Лекция 10 Прокат и его производство

 

 

Прокатка – это способ обработки пластическим деформированием – наиболее распростран¨нный. Прокатке подвергают до 90 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов. Способ зародился в XVIII веке и, претерпев значительное развитие, достиг высокого совершенства.

Сущность процесса: заготовка обжимается (сдавливается), проходя в зазор между вращающимися валками, при этом, она уменьшается в сво¨м поперечном сечении и увеличивается в длину. Форма поперечного сечения называется профилем.

Процесс прокатки обеспечивается силами трения между вращающимся инструментом и заготовкой, благодаря которым заготовка перемещается в зазоре между валками, одновременно деформируясь. В момент захвата металла со стороны каждого валка действуют на металл две силы: нормальная сила INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image001.gif" \* MERGEFORMAT и касательная сила трения INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image002.gif" \* MERGEFORMAT (рис. 10.1).

 

INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image003.gif" \* MERGEFORMAT

 

Рис. 10.1. Схема сил, действующих при прокатке

 

Угол INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image004.gif" \* MERGEFORMAT – угол захвата, дуга, по которой валок соприкасается с прокатываемым металлом – дуга захвата, а объ¨м металла между дугами захвата – очаг деформации.

Возможность осуществления прокатки определяется условием захвата металла валками или соотношением INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image005.gif" \* MERGEFORMAT ,

где: INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image006.gif" \* MERGEFORMAT – втягивающая сила - проекция силы трения INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image007.gif" \* MERGEFORMAT на горизонтальную ось; INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image008.gif" \* MERGEFORMAT – выталкивающая сила – проекция нормальной реакции валков INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image009.gif" \* MERGEFORMAT на горизонтальную ось.

При этом условии результирующая сила будет направлена в сторону движения металла.

Условие захвата металла можно выразить: INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image010.gif" \* MERGEFORMAT

Выразив силу трения INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image011.gif" \* MERGEFORMAT через нормальную силу INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image012.gif" \* MERGEFORMAT и коэффициент трения INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image013.gif" \* MERGEFORMAT : INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image014.gif" \* MERGEFORMAT , и, подставив это выражение в условие захвата, получим:

INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image015.gif" \* MERGEFORMAT или INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image016.gif" \* MERGEFORMAT .

Таким образом, для захвата металла валками необходимо, чтобы коэффициент трения между валками и заготовкой был больше тангенса угла захвата.

Коэффициент трения можно увеличить применением насечки на валках.

При прокатке стали INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image017.gif" \* MERGEFORMAT = 20…25 ⁰, при горячей прокатке листов и полос из цветных металлов – INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image018.gif" \* MERGEFORMAT = 12…15 ⁰, при холодной прокатке листов – INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image019.gif" \* MERGEFORMAT = 2…10 ⁰.

Степень деформации характеризуется показателями:

– абсолютное обжатие: INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image020.gif" \* MERGEFORMAT ( INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image021.gif" \* MERGEFORMAT – начальная и конечная высоты заготовки);

относительное обжатие: INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image022.gif" \* MERGEFORMAT

Площадь поперечного сечения заготовки всегда уменьшается. Поэтому для определения деформации (особенно когда обжатие по сечению различно) используют показатель, называемый вытяжкой (коэффициентом вытяжки).

INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image023.gif" \* MERGEFORMAT

где: INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image024.gif" \* MERGEFORMAT – первоначальные длина и площадь поперечного сечения, INCLUDEPICTURE "../AppData/Local/Temp/л10.files/10.files/image025.gif" \* MERGEFORMAT – те же величины после прокатки.

Вытяжка обычно составляет 1,1…1,6 за проход, но может быть и больше.