Мёнхенгладбах, Германия

Ж. Я. Ротенберг, независимый исследователь, канд. техн. наук, эл. почта: zhozef.rotenberg@mail.ru

Национальный исследовательский технологический университет МИСИС, Москва, Россия
А. С. Будников, доцент кафедры обработки металлов давлением (ОМД), канд. техн. наук, эл. почта: budnikov.as@misis.ru
М. Д. Дудырев, аспирант кафедры ОМД, эл. почта: m153802@edu.misis.ru

Особенностью большинства станов винтовой прокатки является осуществление деформации с подпором, т. е. под воздействием внутриочагового осевого сжатия. Это является важным фактором, влияющим на характер формоизменения заготовки. В калибре прокатного стана присутствует значительная поперечная деформация, вследствие чего формоизменение металла происходит в условиях знакопеременной радиальной деформации, на которую расходуется существенная часть затрачиваемой при прокатке мощности. Идея поперечно-винтовой прокатки под воздействием внутриочагового осевого растяжения основана на создании таких условий прокатки, при которых заготовка деформируется с осевым натяжением. Реализовать процесс винтовой прокатки в таких условиях можно с применением калибровки рабочих валков с гребнем, расположенным перед захватным участком. Приведены результаты оценки влияния внутриочагового осевого растяжения на формоизменение сплошной заготовки круглого сечения при поперечно-винтовой прокатке в косовалковом стане. Формоизменение оценивали по заторможенным в процессе прокатки образцам диаметрами 26, 32 и 36 мм. Характер поперечной деформации определяли коэффициентом овальности, который равен отношению наибольшего радиуса в межвалковом пространстве к радиусу калибра. Для сравнительной оценки изменения поперечной деформации образцов одного диаметра в эксперименте использовали отношение площадей под графиком коэффициентов овальности, которые рассчитали для образцов, прокатанных на опытной и штатной калибровках. Результаты эксперимента подтвердили эффективность применения опытной калибровки с целью снижения поперечной деформации и улучшения геометрических параметров заготовок при прокатке.

1. Будников А. С., Харитонов Е. А., Исхаков Р. В., Сабуркин В. Д. Исследование редуцирования труб на трехвалковом калибровочном стане винтовой прокатки ТПА-160 // Сталь. 2019. № 8. С. 43–46.
2. Пат. DE 102012007379. Verfahren zum Schrägwalzen von zylindrischen Erzeugnissen / Rotenberg Zhozef ; опубл. 29.12.2016.
3. Ротенберг Ж. Я., Будников А. С. Модернизация технологии винтовой прокатки в многовалковом стане // Известия вузов. Черная металлургия. 2022. Т. 65. № 1. С. 28–34.
4. Галкин С. П., Фадеев В. А., Гусак А. Ю. Методика виртуальных пережимов для расчета мини-станов радиально-сдвиговой (винтовой) прокатки // Производство проката. 2016. № 2. С. 27–35.
5. Карпов Б. В., Скрипаленко М. М., Галкин С. П., Скрипаленко М. Н. и др. Исследование нестационарных стадий радиально-сдвиговой прокатки заготовок с профилированными торцами // Металлург. 2017. № 4. С. 18–24. DOI: 10.1007/s11015-017-0486-9
6. Lü C. Q., Guo D., Gao H. F., Yang Z. L. et al. Effect of helical deformation on fatigue life of torsion shaft by rolling // Journal of Plasticity Engineering. 2019. Vol. 26, Iss. 2. P. 177–184.
7. Toporov V. A., P’yankov B. G., Panasenko O. A. et al. Production of thinwalled sleeves on the piercing mill at PAO STZ // Steel in Translation. 2017. Vol. 47. P. 330–333.
8. Mashekov S., Nurtazaev E., Mashekova A., Abishkenov M. Extruding aluminum bars on a new structure radial shear mill // Metalurgija. 2021. Vol. 60. No. 3. P. 427–430.
9. Shatalov R. L. Medvedev V. A. Effect of deformed workpiece temperature inhomogeneity on mechanical properties of thin-walled steel vessels during treatment in a rolling and pressing line // Metallurgist. 2019. Vol. 63, Iss. 1-2. P. 176–182. DOI: 10.1007/s11015-19-00807-W
10. Шаталов Р. Л., Медведев В. А., Загоскин Е. Е. Определение механических свойств стальных тонкостенных сосудов по твердости после горячей винтовой прокатки с последующей штамповкой и закалкой // Черные металлы. 2019. № 7. С. 36-41.
11. Skripalenko M. M., Karpov B. V., Rogachev S. O. et al. Simulation of the kinematic condition of radial shear rolling and estimation of its influence on a titanium billet // Materials. 2022. Vol. 15, Iss. 22. P. 79–80.
12. Король А. В., Алещенко А. С., Шамилов А. Р., Гончарук А. В. Моделирование операции двухвалковой винтовой прошивки сталей типа 13Cr // Черные металлы. 2022. № 7. С. 47–52.
13. Ротенберг Ж. Я. Методика расчета коррекции искажения продольного профиля калибра косовалкового стана // Труды XXIV Международной научно-практической конференции «Трубы-2021» : сборник докладов в 2 ч. Ч. 2. — Челябинск : АО «РусНИТИ», 2021. С. 71–77.
14. Mashekov S. A., Absadykov B. N., Mashekova A. S. Investigation of the kinematics of rolling ribs and pipes on a continuous radial-shifting mill of a new construction // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. 2018. Vol. 3. No. 430. P. 98–109.
15. Pater Z., Tomczak J., Bulzak T. Numerical analysis of the skew rolling process for main shafts // Metalurgija. 2015. Vol. 54. No. 4. P. 627–630.
16. Lezhnev S. N., Naizabekov A. B., Panin E. A., Volokitina I. E. et al. Graded microstructure preparation in austenitic stainless steel during radial-shear rolling // Metallurgist. 2021. Vol. 64. P. 1150–1159.
17. Пат. DE 10107567. Verfahren zum Kaltwalzen von nahtlosen Kupferrohren / Roller E. ; опубл. 29.08.2002.
18. Cao Q., Hua L., Qian D. Finite element analysis of deformation characteristics in cold helical rolling of bearing steel-balls // Journal of Central South University. 2015. No. 22. P. 1175–1183.
19. Xuan T. D., Sheremetyev V. A., Komarov V. S. et al. Comparative study of superelastic Ti–Zr–Nb and commercial VT6 alloy billets by QForm simulation // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2021. Vol. 62. P. 39–47.
20. Bellman M., Kümmerling R. Optimierung des Spreizwinkels von Lochschrägwalzwerken für die Herstellung nahtloser Rohre // Stahl Eisen. 1993. Vol. 113. No. 9. S. 111–117.