Прокатно-пресовое производство

|0,5 |21,5 |280 |310 |325 |335 |

| |26,5 |280 |290 |300 |310 |

| |40,0 |270 |280 |290 |300 |

|20,0 | |300 |325 |335 |- |

| |40,0 |370 |280 |290 |300 |

Более высокий уровень прочностных свойств может быть получен для

листов с неполной рекристаллизованной структурой, в частности после отжига

при температурах 240-270° С. Однако такой отжиг может привести к ухудшению

штампуемости, свариваемости, в некоторой степени коррозионной стойкости и

других свойств листового материала.

Эффект закалки сплавов системы Al-Mg

Закалка алюминиевых сплавов основана на фиксации путем быстрого

охлаждения концентрации твердого раствора, стабильного при более высокой

температуре (выше границы растворимости легирующих элементов, но ниже линии

солидуса).

Возможность получения эффекта упрочнения от закалки алюминиевых

сплавов связана с наличием областей твердых алюминиевых растворов,

концентрация которых меняется с изменением температуры.

Эффект закалки – упрочнение, связанное с образованием пересыщенного

твердого раствора; характеризуется изменением механических и физических

свойств в закаленном состоянии по сравнению с отожженным состоянием.

Зависит - от природы сплава (фазового состава, особенностей структуры

сплава в исходном и закаленном состояниях, в том числе от числа и

распределения точечных дефектов,

дислокаций), условий закалки, предшествующей термической и

механической обработки и ряда других факторов.

Для пересыщенного твердого раствора магния в алюминии характерна

высокая пластичность: относительное удлинение достигает порядка 40% при

сравнительно высоком значении предела прочности (табл.5).

Механические свойства и эффект закалки сплавов АМг2

таблица 5

| |?в, кГ/ммІ|,% |?в, кГ/ммІ|,% | | |

|5,5 |26,6 |40,5 |26,9 |38,3 |0,3 |-2,2 |

|6,5 |28,4 |39,7 |29,6 |39,6 |1,2 |-0,1 |

Свойства листов в нагартованном состоянии

Механические свойства листов из сплава АМг2 в нагартованном состоянии

после вылеживания и различных нагревов (в отожженном состоянии ?в=34,6

кГ/ммІ , ?0,2=17,6 кГ/ммІ , ?=22,5%)

таблица 6

|Состояние, режим |Деформация 20% |Деформация 40% |

|нагрева | | |

| |?в |?0,2 |?, |?в |?0,2 |?, |

| |кГ/ммІ |% |кГ/ммІ |% |

|Исходное, |42,7 |36,9 |635 |47,0 |41,3 |6,9 |

|Вылеживание при |42,6 |34,2 |9,9 |45,8 |37,9 |8,2 |

|20° С, 120ч | | | | | | |

|Вылеживание при |41,2 |32,2 | |10,6 |38,0 |9,2 |

|20° С, 3000ч | | | | | | |

|Нагрев при 80-90°|40,5 |29,8 |12,7 |44,3 |35,2 |12,2 |

|С, 10 ч | | | | | | |

|Нагрев при 70° С,|40,0 |28,2 |13,7 |43,0 |31,6 |12,7 |

|1000ч | | | | | | |

|Нагрев при 100° |41,5 |28,5 |12,5 |42,5 |34,9 |11,4 |

|С, 4ч | | | | | | |

|Нагрев при 100° |38,7 |25,6 |14,3 |41,2 |28,9 |13,4 |

|С, 4ч+70° С, 1000| | | | | | |

|ч | | | | | | |

Нагартованные листы из сплава АМг2 получают путем деформации со

степенью 20-30 %. В ряде случаев для получения более высоких значений

прочностных характеристик листов из АМг6 применяют нагартовку на 40 %.

Однако, при высоких значениях пределов прочности и текучести относительное

удлинение составляет 6-9 %. Поэтому для повышения пластичности такой

материал рекомендуется подвергать кратковременному (до10ч) нагреву при 90 -

100° С, в результате чего прочностные характеристики снижаются, а

пластичность повышается в 1,5 – 2 раза (табл. 6).

Это повышение пластичности позволяет несколько улучшить штампуемость и

производить небольшую гибку и отбортовку материала. Коррозионная стойкость

листового материала из сплава АМг2, нагартованного на 40%, несколько ниже

по сравнению с отожженными листами, но достаточна высока.

Стабилизирующий отпуск (при 90-100° С, до 10ч) предупреждает также

изменение свойств при технологических нагревах (80-90 ° С, 10ч) и

вылеживании, которое сопровождается понижением коррозионной стойкости.

Установлено, что через 6 меяцев хранения листов из сплава АМг2 с 20 % -ной

и 40 % -ной нагартовкой предел текучести снижается на 2,5 и 6,2 кГ/ммІ

соответственно. После 10-20-летнего хранения прочностные свойства принимают

значения, соответствующие исходному отожженному состоянию.

Старение двойных сплавов Al -Mg

Измерения электросопротивления и электронномикроскопические

исследования методом угольных реплик показали возможность образования зон

Гинье – Престона (Г. П.) в этих сплавах (рис.7.)

Электросопротивление

5,03

5,00

4,97

4,94

4,52 2

4,49

3,66 1

3,83

0,1 1 10 100 1000

Время старения,ч

Рис.5. Изменнение электросопротивления сплавов Al c 6,8 и 10 % Mg в

процессе старения при 0 °С. Вертикальная пунктирная прямая –

электросопротивление после отпуска в течение 3 мин. При 150°С. (1- 6 % Mg;

2- 8 % Mg; 1- 10 % Mg)

В результате длительной выдержки закаленных сплавов Al-Mg их

электросопротивление возрастает и вновь снижается после короткого отпуска

при 150° С, что может быть объяснено образованием зон Г.П. Из-за близости

атомных номеров Al и Mg (13 и12) зоны Г.П. в сплавах Al–Mg не выявляются

при рентгеновских исследованиях.

Зарождение дисперсных выделений, образование зон и промежуточных фаз в

сплавах Al–Mg затруднено, распад обычно проходит гетерогенно с

возникновением сравнительно небольшого числа грубых включений. Поэтому

сплавы Al–Mg имеют

сравнительно небольшую прочность и практически не упрочняются

термической обработкой (табл.7.)

Механические свойства сплава Al–Mg

Таблица 7

|Mg,% |(Тзак=460° С) | |°С/ч) |

| |?в,кГ/мм|?, % |?в,кГ/ммІ |?, % |?в,кГ/ммІ |?, % |

| |І | | | | | |

|5,5 |26,9 |38,3 |26,8 |35,8 |26,6 |40,5 |

|6,5 |29,6 |39,6 |28,9 |40,7 |28,4 |39,7 |

Во всех трех состояниях ( закалка, закалка + старение, отжиг) сплавы

Al-Mg имеет структуру пересыщенного твердого раствора. Для структуры

характерен одновременный рост прочности и удлинения по мере повышения

концентрации твердого раствора.

2.3. Выбор и описание прокатного стана.

Горячая прокатка представляет собой головную операцию в

технологическом цикле производства листовых полуфабрикатов из алюминиевых

сплавов. Горячей прокаткой изготавливают листы и плиты. Основная же часть

продукции поступает в виде рулонов толщиной 2,5-10 мм для дальнейшей

холодной прокатки.

Для горячей прокатки применяют одноклетьевые, двухклетьевые и

полунепрерывные станы. Полунепрерывные станы горячей прокатки значительно

производительнее и позволяют использовать слитки большой массы. В состав

полунепрерывных станов входят одна или две реверсивные черновые клети с

эджерами, одни или двое ножниц и непрерывная чистовая группа клетей. Число

чистовых клетей составляет трех до шести. Полунепрерывные станы

характеризуются раскатными полями значительной протяженности для

обеспечения прокатки слитков большой массы.

Размеры слитка определяют технологические свойства данного металла при

прокатке, размеры и назначение готовых листов, мощность и размеры основного

оборудования.

Ширина слитка выбирается исходя из ширины В готового листа с учетом

припуска К на ширину обрезных кромок, на возможное уширенение и обжатие в

эджерных валках: Всл = В + К, где К = 40-60 мм. При продольной прокатке

ширина слитка выбирается из стандартного ряда с припуском зависящим от

марки сплава. В данном случае для сплава АМг6 готовый лист шириной В = 1800

мм, следовательно ширина слитка Всл =2200 мм.

Необходимо из заготовки размером 280х2200х 3600 изготовить лист

размером 3,5 х 1800 х 4250, т.к. толщина листа небольшая, выбираем для

прокатки семи клетьевой полунепрерывный стан горячей прокатки “КВАРТО

2800”. В состав станов горячей прокатки входят эджерные клети, направляющие

линейки, поворотные столы, толкатели, ножницы, рольганги, моталки и т.д.

Горячая прокатка ведется продольным способом до толщины 2,5-10 мм на

полунепрерывных станах.

Нагретый слиток подается из печи к прокатному стану по рольгангу.

Прокатка ведется последовательно в первой реверсивной клети до указанной

толщины, затем во второй реверсивной клети. Получают раскат толщиной от 30

до 90мм, обрезают на гильотинных ножницах с переднего торца, затем

передают в 5-и клетьевую непрерывную группу, где осуществляется деформация

металла одновременно во всех клетях.

На выходе из последней клети, в зависимости от толщины катаемой полосы и

назначения проката, его направляют либо на приемный рольганг, где

подвергают разрезке гильотинными ножницами, либо полосу сматывают в рулон с

помощью подпольной моталки. При выходе из последней клети, боковые кромки

полосы обрезают дисковыми ножницами.

Краткая характеристика стана:

. Диаметр рабочих валков (черновая клеть № 1) ………… 750 мм;

. Диаметр рабочих валков (черновая клеть № 2) ………… 750 мм;

. Диаметр рабочих валков (чистовая клеть № 3-7) ……… 650 мм;

. Диаметр опорных валков (черновая клеть № 1) ………..1400 мм;

. Диаметр опорных валков (черновая клеть № 2) ……….1400 мм;

. Диаметр опорных валков (чистовая клеть № 3-7) ……..1500 мм;

. Длина бочки валка………………………………………...…2800 мм;

. Конечная толщина (черновая клеть № 1) ………….100 – 200 мм;

. Конечная толщина (черновая клеть № 2) ……………..50 – 90 мм;

. Конечная толщина (чистовая клеть № 7) ………………..3 – 8 мм;

. Максимальная скорость прокатки ( клеть №1,2) ……… 90 м/мин;

. Максимальная скорость прокатки ( клеть №3-7) …….. 300 м/мин;

. Допустимое усилие прокатки …………………………………3000 тс;

. Номинальный момент прокатки (клеть №1,2) ……………..104 тм;

. Номинальный момент прокатки (клеть № 1,2) …………….104 тм;

. Номинальный момент прокатки (клеть № 3,4) …………….123 тм;

. Номинальный момент прокатки (клеть № 5) ………………..86 тм;

. Номинальный момент прокатки (клеть № 6,7) ……………40,8 тм;

. Мощность главного привода (клеть №1,2) ……………….6400 кВт;

. Мощность главного привода (клеть №3-7) ……………….4200 кВт;

. Длина раскатного поля между чистовой и черновой группами 60 м.

3. Выбор режимов обжатий по проходам

Величина обжатия – важная характеристика процесса прокатки и, будучи

связана с температурой и скоростью, она определяет количество продукции и

производительность стана. Большие обжатия уменьшают неравномерность

деформации, способствуют получению горячекатаных полос с неравномерной

структурой и стабильными свойствами, существенно уменьшают возможность

раскрытия слитка, обеспечивают высокую производительность. Обжатие

ограничивается: предельным углом захвата ?; давление металла на валки Р;

величиной момента Мнр.

Зная среднюю вытяжку за все проходы ?ср (ориентировочно ?ср=1,3),

можно вычислить ориентировочно число проходов n, необходимых для проката

полосы сечением F0 в полосу сечением Fк:

n = Ln F0 -Ln Fк ,

Ln ?ср

Где F0= h0 x В0 – площадь поперечного сечения заготовки

Fк= h0 x Вк – площадь поперечного сечения проката, следовательно

n = Ln(210x2200) – Ln(2,9x1100) = 13,33 – 7,75 = 16,6 ~ 17

Ln1,3

0,26

После определения числа проходов составим таблицу распределения обжатий по

проходам (таб. 8.)

Распределение обжатий по проходам

Таблица 8

|1-ая реверсивная |1 |210 |200 |10 |4,76 |

| |2 |200 |190 |10 |5,00 |

| |3 |190 |180 |10 |5,26 |

| |4 |180 |165 |15 |8,33 |

| |5 |165 |150 |15 |9,09 |

| |6 |150 |135 |15 |10,0 |

| |7 |135 |120 |15 |11,11 |

| |8 |120 |105 |15 |12,5 |

|2-ая реверсивная |9 |105 |85 |20 |19,05 |

| |10 |85 |65 |20 |23,53 |

| |11 |65 |45 |20 |30,77 |

| |12 |45 |28 |17 |37,8 |

|Пятиклетьевая |13 |28 |15 |1,3 |46,4 |

| |14 |15 |9,2 |5,8 |38,7 |

| |15 |9,2 |6 |3,2 |34,8 |

| |16 |6,0 |3,5 |2,5 |41,7 |

| |17 |3,5 |2,9 |0,6 |17,44 |

3.1. Абсолютное обжатие

Абсолютное обжатие ?h , определяемое как разница в толщине полосы на

входе h0 и на выходе h1 в данном проходе,

?h = h0 - h1 мм

1-я реверсивная клеть 2-я реверсивная клеть 5-ти

клетьевая непрер. гр.

?h1 = 210 – 200 = 10 мм ?h9 = 105 – 85 = 20 мм ? h13

= 28 – 15 = 13 мм

?h2 = 200 – 190 = 10 мм ?h10 = 85 – 65 = 20 мм ? h14

=15 – 9,2 = 5,8мм

?h3 = 190 – 180= 10 мм ?h11 = 65– 45 = 25 мм ? h15 =

9,2 – 6 = 3,2 мм ?h4 = 180 – 165 =1 5 мм ?h12 = 45 – 28 =17 мм

?h16= 6 – 3,5 = 2,5 мм

?h5 = 165 – 150 = 15 мм

? h17 = 3,5 – 2,9 = 0,6 мм

?h6 = 150 – 135 =1 5 мм

?h7 = 135 – 120 = 15 мм

?h8 = 120 – 105 = 15 мм

3.2. Относительное обжатие.

Определяем величину относительного обжатия:

?i = ?hi x 100,

Где Hi – Начальная толщина на входе в I-м проходе, мм; i –номер прохода;

?hi – абсолютное обжатие, мм ?hi = Hi – hi;

hi – конечная толщина на выходе в i-м проходе.

1-я реверсивная клеть 2-я реверсивная клеть 5-ти

клетьевая непрер. гр.

?1= 10 : 210 x 100 = 4,7 % ?9= 20 : 105 x 100 = 19,05 % ?13= 13 : 28

x 100 = 46,4 %

?14= 5,8 :

15 x 100 = 38,7 %

?2= 10 : 200 x 100 = 5,0 % ?10= 20 : 85 x 100 = 23,53 % ?15= 3,2 :

9,2 x 100 = 34,8%

?3= 10 : 190 x 100 = 5,26 % ?11= 20 : 65 x 100 = 30,77% ?16= 2,5 : 6 x

100 = 41,7 %

?4= 15 : 180 x 100 = 8,33 % ?12= 17 : 45 x 100 = 37, 8 % ?17= 0,6 : 3,5

x 100 = 17,4% ?5= 15 : 165 x 100 = 9,09 %

?6= 15 : 150 x 100 = 10,0 %

?7= 15 : 135 x 100 = 11,11 %

?8= 15 : 120 x 100 = 12,5 %

3.3. Величина угла захвата.

Величина угла захвата находится по формуле:

?i = ? ?hi , рад.

Где Ri – радиус рабочего валка в i –м проходе, мм

Первая реверсивная клеть R = 375мм

?1 = ? (?h1: R1) = ?(10: 375) = 0,16 рад, ?1 = 9°

?2 = ? (?h2 : R2) = ?(10: 375) = 0,16 рад, ?2 = 9°

?3 = ? (?h3: R3) = ?(10: 375) = 0,16 рад, ?3 = 9°

?4 = ? (?h4: R4) = ?(15: 375) = 0,2 рад, ?4 = 11°

?5 = ? (?h5: R5) = ?(15: 375) = 0,2 рад, ?5 = 11°

?6 = ? (?h6: R6) = ?(15: 375) = 0,2 рад, ?6 = 11°

?7 = ? (?h7: R7 )= ?(15: 375) = 0,2 рад, ?7 = 11°

?8 = ? (?h8: R8) = ?(15: 375) = 0,23 рад, ?8 = 11°

Вторая реверсивная клеть R = 375мм

?9 = ? (?h9: R9) = ?(20: 375) = 0,23 рад, ?9 = 13°

?10 = ? (?h10: R10) = ?(20: 375) = 0,23 рад, ?10 = 13°

?11 = ? (?h11: R11) = ?(20: 375) = 0,25 рад, ?11 = 13°

?12 = ? (?h12: R12) = ?(17: 375) = 0,25 рад, ?12 = 11°

Пятиклетьевая реверсивная группа R = 325мм

?13 = ? (?h13: R13) = ?(13: 325) = 0,28 рад, ?13 = 10°

?14 = ? (?h14: R14) = ?(5,8: 325) = 0,25 рад, ?14 =8°

?15 = ? (?h15: R15) = ?(3,2: 325) = 0,18 рад, ?15 = 6°

?16 = ? (?h16: R16) = ?(2,5: 325) = 0,18рад, ?16 = 5°

?17 = ? (?h17: R17) = ?(0,6: 325) = 0,12рад, ?17 = 3°

3.4. Средняя толщина проката

hсрi – средняя высота полосы в i-м проходе, мм

hсрi = (Hi + hi) / 2

hср1 = (210+200) / 2 = 205, мм hср10 = (85+65) / 2 = 75

мм

hср2 = (200+190) / 2 = 195, мм hср11 = (65+45) / 2 = 55

мм

hср3 = (190+180) / 2 = 185, мм hср12 = (45+28) / 2 =

36,5 мм

hср4 = (180+165) / 2 = 172,5 мм hср13 = (28+15) / 2 =

21,5 мм

hср5 = (165+150) / 2 = 157,5, мм hср14 = (15+9,2) / 2 =

12,1 мм

hср6 = (150+135) / 2 = 142,5, мм hср15 = (9,2+6) / 2 =

7,6 мм

hср7 = (135+120) / 2 = 127,5, мм hср16 = (6+3,5) / 2 =

4,75 мм

hср8 = (120+105) / 2 = 112,5 мм hср17 = (3,5+2,9) / 2 =

3,2 мм

hср9 = (105+85) / 2 = 95, мм

Итоговая таблица по расчетам таблица 9

|i |Hi |hi |?hi |?i |hср |?i |

|1 |210 |200 |10 |4,7 |205 |9 |

|2 |200 |190 |10 |5,0 |195 |9 |

|3 |190 |180 |10 |5,26 |185 |9 |

|4 |180 |165 |15 |8,33 |172,5 |11 |

|5 |165 |150 |15 |9,09 |157,5 |11 |

|6 |150 |135 |15 |10,0 |142 |11 |

|7 |135 |120 |15 |11,11 |127,5 |11 |

|8 |120 |105 |15 |12,5 |112,5 |11 |

|9 |105 |85 |20 |19,05 |95 |13 |

|10 |85 |65 |20 |23,53 |75 |13 |

|11 |65 |45 |20 |30,77 |55 |13 |

|12 |45 |28 |17 |37,8 |365 |11 |

|13 |28 |15 |13 |46,4 |21,5 |10 |

|14 |15 |9,2 |5,8 |38,7 |12,1 |8 |

|15 |9,2 |6,0 |3,2 |34,8 |7,6 |6 |

|16 |6,0 |3,5 |2,5 |41,7 |4,75 | |

| | | | | | |5 |

|17 |3,5 |2,9 |0,6 |17,4 |3,2 |3 |

Заключение

По намеченным схемам произвели подсчет технологических величин –

исходная и конечная толщина для каждого прохода, средняя толщина для

каждого прохода, абсолютное обжатие, угол захвата. Определили, что

технологические величины не превышают допустимых значений.

В процессе продольной прокатки из сляба сплава АМг2 размером 210 х

1200 х 2200 изготовили листы размером 2,9 х 1100х 2500.

Список литературы

1. Меерович И.М. «Прокатка плит и листов из легких сплавов.» Издательство

“Металлургия”, 1969 г.

2. Колпашников А.И. «Прокатка листов из легких сплавов. » Издательство

“Металлургия”, 1970 г.

3. Крейндин Н.Н. «Расчет обжатий при прокатке.» Металлургиздат 1963г.

4. Башлыков В.А. «Технология листовой прокатки» Куйбышев 1975 г.

5. Каргин В.Р., Макаров Е.М., Чертков Г.В. Элементы «Элементы теории и

технологии прокатки листов из легких сплавов» Куйбышев 1987г.

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Прокатно-пресовое производство

ИНТЕРЕСНОЕ