелких валков под молотами экономически целесообразна, так как стоимость таких поковок ниже стоимости поковок, откованных на прессах.

Слиток, из которого изготовляется валок, должен быть без трещин, рванин, сетки разгара и других пороков. Металл средней части слитка должен быть плотным и без пороков (усадочной рыхлости, раковин, ликвации и неметаллических включений). Вес слитка, идущего на поковку валка, должен быть таким, чтобы выход годного составил 58 – 64%. При отсутствии на заводе слитка требуемого веса допускается, как исключение, изготовление из одного слитка двух валков. При этом не рекомендуется использовать крупный слиток, так как в результате большой вытяжки имеющиеся в слитке включения сильно удлиняются и создают очаги для трещин. Кроме того, при изготовлении нескольких валков из крупного слитка увеличивается продолжительность нахождения слитка в печи при температуре ковки, что ухудшает качество поковки.

Слитки из сталеплавильного цеха передают в прессовый цех, как правило, в горячем состоянии в специальных термосах. В противном случае слитки вынимают из изложницы при температуре не ниже 700° и передают в подогретую до 600° печь или колодец для медленного и полного охлаждения.

Кузнечную заготовку для мелких валков передают из прессового цеха в кузнечный в горячем состоянии непосредственно после ковки или после охлаждения в печи.

В горячем состоянии заготовки передают в том случае, когда имеется возможность сохранить температуру заготовки перед посадкой в печь не менее 650°.

Некоторые заводы изготовляют мелкие валки с бочкой диаметром до 200 мм как из предварительно откованной под прессом заготовки, так и непосредственно из слитков весом 400 – 750 кг. На ЭЗТМ для изготовления мелких валков непосредственно из слитка была разработана специальная конструкция короткого слитка (рис. 2) с отношением Н: D=1,5 (где Н – длина средней части слитка, a D – средний его диаметр) и прибыльной частью, равной 29% веса слитка.

Рис. 2. Конструкция круглого слитка весом 500 кг

Поковки крупных валков изготовляют на прессах из восьмигранных слитков с отношением Н: D = 2,3 и прибыльной частью 17,0–20%.

1.3 Режимы нагрева под ковку

Операция нагрева металла под ковку преследует две цели: придать металлу необходимую пластичность и улучшить его качество, так как при высоких температурах более интенсивно протекает процесс диффузии – удаление из стали водорода, что уменьшает влияние флокенов. При ковке валка проводят одну или две промежуточные осадки. Очень важно обеспечить равномерный нагрев слитка под осадку на температуру не ниже 1150–1180°.

При осадке слитка может произойти смещение осевой зоны слитка или его искривление из-за неравномерного нагрева, что не только усложняет процесс ковки, но и ухудшает качество поковки, так как смещение осевой зоны к поверхности поковки валка, особенно на шейках, может привести к образованию трещин в валке при закалке. Установлено, также, что в результате длительной выдержки поковок валков из стали марок 9Х и 9X2 при 1150–1180° уменьшаются карбидные скопления.

Наряду с этим слишком длительная выдержка при температуре ковки вредна, так как она приводит к большому росту зерна. При ковке перегретого металла на поверхности поковки образуются рванины, не допускающие больших обжатий, в результате чего центральная зона не проковывается и остается крупнозернистой.

Кроме того, перегрев металла свыше 1180° или длительная выдержка в печи при температуре свыше 1100° способствуют не только росту зерна, но и возникновению дефекта, называемого раковистым изломом.

Поэтому при нагреве слитков для поковок валков температура металла под ковку не должна превышать 1180°.

При посадке в печь необходимо заранее определить время ковки слитков всей садки как для первой, так и для последующих операций. Если по каким-либо причинам невозможно переработать всю садку за максимальное время выдержки ее при температуре ковки, то часть слитков пересаживают в другую печь с температурой около 800°. При недогреве центральной зоны слитка (особенно при нагреве холодных слитков) из-за недостаточной выдержки во время ковки деформируется лишь поверхностный слой металла. В результате этого в поковке возникают большие внутренние напряжения, приводящие к образованию внутренних, а иногда и наружных трещин. Неравномерный нагрев по сечению слитков также приводит к неравномерной деформации, вследствие чего ось шеек часто смещается по отношению к оси валка и увеличивается продолжительность ковки.

Для успешного и равномерного нагрева металла:

1. слитки укладывают на прокладки. Для слитков весом от 0,5–1,0 т применяют прокладки высотой не менее 120 мм, для слитков от 1,0 до 5 т – 150 – 200 мм, от 5 до 10 т – 250 мм и свыше 10 т – 300 мм;

2. при укладке слитков в печи оставляют между ними зазор (не менее половины диаметра слитка). Чем плотнее расположены слитки, тем меньше интенсивность нагрева. Поэтому слитки необходимо располагать так, чтобы возможно большая часть их поверхности омывалась горячими газами. Установлено, что время нагрева слитков, расположенных вплотную, примерно в 1,4 – 1,7 раза больше времени нагрева одиночного слитка;

3. температуру печи повышать в соответствии с заданным режимом нагрева. При этом печь должна быть в полной исправности, а форсунки отрегулированы на требуемую температуру. При нормальной работе печи рабочая камера ее равномерно заполнена пламенем молочного цвета с фиолетовыми прожилками. При большом избытке воздуха образуется острое пламя в виде факела, состоящего из блестящих язычков. В этом случае слитки нагреваются неравномерно, и образуется большое количество окалины. При недостатке воздуха пламя красного цвета с черными прожилками; печь работает холодно (металл нагревается плохо);

4. скорость нагрева выбирать в соответствии с температурой слитков и их диаметром. Чем выше температура печи по сравнению с температурой слитка, тем быстрее нагревается слиток, но при этом значительно увеличиваются внутренние напряжения. Для уменьшения их регулируют температуру печи, чтобы не допустить большого перепада температур по сечению слитка. Однако горячие слитки (температура поверхности не ниже 600°) даже большого веса можно нагревать в печи, включенной на полную мощность.

Технологический режим подогрева поковок:

1. Посадка поковок в печь. Температура поковок при посадке не ниже 750°, температура печи 1100°. После посадки охлаждение печи до 1000°.

2. Нагрев до 1000° с максимальной скоростью.

3. Выдержки при температуре печи 1000° и температуре металла не выше 950° и в зависимости от диаметра поковок: до 300 мм – не более 2 час, до 500 мм – не более 3 час. и до700 мм – не более 4 час. Число дополнительных подогревов при вырубке поверхностных дефектов должно быть не более трех. Дополнительные подогревы допустимы только в том случае, если при последующей ковке степень укова составит не менее 1,6. В противном случае поковку куют до требуемых размеров, оставляя напуски в местах трещин, затем охлаждают и удаляют трещины.

После отковки бочки или шейки до размеров поковки дополнительному нагреву ее не подвергают, так как структура металла при нагреве без последующей деформации значительно ухудшается (особенно при нагреве выше 900° и продолжительной выдержке).

Зимой холодные слитки перед посадкой в печь выдерживают при температуре цеха 3–7 суток в зависимости от их веса.

Если садка состоит из слитков разного веса, то из печи сначала выдают мелкие слитки.

Ковку поковки валка осуществляют в интервале температур 1150 – 800°.

Температура конца чистовой отделки и правки должна быть не ниже 750 и не выше 850°.

Чистовую отделку выполняют небольшими обжатиями пресса или легкими ударами молота.

В результате накопленного опыта и проведенных исследовательских работ определились следующие основные правила процесса ковки валков холодной прокатки:

1. Ковку крупных и средних валков осуществлять из слитков, подаваемых в кузнечно-прессовый цех в горячем состоянии.

2. При разработке технологического процесса из одного слитка предусматривать ковку одного, валка и в крайнем случае не более двух.

3. Обеспечивать при ковке минимальную уковку (не менее трехкратной с применением одинарной или двойной осадки).

4. Изготовлять поковки валков с минимальным числом подогревов.

5. Строго соблюдать режимы нагрева и ковки (температура начала ковки не выше 1150°, а температура конца ковки в пределах 750–850°).

6. Строго соблюдать режим охлаждения поковок.

1.4 Режимы ковки валков

Технологический процесс ковки рабочих валков с бочкой диаметром более 250 мм состоит из следующих операций (рис. 3).

1. Биллетировка слитка – ковка его прибыльной части на круг под размер патрона, обкатка граней слитка и рубка (зачистка) его поддонной части. Диаметр откованной прибыли (цапфы) определяется весом слитка и диаметром патрона; при этом величина заплечиков блока должна быть достаточной для осуществления его осадки. Длина цапфы 1,5–2 ее диаметра. Остальную часть прибыли отрубают.

Обкатку граней слитка на блок выполняют, применяя небольшие обжатия (30–50 мм). Опытом установлено, что в результате уменьшения величины обжатия при биллетировке и применения конусных биллетов повышается качество поверхности поковки.

Назначение биллетировки: а) дробление крупнозернистой структуры металла по углам слитка и уплотнение его в поверхностной зоне слитка, б) подготовка слитка к осадке.

2. Осадка слитка после биллетировки и равномерного нагрева до 1180°. Слиток – биллет подают к прессу и устанавливают цапфу в отверстие нижней осадочной плиты так, чтобы он занял строго вертикальное положение. До установки биллета на плиту ее выдвигают из-под пресса.

Установив биллет на нижнюю плиту, на него накладывают верхнюю сферическую плиту. Затем при помощи подвижного стела пресса биллет подводят под верхний боек, еще раз центрируют в вертикальном положении и, постепенно опуская траверсу вниз, осаживают. Диаметр осаженного блока должен быть в 1,6–1,8 раза больше диаметра исходного биллета.

При последующей протяжке блока величина уковки должна быть не менее 2,5. Вместе с плитой осаженный блок выводят из-под пресса и при помощи подвижного стола передают на бойки для протяжки.

Рис. 3. Типовой технологический процесс ковки валка с двойной осадкой

Протяжку осуществляют следующим образом. Вследствие эксцентричного расположения рычагов осадочную плиту вместе с блоком поворачивают на 90° и при помощи цепей и мостового крана подают к бойкам пресса. Блок кладут на нижний боек пресса и; опустив траверсу вниз, зажимают между бойками. После этого осадочную плиту снимают с цапфы блока и отводят в сторону при помощи крана. На цапфу надевают патрон и начинают протяжку блока. Осадка блока имеет большое значение для подготовки металла к последующим технологическим операциям. В результате осадки повышается величина уковки, улучшаются механические свойства металла в поперечном сечении валка.

Особое назначение осадки – создание условий для интенсивной ковки слитка, в результате чего улучшается структура металла поковки, дробятся и более равномерно по ее сечению распределяются карбиды, что в сочетании с последующей термической обработкой обеспечивает высокое качество заготовки валка. Одновременно осадка является как бы контрольной операцией при проверке качества металла. Если на слитке имеются невидимые глазом поверхностные или подкорковые дефекты (трещины, рванины, подкорковые пузыри и др.), то при осадке в результате возникновения напряжений они раскрываются и их размеры увеличиваются. Слитки с большим количеством дефектов, не поддающихся удалению, для производства валков холодной прокатки не годны. Кроме того, при осадке разрушается литая дендритная структура и уменьшается анизотропия. Число предварительных осадок и их величина определяются диаметром валка холодной прокатки. Так, на УЗТМ при протяжке заготовки для валков с бочкой диаметром до 320 мм применяют одинарную осадку слитка до диаметра, обеспечивающего уковку не менее 1,6 по отношению к диаметру биллета и уковку не менее 2,5 от площади блока к площади сечения заготовки.

При ковке слитков для валков с бочкой диаметром 320 – 550 мм применяют двойную осадку с таким расчетом, чтобы при каждой осадке уковка составила не менее 2 от сечения блока к сечению исходного биллета или не менее 2,5 от сечения блока к сечению бочки валка. При ковке слитков для валков с бочкой диаметром свыше 550 мм кроме двойной осадки предусматривается предусматривается промежуточный отжиг между ними.

В результате промежуточного отжига уменьшается величина остаточных напряжений, возникших при протяжке и осадке, а также предупреждается получение флокенов.

Характеристики

Список файлов курсовой работы