ВАЛОК ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОГЕОМЕТРИИ ПОВЕРХНОСТИ КАТАНКИ И МЕЛКОГО СОРТА

Валок для формирования микрогеометрии поверхности катанки и мелкого сорта
Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована при горячей прокатке катанки и мелкого сорта.
Известно, что при волочении для снижения коэффициента трения, усилия волочения и износа волок необходим устойчивый захват смазки заготовкой. Это возможно при достаточно развитой поверхности заготовки. Опытным путем установлено, что для процесса волочения оптимальной является микрогеометрия поверхности катанки и мелкого сорта, имеющая параметры среднего отклонения профиля Ra  4-15 мкм и среднего шага неровностей S  15-30 мкм.
Проблемы формирования регламентируемой шероховатости поверхности на текуш,ий момент решаются, в основном, применительно к холодной прокатке листа. Анализ большинства работ показывает, что наиболее эффективным воздействием на формирование микрорельефа прокатной продукции является состояние поверхности валков: увеличение шероховатости поверхности валков приводит к росту шероховатости проката. Перенос шероховатости валков на полосу можно представить в виде отношения: где Л„ и R - средние арифметические отклонения профилей шероховатости
поверхности полосы и валка соответственно.
Это отношение рассматривается, например, в книге Мелешко В.И., Качайнова А.П., Мазура В.Л. Прогрессивные методы прокатки и отделки листовой стали, М., Металлургия, 1980, с. 154-160, и лежит в пределах 0,3-0,5.
Однако процесс формирования микронеровностей на полосе в очаге деформации для холодной прокатки листа и горячей прокатки круглой стали в калибровочных валках различен. Шероховатость полосы при горячей прокатке, в отличие от холодной, более приближена к шероховатости прокатных валков; это объясняется различными температурно-деформационными условиями и работой сил трения на контакте валков и полосы. Кроме того, связь шероховатости валков и полосы, очевидно, зависит от скорости прокатки и от прочностных характеристик нрокатываемого металла.
МКИВ2ГС9/00 В 21 С 1/16
RJR.
Наиболее близким аналогом к заявляемому является валок для формирования микрогеометрии поверхности проволоки при подготовке к волочению по а.с. СССР №820962 кл. МКИ В 21 С 9/00, В 21 С 1/16, опубл. 25.04.81 г., имеющий микрорельеф калибра с высотой шероховатости в интервале (0,006-0,02)d при шаге равном (0,0070,015)d, где d - диаметр катанки. Недостатком данных калибров является то, что шероховатость катанки пе будет идентичной шероховатости прокатных валков.
Техническая задача полезной модели - получение металлопроката с требуемыми параметрами микрогеометрии поверхности для улучшения захвата смазки заготовкой при волочении за счет регламентации шероховатости поверхности калибров прокатных валков.
Для решения этой задачи предлагается валок для формирования микрогеометрии поверхности катанки и мелкого сорта, имеющий микрорельеф калибра с заданной шероховатостью, в котором шероховатость имеет параметры среднего отклонения профиля R и среднего шага неровностей S, определяемые по
зависимостям:
R 38,689xF ° + R +m;
5, 39,487xF-  + S, +к,
F - скорость прокатки, м/с;
п -(0,КО,9);
ш, к - коэффициенты, зависящие от предела прочности сг, исходной заготовки
под прокатку, причем:
для сг,  700 МПа:
ш - О, к  0; для 700 МНа cTi 1200 МПа:
m  1, к  2; для о- 1200 МПа:
ш  2, к  4.
Значение показателя степени п лежит в пределах -(О,К 0,9) в зависимости от величины требуемой шероховатости поверхности металлопроката при постоянном его диаметре: чем выше параметры R и S., тем больше п. Например, катанка диаметром
параметрамиЛд  3,5-10 мкм и S 15-30 мкм, поэтому при R  3,5 мкм и 5. 15 мкм значение п  -0,1, а при „  15 мкм и S. 30 мкм значение п  0,9.
Все вышеперечисленные зависимости получены в результате обработки опытных данных и являются эмпирическими.
На фиг. 1 изображен предлагаемый валок, на фиг. 1 - сечение А-А на фиг.2. Валок имеет форму цилиндра 1 с кольцевыми углублениями - калибрами 2 на цилиндрической поверхности, имеющими в сечении дугу окружности.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что калибры валков станов для горячей прокатки круглой стали, предназначенной для волочения, выполняют с шероховатостью в углублениях 2, имеющей параметры среднего отклонения профиля R и среднего шага неровностей S с учетом конечной скорости
прокатки, предела прочности исходной заготовки под прокатку и требуемой микрогеометрии готового проката, причем параметры шероховатости калибров валков определяются по зависимостям:
R -38,689xF- +  +ш;
5,-39,487xF-° + S, +к.
Промышленные испытания осуществляли на мелкосортно-проволочном стане. Некоторые данные опытной прокатки катанки и мелкого сорта приведены в таблице.
Таблица
Таким образом, экспериментальные исследования подтвердили приемлемость предлагаемой полезной модели для решения поставленной задачи и его преимущества перед известным.
При реализапии предлагаемой полезной модели сначала определяют, какую микрогеометрию необходимо получить на катанке, затем, учитывая конечную скорость прокатки и предел прочности исходной заготовки, из зависимостей
R, 38,689xF-° +  +m;
S, 39,487xF-  + S, +K
находят параметры шероховатости поверхности калибра валка.
Пример конкретной реализации способа
Для улучшения захвата смазки заготовкой под волочение необходимо получить катанку диаметром 6,5 мм из углеродистой стали, имеюш:ей предел прочности сг,  500
МПа, с параметрами шероховатости R  6 мкм, S  20 мкм. Катанка производится на мелкосортном стане при конечной скорости прокатки 50,8 м/с с обжатием в последней клети 18%.
Чтобы получить требуемую шероховатость на катанке, необходимо, чтобы калибры прокатных валков в последней клети стана имели микрорельеф со следуюш,ими параметрами:
R 38,689xF-° + R +m;
5, 39,487xF-  + 5-; +к.
Результаты расчета дают:
R  38,689x50,8° + 6° + О - 8,4;
S  39,487x50,8° + 20° + О  20,8.
Таким образом, калибры последней клети стана делаются с микрорельефом, имеюш;им параметры R  8,4 мкм и 5  20,8 мкм.