Введение к работе
/
Одной из областей использования плоского проката из медных сплавов является изготовление металлических монет, потребность в которых в России и других странах сравнительно постоянная с учетом их обновления.
В последние годы Монетными дворами Москвы и Санкт-Петербурга были выданы заводам ОЦМ новые технические условия на производство ленточной заготовки из «монетных» сплавов повышенной точности с высокими механическими свойствами, которые существенно зависят от режимов прокатки.
Актуальность проблемы.
Температурно-деформационные, скоростные и силовые режимы прокатки полос из крупногабаритных слитков сложнолегированных медных («монетных») сплавов: ЛМц 58-2 и МН-25 не достаточно изучены и не оптимизированы, что приводит к снижению качества-
Экспериментальных данных по сопротивлению деформации и предельной пластичности для температурно-скоростных условий горячей прокатки полос из сплава ЛМц 58-2 недостаточно, а для нового медно-никелевого сплава МН-25 они отсутствуют, что затрудняет совершенствование режимов горячей прокатки полос из этих сплавов.
Использование ломов, в том числе низкосортных, и отходов производства приводит к значительным колебаниям химического состава сплава ЛМц 58-2 и требует различных режимов прокатки и термообработки полос. Стабилизация ширины и уменьшение разноширинности горячекатаной полосы требует повышения точности моделей поперечной деформации и экспериментальных данных о влиянии технологических переменных, в первую очередь обжатия, на
уширение полосы при прокатке. Особенно актуальна эта проблема для станов, не оснащенных измерителями ширины.
Шдь—работы. Разработка и совершенствование температурных, деформационных и скоростных режимов реверсивной горячей прокатки в
РОС t з. ^,,1ММЯ
' -'СА
2tmhf
горизонтальных и вертикальных валках полос из крупногабаритных слитков «монетных» сплавов с учетом реологических свойств и колебаний химического состава.
Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
исследование влияния технологии прокатки крупногабаритных слитков на показатели качества полос из «монетных» сплавов;
определение реологических свойств марганцовистой латуни ЛМц 58-2 и нового медно-никелевого сплава МН-25 и исследование влияния на изменение этих свойств технологических факторов путем проведения пластометрических исследований в температурно-скоростном режиме, соответствующем интервалам горячей прокатки;
путем экспериментально-расчетного моделирования исследовать влияние температурно-деформационных и скоростных режимов на изменение реологических характеристик исследуемых сплавов применительно к горячей прокатке на реверсивном стане;
исследование возможности получения заданного уровня механических свойств и качества поверхности полос из марганцовистой латуни ЛМц 58-2 путем корректировки технологических параметров процесса прокатки при колебании химического состава;
экспериментальное и теоретическое исследование условий формирования поперечной деформации полосы при горячей прокатке и разработка методов расчета, позволяющих повысить точность величины уширения полосы и настройки валков;
использование результатов исследований при создании и внедрении в технологию производства полос крупногабаритных слитков новых научно-технических решений, обеспечивающих совершенствование технологии, улучшение качества полос, повышение выхода годного проката.
Научная новизна.
Построены диаграммы пластичности и кривые деформационного упрочнения сплавов ЛМц 58-2 и МН-25; определено влияние температурно-
скоростных и технологических параметров прокатки на пластичность и сопротивление деформации этих сплавов получены уравнения длля расчета as Ар\
-
С использованием методики пластометрических исследований при дробном нагружении и математической модели, учитывающей уравнения теории наследственности, определены закономерности изменения сопротивления деформации сплавов ЛМц 58-2 и МН-25 при моделировании процессов реверсивной горячей прокатки полос, т.е. сложных режимах развития деформации во времени;
-
Получено эмпирическое уравнение расчета степени эквивалентности меди (М), учитывающее влияние химического состава слитков из сплава ЛМц 58-2 на температурные и деформационные режимы горячей и холодной прокатки полос. Определено критериальное значение М = 58,5%.
-
Получили дальнейшее развитие методы экспериментального и аналитического исследования формирования поперечной деформации полосы. Получено уравнение расчета уширения полосы с учетом анизотропности относительных деформаций при горячей прокатке полос из невысоких (ho/b0<0,5) слябов.
Практическая ценность. Результаты исследований и расчетов внедрены в производство, а полученные аналитические уравнения могут быть использованы при совершенствовании режимов прокатки, разработке конструкций новых станов и систем автоматического регулирования показателей качества прокатываемых полос из крупногабаритных слитков сплавов ЛМц 58-2 и МН-25.
Реализация работы в промышленности. Основные результаты экспериментальных и теоретических исследований внедрены на стане Дуо 850 ОАО «Кольчугинский завод по обработке цветных металлов («Кольчугцветмет») в виде температурных, деформационных и скоростных режимов прокатки полос из крупногабаритных слитков сплавов ЛМц 58-2 и
МН-25. В результате внедрения новых режимов на ОАО «Кольчугцветмет» за счет снижения брака, уменьшения разноширинности и повышения выхода годного получен значительный экономический эффект. Положения, выносимые на защиту
1 Статистические характеристики толщины,
ширины, предела прочности, относительного удлинения и качества
поверхности полос из сплавов ЛМц 58-2 и МН-25.
2. Реологические свойства марганцовистой латуни ЛМц 58-2 и нового медно-никелевого сплава МН-25.
3 Основные закономерности деформируемости и формирования механических свойств исследуемых сплавов при дробной горячей
деформации применительно к условиям реверсивного прокатного стана.
4. Методы расчёта уширения металла при горячей прокатке полос с учетом анизотропности относительных деформаций
5 Температурные, деформационные и скоростные режимы прокатки полос из крупногабаритных слитков с учетом реологических
свойств, колебаний химического состава и закономерностей формирования
поперечных деформаций и механических свойств исследуемых сплавов.
Апробация работы. Основные материалы работы доложены и обсуждены на:
1. Международном конгрессе «Машиностроительные технологии-99»,
Болгария, София, 1999 г.
2. Международной научно-технической конференции «Теория и
практика производства проката», г. Липецк, ЛГТУ, 2001 г.
-
IV-ом Конгрессе прокатчиков, г. Магнитогорск, ММК, 2001 г.
-
Научно-техническом совете ОАО «Институт Цветметобработка», г. Москва, 2003 г.
Публикации: Основное содержание диссертации опубликовано в 7
научных статьях.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников из 132 наименований и трех приложений. Общий объем работы составляет 132 стр. машинописного текста, включая 19 рисунков, 37 таблиц.
