СОЗДАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ВЫСОКОТОЧНЫХ ФАСОННЫХ ПРОФИЛЕЙ

Получение высоких показателей качества ФПВТ требует применения трудоемких операций горячей и холодной пластической деформации, что приводит к многостадийности процесса производства, энерго и материалоемкости, высокой себестоимости. Современный подход к решению проблемы повышения эффективности производства металлоизделий состоит в разработке математических моделей технологий их производства, в ходе которых формируются показатели качества в зависимости от параметров формоизменения профилей и химического состава стали.

Экспе риментальные и теоретические исследования

Проведены комплексные экспериментальные и теоретические исследования по изготовлению ФПВТ, на базе которых разработана методика расчета технологических схем производства ФПВТ различных групп сложности с учетом точности размеров, комплекса механических свойств и качества поверхности изделий.

Исходными данными для расчета на ЭВМ эффективных технологических схем производства ФПВТ являются характеристики готового профиля; характеристики подката; техникоэкономические параметры технологии. Расчет технологии производят в два этапа.

На первом этапе определяются возможные сочетания способов холодной обработки металлов давлением на базе использования техникоэкономических критериев применимости способов. Критериальное описание способов производства проводилось с помощью экспериментальных исследований, связывающих требуемое качество с экономическими показателями процессов производства готовых профилей. Результатом данного этапа является набор возможных вариантов основных технологических операций.

На втором этапе вычисляют коэффициенты вытяжек элементов профиля с максимальной деформацией, подставляя их, а также значения механических свойств и точности размеров подката в полученные на базе статистических исследований регрессионные уравнения механических свойств и допусков на геометрические размеры. Так, при холодной прокатке комплекс свойств определяется по уравнениям:

Расчет ведется от готового профиля с учетом термической обработки. Результатом второго этапа является набор возможных технологических схем производства ФПВТ. Далее по каждой технологической схеме рассчитывается уровень свойств готовых профилей.

Экспериментально исследовали влияние отдельных технологических операций формоизменения и их сочетаний на механические свойства и качество поверхности. Показано, что при сопоставимых • степенях деформации и состояния исходного подката волочением в монолитной волоке достигается большее упрочнение металла, чем при холодной прокатке.

Следовательно, при одном и том же исходном подкате, применяя различные способы

формоизменения или их сочетания, можно значительно изменять свойства готового профиля.

Исследования качества поверхности профилей показали, что при одинаковом исходном состоянии поверхности подката и вытяжке при холодной деформации значения Ra выше в роликовой волоке по сравнению с другими способами.

Экспериментальные исследования влияния промежуточных отжигов в ходе производства ФПВТ на показатели качества готовых профилей показали, что увеличение числа промежуточных отжигов с 1 до 5 приводит к снижению прочностных пластических свойств (таблица), обезуглероживание возрастает в 3— 4 раза.

Практическое использование

Процесс производства ФПВТ по изложенной технологии реализован на одном из металлургических заводов и включает устройства для размотки бунтов, их правку, скоростной электронагрев до заданных температур, прокатку, регулирование температурного режима в ходе деформации и после нее, а также при необходимости скоростной отпуск, правку, резку готовых профилей на заданные длины или смотку в бунты.

Установлено, что в ходе такой обработки заметно снижается обезуглероживание стали, улучшается качество поверхности, повышается комплекс механических свойств. При реализации схем ВТМО в потоке непрерывных термодеформационных линий дял среднеуглеродистых сталей получен комплекс механических свойств, позволяющий проводить последующую холодную обработку давлением без дополнительной термообработки, что позволяет снизить материало и энергозатраты, а технологию в целом сделать ресурсосберегающей.

Разработан метод расчета эффективных технологий производства ФПВТ с малой площадью поперечного сечения (до 100 мм2), позволяющий прогнозировать уровень свойств в зависимости от параметров подката, химического состава стали и способов получения профиля. Метод реализован на металлургическом заводе.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 4, Москва 1994