Устройство для правки цилиндрических изделий

Полезная модель (ПМ) относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при правке цилиндрических изделий типа прутков и труб из титановых сплавов, в том числе имеющих выпуклые поверхностные неровности. Технической задачей, решаемой ПМ, является повышение, стабильности и точности операции правки за счет увеличения устойчивости сохранения геометрической формы направляющих элементов, повышение производительности оборудования за счет сокращения вспомогательного времени на их переустановку и наладку. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для правки цилиндрических изделий, содержащем установленную в корпусе обойму, образованную выпуклым и вогнутым косорасположенными валками и расположенными по обе стороны от обоймы направляющими элементами, контактирующие с поверхностью обрабатываемых титановых изделий, поверхности направляющих элементов снабжены износостойким упрочнением, обладающими повышенной лиофобность по отношению к титановым сплавам. 1 илл.

Полезная модель (ПМ) относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при правке цилиндрических изделий типа прутков и труб из титановых сплавов, в том числе имеющих выпуклые поверхностные неровности.

При правке прутков и труб круглого сечения наибольшее распространение получили косовалковые машины. Как правило, для правки проката в потоке используются многовалковые правильные машины, а для прецизионной правки вне потока используются двухвалковые машины. Основным деформирующим инструментом правильного устройства (стана) является валки, вращающиеся в подшипниках, установленных в станине рабочей клети. В качестве вспомогательного (направляющего) инструмента используют неподвижные линейки, ролики, приводные и неприводные диски.

Направляющие элементы, выполненные из стали, непрерывно контактируют в условиях трения с изделиями, изготовленными из титановых сплавов. Возникающие между ними поверхностные явления являются выражением особых свойств поверхностных слоев, т.е. тонких слоев вещества на границе соприкосновения тел между сталью и титановыми сплавами, которые имеют свои характерные особенности. Эти особенности обусловлены избытком свободной энергии поверхностных слоев, свойствами их структуры и состава. Любое "модифицирование" поверхностного (межфазного) слоя обычно приводит к усилению или ослаблению молекулярного взаимодействия между контактирующими фазами (лиофильность и лиофобность). Лиофильность означает хорошее (часто полное) смачивание, малое межфазное натяжение, устойчивость поверхностей к взаимному слипанию. Тонкая оксидная пленка на поверхности титана в условиях трения практически не влияет на его лиофобность, а большая реакционная способность ювенильной поверхности титана способствует к контактному схватыванию, в частности, при контактировании с другими металлами.

Лиофобность - противоположное понятие.

Известна двухвалковая клеть винтовой прокатки со станиной закрытого типа (см. патент РФ 2129052, м. кл. B21B 19/04, заявл. 18.03.1998 г.,) - прототип, содержащая смонтированную на опорной плите станину, несущую по два комплекта кассет с рабочими валками и нажимных устройств, а также направляющие элементы, выполненные в виде линеек, роликов или дисков.

Недостатком известной конструкции клети, при обработке изделий из титана, являются повышенный износ стальных направляющих элементов из-за специфических условий контактировании поверхностей титановых сплавов со сталью, указанных выше. При изменении геометрических размеров направляющих элементов нарушается геометрия очага деформации, что отрицательно сказывается на качестве проката.

Замена таких направляющих элементов представляет собой затратную по времени работу, требующую высокой квалификации от исполнителей на их переустановку и наладку.

Технической задачей, решаемой ПМ, является повышение, стабильности и точности операции правки за счет увеличения устойчивости сохранения геометрической формы направляющих элементов, повышение производительности оборудования за счет сокращения вспомогательного времени на их переустановку и наладку.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для правки цилиндрических изделий, содержащем установленную в корпусе обойму, образованную выпуклым и вогнутым косорасположенными валками и расположенными по обе стороны от обоймы направляющими элементами, контактирующие с поверхностью обрабатываемых титановых изделий, поверхности направляющих элементов снабжены износостойким упрочнением, обладающими повышенной лиофобность по отношению к титановым сплавам.

Износоустойчивые упрочнения на основе материалов, сочетающих износоустойчивость и лиофобность по отношению к титановым сплавам, например, материалы, содержащие карбиды ванадия, молибдена, вольфрама пр., обеспечивают синергетический эффект, увеличивая стойкость направляющих элементов до 10 и более раз.

ПМ поясняется чертежом, на котором изображена схема процесса правки проката круглого сечения в двухвалковом правильном стане.

Стан для косовалковой правки содержит вогнутый валок 1, выпуклый валок 2, обрабатываемое изделие 3, направляющие элемента (линейки) 4, износостойкое упрочнение 5.

Пример конкретного выполнения.

Был модернизирован двухвалковый правильный стан «Bronks» (Производства Великобритании). На рабочую поверхность направляющих линеек, изготовленных из стали марки 9ХФ с наплавленным на рабочую поверхность слоя толщиной 4 мм проволокой марки «Sabaros» содержащей карбид вольфрама, методом электроискрового легирования был нанесен упрочняющий слой твердового сплава марки BK8 (92%WC, 8%Co, сплав обладает повышенными лиофобными свойствами по отношению к титану) толщиной 0,15-0,3 мм. Размер линеек: длина 278 мм, ширина 170 мм, толщина 15 мм, комплект 2 штуки.

Сравнительные испытания показали:

1. Стойкость линеек при правке прутков 8-18 мм из титановых сплавов увеличилась с 0,5 тонн/ комплект до 4,8 тн/комплект.

2. Вспомогательное время на перевалку комплекта линеек после износа с 7 часов на тонну выправленных прутков сократилось до 0,75 часов на тонну.

Следует понимать, что в данном описании были проиллюстрированы те аспекты ПМ, которые необходимы для его ясного понимания. Некоторые аспекты ПМ, которые будут очевидны для рядовых специалистов в данной области техники и которые, поэтому, не будут способствовать облегчению понимания настоящей ПМ, представлены не были, чтобы упростить данное описание. Несмотря на то, что были описаны варианты воплощения настоящей ПМ, рядовым специалистам в данной области техники после изучения описания будет ясно, что в него может быть внесено множество модификаций и изменений. Все такие изменения и модификации настоящей ПМ считаются подпадающими под объем представленного выше описания и прилагаемой формулы ПМ.

Устройство для правки цилиндрических изделий из титановых сплавов, содержащее установленную в корпусе обойму, образованную выпуклым и вогнутым косо расположенными валками и расположенными по обе стороны от обоймы направляющими элементами, отличающееся тем, что направляющие элементы на контактирующих с поверхностью обрабатываемых титановых изделий поверхностях выполнены со слоем износостойкого упрочняющего материала, обладающего повышенной лиофобностью по отношению к титановым сплавам.