книги из ГПНТБ / Биметаллические трубы

нялось жидкое стекло (у — 1,1 г/см3). Правильность выбранных пара­ метров прессования определялась качеством труб.

б) с повышением коэффициента деформации качество поверхно­ сти улучшается;

в) хорошее качество поверхности труб обеспечивается примене­ нием стеклопорошка с вязкостью 10—25 Н-с/м2 (100—250 П) фрак­ ции до 0,4 мм, наносимого на поверхность нагретой заготовки, и стекла с вязкостью 70—100 Н-с/м2 (700—1000 П) фракции 0,4— 0,8 мм для шайб, а также стеклопорошка с вязкостью 30—40 Н-с/м2 (300—400 П), наносимого в виде

кость которых при температуре прессования составляла соответ­ ственно 7,5, 80 и 300 Н-с/м2 (75, 800, 3000 П) (рис. 19). Температура размягчения этих стеклосмазок находится в пределах 350—800° С.

Эффективность исследуемых смазок оценивалась стойкостью инструмента и качеством поверхности прессованных труб. Стойкость инструмента была максимальной при применении стеклосмазки с вяз­ костью 80 Н-с/м2 (800 П). Наилучшее качество поверхности полу­ чено при прессовании труб на стеклянных смазках с вязкостью 70— 100 Н-с/м2 (700—1000 П).

Для промышленного производства биметаллических труб сталь 10 + бронза БрОФ 7—0,2 прессованием в качестве смазки рекомен­ дуется:

а) на матрицу устанавливать две шайбы: сначала — шайбу из стекла К плюс 5% графита (по объему), затем графито-битумную шайбу. Применение дополнительно графито-битумной шайбы улуч­

При исследовании процесса прессования биметаллических труб сталь 20 + медь МОб на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 31 500 кН (3150 тс) при температуре 900—920° С установлено,

Температура, °С

что хорошие результаты обеспечивает следующая технологическая смазка: на наружную поверхность (для обкатки) — графит + + 15% NaCl; на матрицу (для шайб) — графит + 10% жидкого стекла; на иглу — аквадаг, стабилизированный машинным маслом.

Процесс производства биметаллических труб на прессах и прокат­ ных станах из полых заготовок практически ничем не отличается от изготовления однослойных труб. Исключение представляет реду­ цирование заготовки по внутреннему диаметру, которое при изго­ товлении биметаллических труб должно быть минимальным.

При прессовании на вертикальных механических трубопрофиль­ ных прессах, учитывая их конструкцию, необходимо обеспечить пред­ варительный ввод оправки внутрь двухслойной заготовки, чтобы исключить свободную осадку последней по внутреннему диаметру,

82

возможное расслоение ее и окисление контактной поверхности и не допустить повышенной разностенности слоев. Желательно применять даже некоторую раздачу (1—6 мм) двухслойной заготовки путем введения иглы большего диаметра, для чего игла должна иметь на конце направляющий конус. Введение иглы внутрь двухслойной заготовки до ее осадки обеспечивается подвешиванием наружного ползуна, несущего прессштемпель, на внутренний ползун, несущий иглодержатель и иглу.

На действующих механических прессах можно осуществлять вы­ движение иглы на 250—300 мм до подхода прессштемпеля к заго­ товке.

н а я — з а д н и й к о н е ц т р у б

С Л О Й , м м

Для обеспечения смазки технологического инструмента вертикаль­ ного механического пресса в процессе прессования на матрицу и верхний торец заготовки кладутся картонные шайбы, а затем порции смазки.

Характер деформации слоев заготовки изучали на темплетах от заторможенных заготовок и на образцах, вырезанных в разных ме­ стах по длине биметаллических труб и отрезанных от концов.

Изменение толщины и разностенности внутреннего медного слоя при прокатке на непрерывном стане биметаллических труб сталь 10 + + медь МЗр размерами 5 7 X 6 ,0 и 6 0 x 6 ,0 мм из двухслойной заго­

в пределах 0,7— 1,3 мм, а поперечная разнотолщинность его дохо­ дила до 0,5 мм, или 50% . Разнотолщинность слоя на задних концах труб (по ходу прокатки) и по длине меньше (до 0,3 мм или 30% ). Уменьшается она и при удалении от конца трубы (см. рис. 21). Поэтому

передние концы должны быть обрезаны несколько больше (130 мм), чем задние (80 мм). Повышенная разностенность получена за счет выпусков в ручьях валков. Она может быть снижена при дальнейшем совершенствовании круглой калибровки валков.

При прокатке на пилигримовом стане биметаллических труб сталь 10 + медь МЗр размерами 168X5,0; 168X7,5; 219x8,0 и 273X9,0 мм из двухслойных заготовок 275x51,0; 275x52,0; 327X54 и 379X53 мм (коэффициент вытяжки 13; 9; 9,1 и 7,5 при подаче 9;

3 — 50 м м ; 4 — 80 м м )

12; 15,5 и 17 мм) номинальная толщина внутреннего медного слоя составляла 0,9 мм; разнотолщинность его в основном (80%) не превы­ шала 0,5 мм, 10% труб имели разнотолщинность медного слоя до

трубы — количество труб с толщиной слоя 0,9 ± 0,2 мм составило 85—91,7%; по передним 71,8 — 80%.

Аналогичное распределение по длине труб имеет и разнотолщин­ ность медного слоя. Разнотолщинность до 0,5 мм на задних концах и середине имели 75— 100% труб, а на передних концах 36—60% труб. Объясняется это тем, что передний конец трубы прокатывается при неустановившемся, а середина и задний конец трубы — при установившемся процессе прокатки.

84

Эти результаты могут быть улучшены путем большей подрезки передних концов труб и применением специальной круглой кали­ бровки.

Номинальные толщины суммарной стенки и медного слоя на зад­ них концах прессованных труб размером 60x6,0 мм больше, чем на передних примерно на 0,4 и 0,05 мм, соответственно. Повышение толщины стенки можно объяснить некоторым износом матриц в про­ цессе прессования.

Толщина плакирующего слоя изменяется пропорционально тол­ щине суммарной стенки. Разнотолщинность их (включая изме­

Фактическая поперечная разнотолщинность медного слоя прессо­ ванных труб размером 66 X 7,25 мм находится в пределах 0,1—0,45 мм по передним и 0,1—0,6 мм по задним концам (рис. 23), а труб размером 60X6,0 мм соответственно в пределах 0,05—0,25 и 0,05—0,30 мм, т. е. разнотолщинность несколько меньше на передних концах и снижается с уменьшением толщины суммарной стенки и толщины слоя.

По длине прессованных биметаллических труб сталь 10 + медь МЗр (рис. 24, 25) и сталь 10 + сталь 0Х18Н10Т (рис. 26) размерами 63X7,0; 66X6,0 и 66x7,0 мм для установившегося процесса прессо­ вания толщина плакирующего слоя практически одинаковая, разно­ толщинность слоя изменяется в узких пределах — до 0,2 мм, что меньше, чем при прокатке на непрерывном стане. Это также указы­ вает на равномерность истечения и на преимущества прессования перед прокаткой. Наружный диаметр труб изменяется в пределах + 1%. При неустановившемся процессе прессования, как правило, на переднем конце наблюдается некоторое занижение толщины мед­ ного слоя, что объясняется характером истечения и большей пластич­ ностью его.

Исследовано влияние температуры, скорости и степени деформа­ ции при прессовании на прочность сварки слоев биметаллических труб многих сочетаний металлов, в том числе: из стали 10, плакированных изнутри или снаружи сталью 0Х18Н10Т (в интервале температур 1000— 1250° С), из стали 10, плакированных изнутри медью (в интер­ вале температур 700—950° С), и из стали 10, плакированных изнутри бронзой БрОФ 7—0,2 и Бр АЖ9—4 (в интервале температур 730— 830° С).

Как известно, значительное влияние на прочность сварки слоев оказывает расположение соединяемых металлов. Во всех случаях, кроме расположения снаружи нержавеющей стали, больший коэф­ фициент линейного расширения внутренних слоев благоприятствует сварке слоев [коэффициенты линейного расширения стали 0Х18Н10Т,

85

Разндтолщинность, мм

mo woo то то ssoo то то

Длина, нм

___ І_

Разнотолщинность, мм

слоев, при этом прочность в месте сварки достигает 50— 150 МН/м2

При выборе h6 необходимо учитывать прочность срезаемых мате­ риалов и геометрические размеры труб, чтобы обеспечить срез слоя,

а не смятие одного из них (рис. 6).

При обратном расположении слоев сварка происходит лишь при совместной их дефор­

тах вытяжки 6—16 (рис. 27).

слоя, мм

С увеличением деформации и повышением температуры при прес­ совании биметаллических труб значительно возрастает прочность сварки слоев, причем в большей степени при внутренней плакировке.

напряжение среза 230 МН/м2 (23 кгс/мм2), а выпрессованные при

(62,5 кгс/мм2), или на 35%. При более высоких температурах мак­ симальная прочность сварки достигается при меньших деформациях. При 1250° С максимальная прочность 450 МН/м2 (45 кгс/мм2) полу-

88

Пается при р — 14, а при 1000* С при р ^ 16 только 230 Мн/м4 (23 кгс/мм2).

С ростом степени деформации до определенного значения подни­ мается и прочность сварки слоев. Однако влияние деформации

ность сварки практически не изменяется. Данные для труб сталь 0Х18Н10Т + сталь 10 аналогичны приведенным, но абсолютные величины напряжения среза ниже. Кроме того, можно ожидать

28, 29). Минимальное сопротивление срезу составило 150— 155 МН/м2

90