Эффективные процессы производства деталей для машиностроения: опыт совместной деятельности вуза и предприятия

Аннотация. В статье приведены материалы, характеризующие опыт совместной деятельности Магнитогорского государственного технического университета и научно-производственного объединения «БелМаг». Показаны основные итоги многолетней совместной работы: развитие теории качества автомобильных метизов, разработка эксклюзивных процессов производства автокомпонентов и нанотехнологии для различных отраслей промышленности. Получившая развитие научная школа по управлению качеством продукции и процессов в металлургии дала возможность максимально реализовать методологию управления результативностью процессов изготовления деталей для автомобильной промышленности.

Ключевые слова: научная школа, управление качеством, штамповка, шаровые пальцы, результативность процессов, стандартизация.

ЭФФЕКТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ: ОПЫТ СОВМЕСТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЗА И ПРЕДПРИЯТИЯ

В 2001 году в Магнитогорском государственном техническом университете (МГТУ) им. Г.И. Носова открыта кафедра «Технологий, сертификации и сервиса автомобилей» (ТССА). Первым заведующим кафедрой стал Гун И.Г. Кафедра готовит студентов по направлениям «Стандартизация и метрология», «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». В настоящее время возглавляет кафедру доктор технических наук, профессор Мезин И.Ю.

В 1992 году в Магнитогорске создан мини-завод порошковой металлургии «Феррум», развившийся к 1997 году в НПО «БелМаг» - одно из ведущих российских предприятий по производству автокомпонентов [1, 2].

Содружество НПО «БелМаг» и МГТУ им. Г.И. Носова оказалось весьма плодотворным, но сначала немного из истории этих отношений.

Выпускник Белорусского политехнического института Мезин И.Ю. - специалист по порошковой металлургии, защитил в 1991 г. кандидатскую, а в 2001 г. докторскую диссертации, в которых развил теорию формирования структурно-неоднородных металлических материалов холодным прессованием пористых дискретных сред, что позволило разработать ряд эффективных технологических процессов производства металлоизделий различного назначения [3, 4].

Параллельно на кафедре обработки металлов давлением МГТУ им. Г.И. Носова выпускник МГТУ им. Н.Э. Баумана - Гун И.Г. интенсивно развивал новое научное направление, связанное с совмещенными технологическими процессами различной физической природы и состава оборудования. Эти научно-прикладные разработки нашли затем свое применение и интерпретацию в новых эффективных технологических процессах НПО «БелМаг» [5-7].

Выпускник Белорусского политехнического института М.В. Чукин вырос в одного из ведущих специалистов России по порошковым слоистым покрытиям, возглавил в настоящее время цикл ис-

следований от деформирования изделий с порошковыми покрытиями до создания материалов с ультрадисперсной структурой [8-10].

Идея молодых ученых Мезина И.Ю., Гуна И.Г., Чукина М.В. по получению железного порошка из отходов чугунной стружки в цехе изложниц ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в течение нескольких лет была реализована на базовом предприятии кафедры ТССА МГТУ им. Г.И. Носова - НПО «БелМаг» [1, 2]. Симбиоз науки и производства позволил развить теорию качества автомобильных метизов, разработать эксклюзивные процессы производства автокомпонентов и нано-технологии для различных отраслей промышленности [11-42].

Основной костяк кафедры ТССА МГТУ им. Г.И. Носова составляют ведущие специалисты НПО «БелМаг», доктора и кандидаты технических наук. На НПО «БелМаг» также работают уникальные метизники Левченко П.Е., Артюхин В.И., суперэлектронщик Люльчак В.И. и другие специалисты, большинство из которых окончили МГТУ им. Г.И. Носова.

Совместными усилиями кафедры и предприятия разработаны и внедрены две группы технологий получения автокомпонентов, которые можно условно разделить на традиционные и эксклюзивные. К первой группе отнесем холодную листовую штамповку корпусов наконечников для шаровых опор, горячую объемную штамповку корпусов наконечников тяг рулевой трапеции, холодную объемную штамповку шаровых пальцев и прогрессивных видов автомобильного крепежа, высадку при производстве шипов противоскольжения. Следует отметить, что перечисленные техпроцессы хорошо известны и изучены, но в зависимости от требований к изделиям имеют ряд особенностей, не позволяющих тиражировать их без дополнительного научного анализа и корректировки.

Ко второй группе технологий отнесем: плане-тарно-поворотную обкатку, запрессовку, выдавливание, закатку, ультразвуковое прессование. Приведем

обзор авторских технологий, внедренных в промышленность и образование, как результат совместной творческой деятельности НПО «БелМаг» и МГТУ им. Г.И. Носова.

Совершенствование технологии холодной листовой штамповки [43-45]

Разработан технологический процесс многопереходной холодной листовой штамповки корпусов шаровых шарниров автомобилей ВАЗ 21082110 в штампах последовательного действия, отличающийся от ранее используемых увеличенным по сравнению с традиционной технологией коэффициентом использования материала и меньшим числом формообразующих переходов штамповки с обеспечением требуемой точности геометрических размеров штампуемых изделий.

Разработанная технология промышленно опробована и внедрена на НПО «БелМаг» [43-45].

Совершенствование технологии горячей объемной штамповки [46, 47]

Разработан новый способ штамповки корпуса рулевого наконечника, отличающийся тем, что на 1-ом и 2-ом переходах штампуют головки в виде двойных корпусов с объемом головок, равным 0,6 и 0,8 от объема головки третьего перехода, а на 3-ем переходе место сопряжения головки со стержнем выполнено по тороидальной поверхности. Применение разработанного способа позволило повысить стабильность процесса штамповки путем устранения продольного изгиба штампуемых участков и снизить расход металла за счет уменьшения облоя.

Разработка и совершенствование процессов холодной объемной штамповки

С 2001 по 2014 годы научными коллективами МГТУ им. Г.И. Носова, белебеевского завода «Автонормаль», НПО «БелМаг» проведен обширный цикл совместных исследований процессов холодной объемной штамповки многочисленных позиций прогрессивных конструкций автомобильного крепежа и шаровых пальцев различного назначения [48-53].

Разработаны технологические решения по улучшению свойств борсодержащих сталей для холодной высадки крепежных изделий. Предложена и обоснована методология квалиметрической оценки качества метизов различных конструкций -высокопрочных фланцевых болтов с фасонной головкой типа «ТОЯХ», болтов с обычной и пустотелой шестигранной головкой, корпусов шипов противоскольжения для автомобильных шин, шаровых пальцев для легковых автомобилей.

Предложен алгоритм выбора эффективных технологических схем производства. Результаты исследований внедрены в условиях ОАО «БелЗАН» и НПО «БелМаг».

Исследованы упрочнение и неравномерность деформации в сферической головке шарового пальца при ХОШ на различных марках сталей (38ХГНМ, 12 ХН, 40Х, 30Г2Р). Разработана математическая модель процесса ХОШ стержневых изделий с головками конической и сферической

форм на базе вариационного метода в дискретной постановке. Определены энергосиловые параметры процесса. Разработана и запатентована новая схема технологического процесса ХОШ шаровых пальцев. Определены и рассчитаны переходы заготовок шаровых пальцев 2101-2904187-70 с учетом эффекта Баушингера. Проведенная работа позволила реализовать серийное производство шаровых пальцев в условиях ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» и ЗАО НПО «БелМаг».

Исследование природы материала

Совместно с кафедрой технологии обработки материалов МГТУ им. Г.И. Носова кафедра ТССА постоянно реализует материаловедческое сопровождение проектирования технологий производства деталей для автопрома как сплошных, так и слоистых изделий (биметаллических, с покрытием) [10, 13, 54-58]. Набран обширный материал по получению наноструктурированных изделий, реологии различных материалов, особенностей фазового и структурного превращений, влияния различных видов термообработки на качество сплошных и слоистых изделий широкого класса потребления.

В результате разработан способ и режимы формирования сборочных соединений шаровых шарниров 2110-2904192-01, 2123-2904192-03, 21214-2904192, используемых при производстве переднеприводных и полноприводных автомобилей в ОАО «АВТОВАЗ» (г. Тольятти) ЗАО «Джи Эм-АВТОВАЗ» (г. Тольятти).

Разработка технологии поверхностно-пластического деформирования сферических головок шаровых пальцев [59-62]

Разработан новый способ поверхностного пластического деформирования, получивший название «планетарно-поворотная обкатка» (ППО). Регламентированы требования к качеству поверхности сферических головок шаровых пальцев, а также разработаны режимы обработки в зависимости от исходного состояния поверхности для производства шаровых пальцев шарниров переднеприводных и полноприводных автомобилей ВАЗ.

Разработанный новый способ

поверхностного пластического деформирования головок шаровых пальцев - планетарно-поворотная обкатка и варианты его реализации (патенты РФ 2162785, 2188115, 2201325) позволяют обеспечить требуемый уровень качества данных компонентов шаровых шарниров при снижении затрат на их изготовление и повышении стабильности показателей качества как комплектующих изделий (высотные параметры шероховатости на поверхности головок шаровых пальцев), так и узлов в сборе (моменты сопротивления вращению и качанию шарового пальца).

Ультразвуковое прессование и закатка при производстве стоек стабилизатора автомобилей [63-65]

В 2015 году в НПО «БелМаг» запущена первая в России автоматизированная линия для сборки

шаровых шарниров шасси, изготовленная зарубежным производителем по техническому заданию и проекту НПО «БелМаг». При освоении линии освоены два эксклюзивных процесса - закатка и ультразвуковое прессование при производстве стоек стабилизатора.

Разработаны режимы двух названных процессов, предложено их теоретическое сопровождение на основе математического моделирования, процессы внедрены в серийное производство для изготовления стоек стабилизатора для автомобилей «Лада Веста», «Рено Дастер» и «Ниссан Террано».

Развитие теории качества металлоизделий и результативность технологических процессов [15-17, 66-71]

Ученые кафедры ТССА МГТУ им. Г.И. Носова и НПО «БелМаг» разрабатывают значительный пласт исследований магнитогорской научной школы по управлению качеством применительно к изделиям автопрома с учетом жестких требований к безопасности, качеству и экологии.

Разработана концепция для определения критериев оценки результативности функционирования СМК предприятия, основанная на принципах менеджмента качества по МС ИСО 9000, а также критерии для оценки результативности функционирования СМК предприятия, реализующие предложенную концепцию. Разработана и обоснована математическая модель оценки результативности функционирования СМК на основе установленных критериев. Разработаны методики определения и балльной оценки комплексного показателя результативности функционирования СМК предприятия и составляющих его критериев, состоящих из единичных свойств.

В результате анализа установлено, что показатели качества шаровых шарниров «циклическая долговечность шарового шарнира» и «гарантийный срок (пробег) эксплуатации шарового шарнира» являются потенциально дублирующими друг друга, следовательно, не могут одновременно использоваться при проведении оценки результативности

технологических процессов производства изделий.

Для определения взаимосвязи между данными двумя показателями качества изделий разработана методика комбинированных испытаний шаровых шарниров передней подвески, включающая в себя одновременное проведение ускоренных стендовых и дорожных испытаний узлов с последующей комплексной обработкой результатов.

Разработаны и изготовлены стенды для испытаний шаровых шарниров передней подвески и рулевого управления легковых автомобилей, которые, благодаря прогрессивной системе обеспечения имитационных движений, силовых воздействий и температурных режимов в рабочей зоне, позволяют создавать условия проведения стендовых испытаний, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации.

В соответствии с методикой проведения комбинированных испытаний осуществлен комплексный анализ результатов ускоренных стендовых и дорожных испытаний, в результате которого определено соотношение между показателями качества шаровых шарниров «гарантийный срок (пробег) шарового шарнира» и «циклическая долговечность шарового шарнира», составившее 22,86 циклов на 1 км пробега.

Разработаны и апробированы в сравнении с реальными испытаниями методы расчетного определения параметров качества шаровых шарниров, влияющих на безопасность автомобиля в целом - «усилие вырыва», «усилие выдавливания», «ударная прочность шарового пальца», позволяющие на этапе проектирования контролировать соответствие данных показателей регламентированному уровню. Разработки позволяют при проектировании новых конструкций шаровых шарниров сокращать сроки проектирования и затраты на изготовление и испытание образцов. Кроме того, конструктивное решение, выбранное на основе экспертных оценок для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик, не всегда может быть оптимальным и, как правило, приводит к нецелесообразному увеличению металлоемкости конструкции, которое, в конечном итоге, отражается на её стоимости.

Разработаны и апробированы методики оценки технологической эффективности процессов производства шаровых пальцев, основанные на вычислении комплексной оценки вероятности получения соответствующей продукции по заданным параметрам качества изделия.

Разработана номенклатура показателей, характеризующая эффективность процесса производства шаровых пальцев для шаровых шарниров российских и иностранных автомобилей, включающая наряду с традиционными параметрами качества продукции и процесса комплекс организационно-экономических

требований и новые функции свертки единичных оценок доминирующих показателей, единичных и групповых оценок доминирующих и компенсируемых показателей, удовлетворяющие основным положениям аксиоматики логики оценок.

Методики применялись для разработки наиболее результативной технологии производства шаровых пальцев для шаровых шарниров автомобилей «Додж Рэм» и «Рено Меган».

Предложена методика развертывания функции качества, заключающаяся в декомпозиции качества продукции до уровня параметров используемых технологических операций на основе метода иерархий с элементами теории нечетких множеств, учитывающая степень взаимного влияния элементов иерархии и риски технологического необеспечения характеристик продукции, позволяющая выявлять специальные характеристики и ключевые технологические операции [70, 71]. На основании данной авторской

методики обосновано выбран рациональный технологический режим пластического формоизменения шаровой опоры в условиях действующего производства ЗАО НПО «БелМаг».

Разработка теории стандартизации металлоизделий [36, 72-75]

В последние годы научные коллективы МГТУ им. Г.И. Носова взялись за разработку теории стандартизации в металлургической отрасли.

Разработан алгоритм определения комплексной количественной оценки близости позиций потребителя и производителя на основе функционально-целевого анализа металлопродукции на стадиях потребительской фазы ее жизненного цикла. Разработана сетевая структура свойств металлоизделия. Обоснована возможность использования S-образной убывающей зависимости оценки степени близости позиций сторон от разности значений показателей потребителя и изготовителя.

Гармонизация требований российских и зарубежных стандартов на металлопрокат [59]

Разработка требований к металлопрокату проводилась по следующим направлениям: требования к исходному металлопрокату (химические свойства, механические свойства, микро- и макроструктура, обезуглероженный слой, точность геометрических размеров); требования к контролю и испытаниям металлопроката как исходного, так и отожженного (методики контроля и испытаний, совместимость российских и зарубежных методов).

Разработаны нормативные требования на поставку горячекатаного проката из стали марок 40Х Селект, 41Х1, 42Х1М, представляющих собой полноценные аналоги среднеуглеродистых хромсодержащих сталей 5140H, 41CrS4, 42CrMoS4, используемых при производстве шаровых пальцев легковых автомобилей в странах Западной Европы и Северной Америки.

Реализация предложенных решений позволила разработать и внедрить технические соглашения между ЗАО НПО «БелМаг» (г. Магнитогорск), ОАО «ОЭМК» (г. Старый Оскол), ОАО «БелЗАН» (г. Белебей) на поставку горячекатаного проката из стали марок 40Х Селект, 41Х1, 42Х1М. Прокат из стали марок 40Х Селект, 41Х1 был успешно использован при производстве шаровых пальцев по заказу компании TRW Automotive для поставок на заводы в Канаде и Чехии для изготовления шарниров автомобилей марок «Додж» и «Ауди». Прокат из стали марки 41Х1 (патент РФ №2368672) также одобрен ОАО «АВТОВАЗ» и применяется в качестве исходного материала при производстве шаровых пальцев, используемых в качестве комплектующих изделий шаровых шарниров переднеприводных и полноприводных автомобилей, поставляемых ЗАО НПО «БелМаг» (г. Магнитогорск) на сборочный конвейер данного предприятия.

Таким образом, можно отметить, что в последние 30 лет в Магнитогорском государственном

техническом университете им. Г.И. Носова создана и получила развитие научная школа по управлению качеством продукции и процессов в металлургии [15, 33, 34, 76-80], солидным разделом которой является методология управления результативностью процессов изготовления деталей для автомобильной промышленности, базирующаяся на уникальном опыте совместной деятельности НПО «БелМаг» и кафедры ТССА МГТУ им. Г.И. Носова.

Список литературы

1. НПО «БелМаг» - 10 лет движения вперед / И.Г. Гун, И.А. Михайловский, О.В. Харанухин и др. Магнитогорск, 2007. С. 102.

2. Получение порошковых материалов и изделий (опыт работы завода «Марс») / Гостев А.А., Гун Г.С. Мезин И.Ю., Козодаев Е.Г., Тимошенко И.Ф., Гун И.Г. Магнитогорск, 1993.

3. Мезин И.Ю. Развитие теории и технологии формирования металлоизделий холодным прессованием структурно-неоднородных материалов: дис. ... д-ра техн. наук / Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова. Магнитогорск, 2001.

4. Мезин И.Ю. Формирование металлоизделий из структурно-неоднородных материалов: монография. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2000. 155с.

5. Гун И.Г. Совершенствование процессов деформирования в технологической системе «сталь-прокат-изделия-узлы» с целью обеспечения конкурентноспособности шаровых шарниров: дис. ... д-ра техн. наук. Магнитогорск, 2000.

6. Гун И.Г. Совершенствование технологий системы изготовления шаровых шарниров. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. С. 359.

7. Совершенствование технологии изготовления шаровых пальцев автомобилей / Гун И.Г., Железков О.С., Михайловский И.А., Кривощапов Д.В. // Черная металлургия. 2000. №11-12. С. 60.

8. Чукин М.В. Развитие теории и оптимизация процессов технологического и эксплуатационного деформирования изделий с покрытиями: дис. ... д-ра техн. наук. Магнитогорск, 2001.

9. Гун Г.С., Чукин М.В. Оптимизация процессов технологического и эксплуатационного деформирования изделий с покрытиями. Магнитогорск, 2006.

10. Исследование формирования субмикрокристаллической структуры поверхностного слоя стальной проволоки с целью повышения уровня ее механических свойств / Гун Г.С., Чукин М.В., Емалеева Д.Г., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю., Барышников М.П. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2007. № 3. С. 84-86.

11. Nanodimentional structural part formation in high carbon by thermal and deformation processing / Chukin M.V., Korchunov A.G., Gun G.S., Polyakova M.A., Kopseva N.V. // Вестник Магнитогорского технического университета им. Г.И. Носова. 2013. № 5(45). С. 33-35.

12. Производство высокопрочной стальной арматуры для железобетонных шпал нового поколения / Чу-кин М.В., Корчунов А.Г., Бакшинов В.А., Барышников М.П., Гун Г. С., Долгий Д.К., Ефимова Ю.Ю., Колокольцев В.М., Копцева Н.В., Куранов К.Ю., Лебедев В.Н., Мезин И.Ю., Полякова М.А., Чукин В.В.; под общ. ред. М.В. Чукина. М., 2014.

13. Перспективы производства высокопрочного крепежа из заготовок из углеродистых сталей с ультра-

мелкозернистой структурой / Чукин М.В., Полякова М.А., Рубин Г.Ш., Копцева Н.В., Гун Г.С. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2014. № 1. С. 39-44.

14. Исследование физико-механических свойств и структуры высокопрочных многофункциональных сплавов инварного класса нового поколения / Чукин М.В., Голубчик Э.М., Гун Г.С., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю., Чукин Д.М., Матушкин А.Н. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1(45). С. 43-47.

15. Научно-педагогическая школа Магнитогорского государственного технического университета по управлению качеством продукции и производственных процессов / Гун Г.С., Мезин И.Ю., Корчунов А.Г., Чукин М.В., Гун И.Г., Рубин ГШ. // Качество в обработке материалов. 2014. № 1. С. 5-9.

16. Гун Г.С., Чукин М.В., Рубин ГШ. Управление качеством в метизном производстве // Металлургические процессы и оборудование. 2013. №4 (34). С. 106-111.

17. Управление качеством продукции в технологиях метизного производства / Корчунов А.Г., Чукин М.В., Гун Г.С., Полякова М.А. М., 2012.

18. Перспективы производства высокопрочной стальной арматуры из высокоуглеродистых марок стали / Чукин М.В., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Полякова М.А. // Черные металлы. 2012. № 12. С. 8-16.

19. Высокопрочная арматура для железобетонных шпал нового поколения / Ушаков С.Н., Чукин М.В., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Полякова М.А. // Путь и путевое хозяйство. 2012. №11. С. 25-27.

20. Разработка, моделирование и совершенствование процессов производства шаровых шарниров автомобилей / Гун И.Г., Михайловский И.А., Осипов Д.С., Куцепендик В.И., Сальников В.В., Гун Е.И., Смирнов А.В., Смирнов А.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1(45). С. 52-57.

21. Разработка процесса планетарно-поворотной обкатки / Михайловский И.А., Куцепендик В.И., Гун Е.И., Гун И.Г., Сальников В.В. // Металлургические процессы и оборудование. 2014. № 1 (35). С. 39-45.

22. Metallurgy qualimetry theory design and development / Gun G.S., Rubin G.Sh., Chukin M.V., Gun I.G., Mezin I.Yu., Korchunov A.G. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. № 5(45). С. 67-69.

23. Разработка теории квалиметрии метизного производства / Рубин Г.Ш., Чукин М.В., Гун Г.С., Закиров Д.М., Гун И.Г. // Черные металлы. 2012. №7. С. 15-20.

24. Совершенствование режимов планетарной обкатки головок шаровых пальцев на основе анализа микротопографии поверхности с целью повышения качества изделий / Михайловский И.А., Сальников В.В., Осипов Д.С., Гун И.Г. // Вестник Череповецкого государственного университета. 2011. Т.2. № 2-30. С. 10-13.

25. Применение логики антонимов для комплексного анализа качества автомобильного крепежа / Закиров Д.М., Осипов Д.С., Гун И.Г., Сабадаш А.В., Овчинников С.В., Майстренко В.В., Мезин И.Ю. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2010. № 4. С. 57-62.

26. Гун И.Г., Михайловский И.А., Осипов Д.С. Квалиметрическая оценка и повышение результативности сквозной технологии и системы менеджмента качества производства шаровых пальцев: монография. Магнитогорск, 2008.

27. Комплексная оценка эффективности процессов производства шаровых пальцев: монография / Гун И.Г. и [др.]. Магнитогорск, 2008.

28. Пат. RUS 2263889. Стенд для испытаний шаровых шарниров / Михайловский И.А., Гун И.Г., Ясаков Ю.М., Лапчинский В.В. Опубл. 29.12.2003.

29. Комплексная оценка результативности сквозных технологий производства с использованием логии антонимов на примере шаровых пальцев / Гун И.Г., Михайловский И.А., Осипов Д.С., Сальников В.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2005. Т. 1. № 9. С. 67-71.

30. Создание и развитие теории квалиметрии металлургии /Гун Г.С., Рубин ГШ., Чукин М.В., Гун И.Г., Мезин И.Ю., Корчунов А.Г. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2003. № 5. С. 67.

31. Пат. RUS 2188115. Способ обработки неполной сферической головки шарового пальца / Михайловский И.А., Гун И.Г., Железков О.С., Калмыков Ю.В. Опубл. 19.01.2001.

32. Совершенствование технологии изготовления шаровых пальцев автомобилей / Гун И.Г., Железков О.С., Михайловский И.А., Кривощапов Д.В. // Черная металлургия. 2000. № 9-10. С. 60.

33. Актуальные проблемы квалиметрии метизного производства в период зарождения шестого технологического уклада / Гун Г.С., Чукин М.В., Рубин ГШ., Мезин И.Ю., Корчунов А.Г. // Металлург. 2014. № 4. С. 92-95.

34. Генезис научных исследований в области качества металлопродукции / Гун Г.С., Мезин И.Ю., Рубин ГШ., Минаев А.А., Назайбеков А.Б., Дыя Х. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1(45). С. 92-96.

35. Гун Г.С. Инновационные методы и решения в процессах обработки материалов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 4(48). С. 99-113.

36. Протипология - новый этап развития стандартизации метизного производства / Рубин ГШ., Полякова М.А., Чукин М.В., Гун Г.С. // Сталь. 2013. № 10. С. 8487.

37. Стальная проволока / Белалов Х.Н., Клеков-кин А.А., Клековкина Н.А., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Полякова М.А. Магнитогорск, 2011.

38. Производство стальной проволоки / Белалов Х.Н., Клековкина Н.А., Клековкин А.А., Никифоров Б.А., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Зюзин В.И., Савельев Е.В. Магнитогорск, 2005.

39. Ресурсосбережение в метизном производстве. Теория и практика работы Белорецкого металлургического комбината: монография / Зюзин В.И., Клековкина Н.А., Харитонов В.А., Барыкин Н.П., Барышев С.А., Гал-лямов Э.Ф., Дудин Д.А., Дудина Л.А., Евтеев Е.А., Иш-баев Л.М., Ишбаева Л.М., Калугина Т.Ф., Клековкин А.А., Кулеша В.А., Незнаева Н.М., Петров В.П., Покача-лов В.В., Портсман Ю.Н., Радионова Л.В., Радионов А.А. и др. Магнитогорск, 2001.

40. Комплексная оценка качества стальной канатной проволоки / Рубин Г.Ш., Гун Г.С., Пудов Е.А. // Сталь. 1983. № 1. С. 56.

41. Оптимизация процессов обработки металлов давлением по комплексному критерию качества / Гун Г.С., Пудов Е.А., Иванова Л.Б. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1982. № 8. С. 62.

42. Инновационные металлические материалы / Аксенова К.В., Барков Л.А., Барышников М.П. и др. Магнитогорск, 2016. 371 с.

43. Куцепендик В.И. Совершенствование технологии листовой штамповки корпусов шаровых шарниров с целью повышения эффективности процесса: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2003.

44. Куцепендик В.И., Касаткина Е.Г. Совершенствование технологии изготовления корпусов шаровых шарниров легковых автомобилей: монография. Магнитогорск, 2010.

45. Пат. RUS 2240886. Способ изготовления деталей многопереходной холодной штамповкой из металлической ленты / Гун И.Г., Куцепендик В.И., Михайловский И.А. Опубл. 16.06.2003.

46. Юсупов Д.Р. Совершенствование технологии горячей объемной штамповки корпусов наконечников тяг рулевой трапеции с целью повышения эффективности процесса: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2003.

47. Гун И.Г., Куцепендик В.И., Юсупов Д.Р. Совершенствование технологии штамповки корпусных комплектующих изделий шаровых шарниров автомобилей / Труды четвертого конгресса прокатчиков. М., 2002. С. 162-164.

48. Закиров Д.М. Развитие теории оценки качества и практики производства метизов автомобильного назначения на основе разработки конкурентоспособных технологий: дис. ... д-ра техн. наук. Магнитогорск, 2008.

49. Сабадаш А.В. Выбор и разработка эффективной технологии производства фланцевых болтов с фасонной головкой типа «TORX» на основе квалиметриче-ской оценки: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2005.

50. Скворцова С.С. Совершенствование процессов формирования потребительских свойств колесных болтов на основе оценки технологий: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2006.

51. Осипов Д.С. Обеспечение заданного уровня качества штампованных шаровых пальцев на основе повышения результативности сквозной технологии и системы менеджмента качества: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2004.

52. Сальников В.В. Разработка и выбор сквозной технологии производства шаровых пальцев на основе комплексной оценки эффективности процессов: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2006.

53. Андреев В.В. Выбор и формирование результативной технологии производства шипов противоскольжения на основе аддитивной квалиметрической модели: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2008.

54. Касаткина Е.Г. Повышение качества платинита совершенствование технологии его производства: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2006.

55. Солдатенко А.Ф., Касаткина Е.Г. Производство платинита: технология, качество: монография. Магнитогорск, 2009.

56. Квалиметрическая модель оценки результативности технологических схем производства штампованных изделий / Яковлева Е.С., Мезин И.Ю., Касаткина Е.Г., Куцепендик В.И. // Черные металлы. 2011. № 6. С. 60.

57. Научная деятельность ГОУ ВПО «МГТУ» в условиях развития нанотехнологий / Чукин М.В., Колокольцев В.М., Гун Г.С., Салганик В.М., Платов С.И. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2009. № 2. С. 55-59.

58. Особенности реологических свойств конструкционных наносталей / Чукин М.В., Гун Г.С., Барышников М.П., Валиев Р.З., Рааб Г.И. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. № 1. С. 24-27.

59. Михайловский И.А. Повышение результативности производства шаровых шарниров на основе регламентации комплекса требований к качеству изделий и материалов: дис. ... д-ра техн. наук: 26.09.2011 / Михайловский Игорь Александрович. Магнитогорск, 2011. 310 с.

60. Калмыков Ю.В. Совершенствование процесса запрессовки с целью повышения качества шаровых шарниров передней подвески автомобилей: дис. ... канд. техн. наук: 05.02.23 / Калмыков Юрий Вячеславович. Магнитогорск. 2010. 122 с.

61. Пат. RUS 22011325. Способ обработки неполной сферической поверхности головки шарового пальца / Гун И.Г., Михайловский И.А., Железков О.С., Калмыков Ю.В., Куцепендик В.И., Юсупов Д.Р., Лапчинский В.В. Опубл. 21.03.2001.

62. Пат. RUS 2162785. Способ обработки неполной сферической головки шарового пальца поверхностным деформированием / Гун И.Г., Железков О.С., Михайловский И.А. Опубл. 10.02.2000.

63. Смирнов А.В. Разработка инструмента и технологии прессования полимерных вкладышей с наложением ультразвуковых колебаний при производстве стоек стабилизатора автомобилей: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2016.

64. Пат. RUS 2014144354/11. Стойка стабилизатора поперечной устойчивости / Гун И.Г., Калмыков Ю.В., Смирнов А.В., Пестерев Д.А., Гун Е.И., Сальников В.В., Куцепендик В.И. Опубл. 10.12.2015.

65. Использование холодной объемной штамповки и ультразвукового прессования при производстве стоек стабилизатора автомобилей / Гун И.Г., Смирнов А.В., Куцепендик В.И., Михайловский И.А., Сальников В.В., Осипов Д.С. // Заготовительные производства в машиностроении. 2016. № 3. С. 22-24.

66. Рубин ГШ. Квалиметрия метизного производства: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. 167 с.

67. Гун Г.С. Совершенствование технологии производства выскоточных профилей оптимизацией по комплексному критерию качества: дис. ... д-ра техн. наук: 18.09.1985 / Гун Геннадий Семенович. М., 1985. 276 с.

68. Рубин Г.Ш. Выбор и исследование рациональных технологических схем получения высокоточных фасонных профилей наоснове комплксной оценки эффективности технологии: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 1983.

69. Лапчинский В.В. Определение закономерности изменения технического состояния шаровых пальцев передней подвески автомобилей: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2005.

70. Гун Е.И. Разработка методики исследования качества металлопродукции с определением ключевой технологической операции на основе метода анализа иерархий: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2016.

71. Михайловский И.А., Гун Е.И. Анализ качества автомобильных компонентов и используемых в процессе их производства операций ОМД путем иерархической декомпозиции качества // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. № 101. С. 143-149.

72. Данилова Ю.В., Полякова М.А., Рубин ГШ. Поиск консенсуса между потребителем и производите-

лем - важный этап при разработке нормативных документов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2015. № 2. С. 79-84.

73. Рубин ГШ., Полякова М.А. Развитие научных основ стандартизации // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. № 1(45). С. 97-101.

74. Данилова Ю.В. Совершенствование процедуры разработки стандартов на металлоизделие формализацией согласования позиций заинтересованных сторон: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2016.

75. Рубин Г.Ш., Касаткина Е.Г. Б-образная математическая модель единичной оценки качества // качество в обработке материалов. 2014. № 2. С.74-81.

76. Колокольцев В.М. Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова. История. Развитие // Вестник Магнитогорского государст-

венного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1(45). С. 5-6.

77. Колокольцев В.М., Разинкина Е.М., Глухова А.Ю. Подготовка квалифицированных кадров в условиях университетского комплекса // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 1-2. С. 615-618.

78. Колокольцев В.М. Новые тренды в развитии технического образования // Аккредитация в образовании. 2011. № 7(51). С. 52-54.

79. Колокольцев В.М., Разинкина Е.М. Университетский комплекс: интеграция и непрерывность // Высшее образование в России. 2011. № 5. С. 3-10.

80. Мезин И.Ю., Чукин М.В. Анализ вариантов формирования свойств исходной заготовки при производстве высокопрочной стальной арматуры для железобетонных шпал // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2011. № 4. С. 30-34.

Аннотация. В статье рассмотрено влияние химического состава стали и режимов термической обработки проката в бунтах на линии двустадийного охлаждения типа Stelmor на формирование микроструктуры и свойств металлопроката. Проведено исследование проката в бунтах и катанки из стали, предназначенной для переработки в высокопрочный крепеж методом холодной объемной штамповки (ХОШ).

Вышеуказанный сортамент бунтового проката микролегирован бором в различном количестве в зависимости от соотношения в стали бора и азота (B/N). Для стали под ХОШ B = Кобщ. + 0,003 %. При этом обеспечивается и взаимное связывание бора и азота в нитрид, что позволяет пластифицировать сталь. Излишний бор в несвязанном, свободном состоянии повышает закаливаемость стали и упрочняет ее, а также несвязанный азот обусловливает упрочнение твердого раствора кристаллической решетки феррита. В итоге обеспечивается требуемый НД и потребителями комплекс наилучших структуры и свойств проволочной металлопродукции - высокопрочного крепежа.

Ключевые слова: химический состав, микролегирование, бор, катанка, бунтовой прокат, линия двустадийного охлаждения Stelmor, термическая обработка, скорость охлаждения, структура, свойства, технологическая пластичность.

УДК 621.771.252.01; ББК 34.621С

Сычков А.Б., Шекшеев М.А., Малашкин С.О., Камалова Г.Я., Жигарев М. А., Столяров А.Ю.

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОКАТА В БУНТАХ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ В ИЗДЕЛИЯ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ МЕТОДОМ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ

Введение

Современный электрометаллургический комплекс для производства сортового проката включает в себя следующее оборудование: 120-250 тонные дуговые сталеплавильные печи (ДСП), оснащенные альтернативными источниками энергии (газокислородными горелками по периметру и донными продувочными фурмами типа '^апагс"); установки для внепечной обработки стали ковш-печь (УКП); вакууматоры типа УБ/УОБ и КН; 5-8 ручьевые машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с обеспечением полной защиты разливаемых струй металла от вторичного окисления атмосферным воздухом и электромагнитного перемешивания стали (ЭМП) в промежуточном ковше, кристаллизаторе и/или по длине металлургической

линии МНЛЗ. Прокатный передел представляет из себя современные мелкосортные или проволочные станы, в состав которых входят: одна-две нагревательные печи с шагающим подом (ПШП) или шагающими балками (ПШБ), термостат, гидросбив печной окалины, черновая 6-10-ти клетевая, промежуточная 4-6-ти клетевая, чистовая сортовая 46-ти клетевая группы и 8-10-ти клетевой проволочный блок, в ряде случаев с 2-4-мя дополнительными TWIN-BLOCK (для осуществления, например прокатки в условиях низких температур). Используются клети «дуо» для продольной прокатки, которые могут быть с горизонтальным и/или вертикальным расположением рабочих валков с кантующими устройствами (кантующие проводки, валки), или под углом 45о (нескручивающие прово-