Введение к работе
Актуальность работы. Тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден и их сплавы) находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Основным потребителем вольфрамовых полуфабрикатов в виде прутков и проволоки, является светотехническое производство электровакуумных приборов. Исходной заготовкой для получения прутков и проволоки служат спеченные штабики, которые имеют низкую технологическую пластичность и чувствительны к режимам обработки металлов давлением. Распространенным видом брака является расслоение проволоки, который приводит к большим технологическим потерям как при обработки металлов давлением, так и при изготовлении деталей электровакуумных приборов. Особо острой является проблема получения прецизионной проволоки для изделий электронной техники, которая должна иметь минимальное количество расслоений. Поэтому, в области обработки давлением выдвигаются задачи повышения качества полуфабрикатов из тугоплавких металлов.
Существующая технология получения проволоки из вольфрама и его сплавов, включающая ротационную ковку штабиков до прутков диаметром Змм и последующего волочения, отличается низкой производительностью труда, неравномерностью деформации металла и связанной с ней нестабильностью свойств по длине прутков и проволоки, высокой трудоемкостью, особенно на первых этапах ручной ковки штабиков.
Одним из наиболее перспективных направлений в решении указанных проблем представляется разработка и широкое промышленное освоение процессов сортовой прокатки, значительно сокращающих количество технологических операций и повышающих эффективность произ-водсьва. Однако, развитие указанного направления сдерживается из-за недостаточной изученности ряда вопросов технологии сортовой прокатки спеченных порошковых заготовок из вольфрама и его спла-
bob в калибрах:условия уплотнения спеченных порошковых заготовок в зависимости от технологических параметров; особенностей формоизменения штабиков вольфрама и его сплавов в соответствии принятых режимов нагрева и термообработки новым режимом деформипрвания.
В связи с вышеизложенным, проблема разработки и освоения научно-обоснованных режимов сортовой прокатки спеченных штабиков туго плавких металлов, направленная на решение задач повышения эффекти внести производства и качества выпускаемой продукции, а также эко номии остродефицитных материалов является актуальной.
Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование и разработка технологии получения катаных прутков диаметром 5,6-7,0 мм из спеченных порошковых заготовок вольфрама марки ВА и сплава ВР-20 в вытяжных калибрах, выбора типа стана, разработка сии темы калибров и темепратурно-деформационных режимов, обеспечивающих повышение эффективности производства на базе замены трудоемких операций ротационной ковки процессом сортовой прокатки.
Задачами работы явились: разработка инженерного метода расчетг характеристик напряженно-деформированного состояния при прокатке в калибрах; исследование изменения плотности спеченных порошковы> заготовок в зависимости от технологических режимов прокатки; разработка рациональных технологических режимов прокатки вольфрамові штабиков, обеспечивающие высокое качество полуфабрикатов.
Научная новизна.
-
На основании анализа качественных характеристик продукции получаемой на станах различного типа, предложено применение двух валкового стана сортовой прокатки вместо агрегатов ротационно ковки.
-
С использованием постулатов теории механики сплошных сред
математической теории пластичности разработан инженерный метод расчета напряжений, деформаций и степени накопленной деформации в объеме очага деформации при прокатке в системе вытяжных калибров "квадрат-овал-ребровой овал".
3. Сформулированы следующие основные принципы конструирования калибров, заключающиеся в выполнении требований: а> обеспечение максимального охвата прокатываемого металла калибром, для создания благоприятной схемы напряженного состояния: б) согласование Форш заготовки, формы калибра и степени вытяжки таким образом, чтобы в любом сечении по длине очага деформации накопленная степень деформации не превышала критического значения.
3. Установлено влияние температуры, скорости и степени деформации на изменение плотности спеченных заготовок при прокатке в калибрах. Предложена методика определения оптимальных коэффициентов вытяжек в калибрах по величине исходной плотности порошковой заготовки.
5. Разработан технологический процесс получения прутков диаметром 5,6...7.0 мм методом сортовой прокатки на двухвалковом ставе спеченных заготовок из вольфрама марки ВА и сплава BP-Z0. Новизна технологического процесса подтверждена авторскими свидетельствами на изобретение (A.C.N 403499,900531.1279145.1431183.1623834).
Практическая ценность и промышленная реализация работы. Работа выполнена в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских и опытно-технологических работ Института металлургии им.А.А.Байкова РАН в лаборатории пластической деформации металлических материалов. Практическая ценность работы состоит в том.чго в ней решена важная научно-техническая задача - повышение зіЬЬекти-вности производства, за счет внедрения прогрессивного способа сортовой прокатки; повышение качества выпускаемой пролукшги и экономии
- б -
остродефицитных материалов, за счет исключения из технологического процесса операций ручной ротационной ковки.
Результаты диссертационной работы использованы при разработке технологического процесса сортовой прокатки прутков диаметром 5,6-7.0 ш из штабиков вольфрама марки ВА и сплава ВР-20» которая внедрена на Московском заводе электровакуумных приборов. Годовой экономический эффект от внедрения результатов работы составил 50 тыс. р»6. на 1 т. готовой продукции в ценах 1988 г.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и ооеуж-дены на: Всесоюзной конференции "Новые технологические процессы и оборудование прокатного производства - средство повышения качества и эконоыии металла" (г.Челябинск, 1980 г.); Всесоюзной конференции "Физико-химические основы жаропрочности металлических материалов" (г. Москва, 1983 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Новые технологические процессы как средство интенсификации производства и повышения качества продукции" (г.Челябинск, 1989 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, об
зорной главы и четырех глав, в которых изложены методика и экспе
риментальные результаты работы, а также главы, посвященной промыш
ленному опробованию полученных результатов и на основании их, вне
дрению разработанной технологии, выводов, списка используемой ли
тературы и приложений. Диссертация содержит страниц, из них