книги из ГПНТБ / Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры

Окалина на катанке должна быть равномерной и лег­ ко удаляться с поверхности при травлении. Масса ее не должна превышать 0,3% массы катанки (не только на наружных, но и на внутренних витках мотков).

Желательно, чтобы глубина рисок и рябоватостп ие превышала 0,10 мм на катанке KTIABK, и чтобы они со­ вершенно отсутствовали на катанке КПАОВК.

Микроструктура и качество поверхности должны оцениваться современными методами контроля п соот­ ветствовать нормам для катанки класса ВК по ОСТ 14-2-71.

Разброс механических свойств ие должен превышать 5—10% [32].

2. ПРОКАТКА И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА КАТАНКИ НА ПРОВОЛОЧНОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ

За последние годы в передовых прокатных цехах при­ меняют огневую зачистку заготовок в потоке обжимных станов, высокоскоростной нагрев металла, блочные кон­ струкции трехвалковых чистовых клетей, механизмы ре­ гулируемого охлаждения и другие устройства, в резуль­ тате чего резко повышено качество катанки [32, 33].

Высококачественную катанку прокатывают главным образом на непрерывных проволочных станах [34]. На этих агрегатах устанавливают предварительно напря­ женные чистовые клети, роликовую арматуру и меха­ низмы автоматического петлерегулпрования в чистовых группах клетей [19, 32]. Однако на небольших заводах используют линейные проволочные станы [35].

После горячей прокатки катанка остывает на возду­ хе. Поэтому структура и механические свойства ее недо­ статочно удовлетворительны и однородны. В последние годы стали применять термическую обработку — сорби­ тизацию (патентированпе) катанки с прокатного нагре­ ва, используя различные варианты интенсивного регули­ руемого охлаждения горячей катанки на стане.

Наилучшие структура и свойства катанки получают­ ся после патентирования с прокатного нагрева нитью, а не бунтами. Так, на заводе Роблинг (США) осущест­ влена обработка углеродистой катанки ступенчатым ох­ лаждением водой в потоке [36]. Аналогичная работа в

СССР проведена ЦНИИЧМ и заводом «Красная Этна» [37,38].

40

3. СОРБИТИЗАЦИЯ КАТАНКИ НА ПРОВОЛОЧНОМ СТАНЕ ЛИНЕЙНОГО ТИПА

Исследования на стане1

На заводе «Красная Этна» патентированию с про­ катного нагрева подвергали катанку диаметром 6,5 мм из сталей 65Г и У8А. Процесс осуществляли путем не­ прерывного или прерывного охлаждения катанки нитью проточной водой до субкритических температур. Эвтектоидиого превращения аустенита достигали при после-

Рис. 8. Схема установки для охлаждения катанки водой с прокатного нагрева:

/ — чистовая клеть; Л — моталка; 1—7 — секции охлаждения катанки

дующем непрерывном охлаждении бунта катанки на воздухе. Патентированне производили на проволочном стане 270 с линейным расположением клетей. Скорость прокатки была около 8 м/с. Масса бунта составляла 60—65 кг. Переохлаждение аустенита проводили водой в направляющих трубах, через которые двигалась катан­ ка. Расстояние от чистовой клети до моталки составля­ ло 15 м. Для охлаждения использовали воду с темпера­ турой 22—29° С. Температуру переохлаждения аустени­ та изменяли, варьируя длительность пребывания катан­ ки в воде и на воздухе путем подключения и отключения воды в отдельных секциях. По выходе с моталки бунты охлаждали в атмосферных условиях на металлическом настиле.

Устройство для патентирования катанки на проволоч­ ном стане показано на рис. 8.

Зависимость механических свойств патентированной катанки от ее температуры по выходе с моталки харак­ теризуется кривыми рис. 9.

1 В работе участвовали автор, М. Н. Петров и В. Я. Гурьев (ЦНИИЧМ), В. Ф. Велик, А. Т. Быкадоров и Н. Н. Бусыгин (завод «Красная Этна»).

41

Механические свойства упрочненной и неупрочненной катанки приведены в табл. 23. Она показывает, что ка­ танка, патентироваиная как с прокатного, так и со спе­ циального нагрева, имеет примерно одинаковые механи­ ческие характеристики. При сравнении ее со свойствами

Рис. 9. Механические свойства катанки, упрочнен­ ной о х л а ж д е н и е м с прокатного нагрева, в зависи­ мости от ее температуры по выходе с моталки: сплошные линии — сталь У8Л; пунктирные линии — сталь 65Г

катанки обычного охлаждения видно, что временное со­ противление увеличилось на 21—25%. На катанке, упрочненной с прокатного нагрева, значительно повыша­ ются относительное сужение (на 80—140%), пределы те­ кучести и упругости (на 45—75%) и лишь число скручи­ ваний стали, патентироваиной с прокатного нагрева, меньше, чем у катанки обычного охлаждения.

Микротвердость катанки, патентироваиной с прокат­ ного и специального нагрева, мало различается.

42

Сравнение механических свойств готовой проволоки диаметром 4 мм, протянутой из катанки диаметром 6, 5 мм, патентнрованной с прокатного и со специального нагрева, приведено в табл. 24.

Лабораторные исследования

Для сокращения объема работ непосредственно на проволочном стане в ЦНИИЧМ исследовали упрочнение образцов калиброванной катанки диаметром 6,5 мм из стали 85 на специально спроектированной и изготовлен­ ной для этой цели опытной лабораторной установке [38].

Здесь катанку подвергали высокотемпературному на­ греву, охлаждали ее водой до субкрптическнх темпера­ тур и стабилизировали температуру при эвтектопдном превращении аустенита. Образец катанки, нагретый электроконтактным способом (электросопротивлением) до 900—950° С, опускали в бак с водой. По истечении за­ данного срока выдержки его вынимали. При непрерыв­ ном охлаждении образец опускали в воду один раз, при прерывистом — три-раза.

Разумеется, процесс патентнрования специально на­ гретой (после обычной прокатки и охлаждения) катан­ ки нельзя считать идентичным процессу патентнрования ее с прокатного нагрева, однако с некоторыми допуще­ ниями можно сравнивать между собой влияние преры­ вистого и непрерывного охлаждения образцов при обоих

незначительно (табл. 25). На основании проведенных ра­ бот можно сделать следующие выводы:

1. На проволочном стане линейного типа при скорос­ ти прокатки около 8 м/с после патентнрования с прокат­ ного нагрева может быть получена катанка с механиче­ скими свойствами, мало отличающимися от свойств ка­

установки можно рекомендовать применение непрерыв­ ного охлаждения.

44

Т а б л и ц а 25

Механические свойства катанки из стали 85 диаметром 6,5 мм после различных режимов термической обработки

4. Пластические свойства холоднотянутой проволоки диаметром 4 мм из стали У8А, изготовленной из патентированной с прокатного нагрева катанки, несколько уступают соответствующим показателям проволоки, про­ тянутой из катанки, подвергнутой обычному патентированпю. Следовательно, катанку, сорбитизированную с прокатного нагрева, целесообразно применять как пере­ дельную заготовку повышенного' качества, но не для во­ лочения ее непосредственно на высококачественную ар­ матурную проволоку готового размера. В дальнейшем при значительном улучшении процесса сорбитизации это ограничение сможет отпасть.

4. СОРБИТИЗАЦИЯ КАТАНКИ НА НЕПРЕРЫВНОМ ПРОВОЛОЧНОМ СТАНЕ

На непрерывных станах катанку прокатывают с боль­ шими скоростями (до 60 м/с) при высокой температуре конца прокатки (1000—1100° С) и большой массе бунтов (1000 кг и более). Сорбитизация такой катанки более сложна, чем катанки, получаемой на станах линейного

45

Г Л А В А IV

ПРОИЗВОДСТВО АРМАТУРНОЙ ПРОВОЛОКИ

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА

Большинство технологических процессов производст­ ва арматурной проволоки обычными методами анало­ гично основным процессам изготовления других видов наклепанной холоднотянутой проволоки из высокоугле­ родистых сталей, например канатной и пружинной. При этом исходную заготовку (катанку или проволоку) под­ вергают термической обработке (обычно патентированию) для получения заданной исходной структуры [43]. Поверхность стали готовят к деформации (удалением окалины химическим или механическим способом, после­

Кроме указанных выше широко распространенных процессов, при изготовлении арматурной проволоки при­ меняют еще и новые специфические процессы — профи­ лирование (при изготовлении проволоки периодического профиля) и завершающую термическую обработку пос­ ле деформации — отпуск. Организация рационального производства арматуры потребовала также доработки процессов патентнрования для заготовки диаметром бо­ лее 8 мм и некоторого уточнения технологии волочения.

Наибольшие трудности встречаются при выпуске ар­ матурной проволоки больших диаметров (6—8 мм), для изготовления которой по обычным технологическим ва­ риантам нужна катанка из высокоуглеродистой стали особо больших диаметров (12—16 мм и более), а также мощные термические и волочильные агрегаты, которые обычно не требуются при производстве проволоки дру­ гих видов.

Наряду с уже внедренной в заводскую практику тех­ нологией за последние годы разработан ряд новых пер­ спективных процессов п вариантов производства арма­ турной проволоки.

47

Ниже приведены данные о модернизации существую­ щих и разработке новых процессов н об их отдельных этапах по материалам лабораторных исследований в ЦНИИЧМ, а также промышленного опробования и внедрения этих процессов на предприятиях.

2. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВКИ, ПРЕДШЕСТВУЮЩАЯ ХОЛОДНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

должна состоять только из сорбита и не содержать про­ дуктов промежуточного превращения [49]. Процесс, обеспечивающий получение такой структуры, можно считать оптимальным процессом патептпроваиия.

На заготовках (передельной проволоке) большого диаметра однородность сорбптовой структуры при патентированпи достигается использованием двух патентировочных ванн .(ступенчатое патеитирование), интенси­ фикацией процесса охлаждения и рациональным подбо­

дены данные о минимальном времени нагрева проволо­

48

Т а б л и ц а 27

Механические свойства патентированных образцов проволоки из стали У8 диаметром 16 мм в зависимости от числа патентировочных ванн

. при патентировании, а также о минимальном времени ох­ лаждения и нагрева в соляных патентировочных ваннах.

Механические свойства образцов проволоки диамет­ ром 16 мм, патентированных в одной и двух ваннах, да­ ны в табл. 27 и 28. Зависимость механических свойств

Т а б л и ц а 28

Изменение твердости и временного сопротивления образцов проволоки из стали У9ГА диаметром 16 мм в зависимости

проволоки диаметром 8 мм, протянутой из заготовки диа­