Процес прошивки заготовки в гільзу
Технологічний процес прошивки заготовки в гільзу слід розглядати в залежності від діаметра труби. Так, якщо труби мають порівняно малий діаметр, то вони прокочуються по схемі: нагрів суцільний катаної заготовки - прошивка її в гільзу - подальша прокатка на потрібний розмір і редукування. Якщо ж прокочуються труби великих діаметрів (більше 200 мм), то тоді в якості вихідної заготовки прагнуть застосовувати литі порожнисті злитки круглого перетину. Співвідношення зовнішнього діаметра готової труби і злитка dTp / dcn
0,7. Схема прокатки труб великих діаметрів може бути наступною: нагрів литих порожніх злитків-прокатка злитка на гільзу - прокатка гільзи на розмір труби - остаточне оформленіе- розмірів труби.
У зв'язку з особливими вимогами, що пред'являються до безшовних труб, підготовці поверхні вихідної заготовки надається виключне значення. Видаляються найнезначніші поверхневі дефекти, так як будь-який невидаленого дефект може з'явитися концентратором напружень і послужити причиною руйнування суцільності тіла труби. Видалення дефектів здійснюється відповідно до технічних положень,
викладеними раніше при розгляді прозводства напівпродукту.
Перша технологічна операція - прошивка-нагрітої заготовки або злитка в порожнисту гільзу здійснюється на станах поперечно-гвинтової (косою) прокатки або на пресах (для високоякісних сталей). За формою валків прошивні стани бувають трьох типів: з бочкоподібними валками - валкові; з грибоподібними валками - грибоподібні; з дисковими валками - дискові
У валкових прошивних станах горизонтальні осі валків розташовані під кутом 5-12 ° до осі прокатки і з перекосом одна щодо іншої. У грибоподібних прошивних станах валки встановлені в горизонтальній площині під кутом 30 °, у вертикальній - 7,5 ° до осі прокатки. Кожен валок має дві конічні поверхні, що відповідають двом основним зонам деформації. В дискових станах валки насаджені на два паралельних валу, обертаються в одному напрямку.
Ось прокатки зміщена на 50 мм у вертикальній площині нижче осей валків. Як і в інших країнах, дискові валки мають дві конічні поверхні, які є робочими в процесі прошивки.
Розглянемо процес прошивки нагрітої заготовки в гільзу на валковому прошивному стані з оправленням. Робочі валки мають подвійну конусність і обертаються в одну сторону, в результаті чого заготовка отримує обертання, характерне для поперечної прокатки, і поступальний рух внаслідок того, що осі валків розташовані під деяким кутом а до осьової лінії прокатки. На вхідному конусі відбувається підготовка металу заготовки до прошивці на оправці; на вихідному - потоншення стінки гільзи між оправкой і валками. Пережим валків (місце переходу від вхідного конуса до вихідного) згладжує ділянку переходу деформації стиснення заготовки по зовнішньому діаметру до деформації розширення. Вхідні конуси валків роблять або однакової довжини, або дещо коротший вихідних. Велика довжина вихідного конуса забезпечує отримання гільз з геометрично правильної поверхнею і великим розширенням. Кути нахилу утворюють вхідного (конуса прошивки) і вихідного конусів приблизно однакові і складають 4-5 °.
При обертанні і поступальному русі заготовка поступово піддається обтисненню по всьому колу і на всю довжину. У зоні прошивки відбувається скручування заготовки, тому можливі тріщини на її поверхні.
За один оборот заготовки кожна точка її поверхні піддається обтисненню двічі. При стисненні заготовки вона сплющується в перпендикулярному напрямку, внаслідок чого її поперечний переріз стає овальним. При такій знакозмінної деформації метал деформується заготовки відчуває різні напруги в різних її частинах. У місцях дії сил, що забезпечують обтискання, виникають напруження стиску. При цьому їх максимальне значення буде на контактних поверхнях; до центру заготовки стискають напруги зменшуються. У зоні прошивки величина напружень стиску зростає. Унаслідок нерівномірного рапределеніе сил стиснення подовження заготовки також відбувається нерівномірно; воно убуває від периферійних шарів до центру. На передньому (що піддається обтисненню) кінці заготовки утворюється увігнутість, а в середніх частинах виникають розтягують і сколювальні напруги, що порушують суцільність металу. Освіта тріщин починається в центрі заготовки, де напруги максимальні, і йде в радіальних напрямках.
Освіта осьової порожнини обумовлено руйнуванням металу заготовки і пов'язано дефектами на внутрішній поверхні гільзи у вигляді полон. Тому на практиці прошивку ведуть так, щоб попередити довільне розкриття осьової порожнини. Для цього носок оправки висувається на деяку відстань вперед перед лінією перетискання валків, що сприяє утворенню осьової порожнини правильного обриси і отримання внутрішньої поверхні 'гільзи без полон.
На вихідному конусі гільза розкочується на оправці. Тут конусність валків обратна конусности на вході, тому в міру просування гільзи її зовнішній діаметр збільшується. Заготівля, своєю середньою частиною насувається на нерухому оправлення, що сприяє інтенсивному утворенню порожнини, яке починається ще в зоні прошивки. На вихідному конусі, як і на вхідному, зовнішні шари прокочується гільзи подовжуються більше через більш значного впливу стискають сил.
Довжину заготовки (злитка) при прошивці приймають на основі розрахунків і відповідно до необхідної довжиною труби; при цьому гільза повинна зменшуватися в вихідному жолобі прошивний кліті.