Сущность процесса прокатки

П рокатка  вид обработки давлением, при котором заготовка обжимается двумя вращающимися навстречу друг другу валками прокатного стана, рис.7.

Деформация металла при прокатке происходит на небольшом участке АВВ₁А₁ (рис.7, а), который называется зоной деформации. Дуга АВ называется дугой захвата, а центральный угол , отвечающий дуге АВ,  углом захвата.

При прокатке увеличиваются длина и ширина заготовки, и уменьшается ее толщина. Относительное уменьшение толщины заготовки в процессе прокатки называется относительным обжатием или степенью деформации (в %). Максимальное значение относительного обжатия составляет 0,2…0,5. Уширение заготовки в процессе прокатки составляет 5…10 % от обжатия.

Отношение длины заготовки после прокатки l₁ к исходной l₀, равное отношению площадей поперечного сечения первоначального F₀ к полученному F₁, называется коэффициентом вытяжки :

Это одна из основных характеристик процесса прокатки. Значение  за один проход заготовки составляет обычно 1,1…1,6, а иногда достигает 2…2,5.

Условия захвата заготовки валками. При прокатке металл втягивается в зазор между валками силами трения между заготовкой и валками. В точках А и А₁ действуют силы давления валков на металл N и силы трения Т, проекции которых на ось х соответственно (рис.7, а). Валки захватят металл тогда, когда втягивающее усилие будет больше, чем выталкивающее: .

При горячей прокатке на гладких валках угол захвата составляет 15…24, а на валках с вырезами (ручьями)  32…33. При холодной прокатке листов  = 3…10.

Основные виды прокатки. Различают три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую.

При продольной прокатке (рис.7, а) заготовка перемещается перпендикулярно к осям валков, которые вращаются в противоположных направлениях. До 90 % всего проката изготовляют продольной прокаткой (листы, полосы, прутки).

При поперечной прокатке (рис.7, б) валки вращаются в одном направлении и вращают заготовку, которая деформируется, перемещаясь вдоль оси валков.

Поперечно-винтовая прокатка (рис.7, в) осуществляется вращающимися в одном направлении и расположенными под углом один к другому валками. Такое расположение валков обеспечивает возникновение осевого усилия, перемещающего заготовку. Поперечная и поперечно-винтовая прокатки применяются при изготовлении изделий с переменным по длине сечением.

Сортамент проката определяется профилем прокатанного металла. Профилем изделия называется форма его поперечного сечения.

По сортаменту продукцию прокатного производства делят на следующие группы:1) сортовой прокат; 2) листовой прокат; 3) трубы; 4) специальный прокат.

С ортовая сталь делится на профили общего назначения  круг, полоса, квадрат, угол, швеллеры, двутавровые балки и др. (рис.8, а) и профили специального назначения  рельсы, профили для автотракторостроения, судостроения, транспортного машиностроения и других отраслей промышленности (рис.8, б).

Листовая сталь делится на тонколистовую (менее 4 мм) и толстолистовую (толщиной 4160 мм).

Трубы разделяют на две группы: бесшовные и сварные. Кроме того, выпускают трубы фасонные и переменного сечения.

К специальным видам проката относятся вагонные колеса (рис.8, в), зубчатые колеса, шары, периодический прокат (рис.8, г), а также гнутый профиль (рис.8, д).

Заготовками для сортового проката являются блюмы (сечением от 150150 до 450450 мм), для листового проката  слябы (толстые плиты толщиной до 350 мм).