Прокатка металла. краткая характеристика. сущность метода.

Прокатка – это вид обработки металлов давлением, при котором заготовка силами трения втягивается в зазор между вращающими валками прокатного стана и пластически деформируется ими с уменьшением площади поперечного сечения

Прокатке подвергают до 90 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов.Существуют три основных способа прокатки: продольная, поперечная, поперечно – винтовая (рис.1).

Рис. 1. Схемы основных видов прокатки:

а – продольная; б – поперечная; в – поперечно – винтовая

При продольной прокатке деформация осуществляется между вращающимися в разные стороны валками (рис.1 а). Заготовка втягивается в зазор между валками за счет сил трения и перемещается перпендикулярно осям валков. Этим способом изготавливается около 90 % всей катаной продукции – сортовой прокат, ленты, полосы, листы.

^ Поперечная прокатка (рис. 1б). Валки вращаются в одну сторону, приводя во вращательное движение заготовку.

В процессе поперечной прокатки обрабатываемое тело удерживается в валках с помощью специального приспособления. Обжатие заготовки по диаметру и придание ей требуемой формы сечения обеспечивается профилировкой валков и изменением расстояния между ними. Данным способом производят специальные периодические профили, изделия представляющие тела вращения – шары, оси, шестерни.

^ Поперечно – винтовая прокатка (рис. 1в). Валки, вращающиеся в одну сторону, установлены под углом друг другу. Прокатываемый металл получает и вращательное и поступательное движение. В результате сложения этих движений каждая точка заготовки движется по винтовой линии. Применяется для производства труб и периодического проката.

Теоретические основы прокатки

Для того чтобы начался процесс прокатки, необходимо выполнить условие захвата заготовки валками. В момент захвата металла со стороны каждого валка действуют на металл две силы: нормальная сила и касательная сила трения

Угол – угол захвата; дуга, по которой валок соприкасается с прокатываемым металлом – дуга захвата, а объем металла между дугами захвата – очаг или зона деформации.

Проекция нормальной реакции на направление оси заготовки стремится вытолкнуть заготовку из зоны деформации, а проекция силы трения на тоже направление – втянуть заготовку в зону деформации.

Таким образом, для захвата металла валками необходимо, чтобы коэффициент трения между валками и заготовкой был больше тангенса угла захвата.

Абсолютное обжатие – разность исходной Н и конечной h толщин .

Относительное обжатие или степень деформации (%) полосы по высоте представляет собой отношение абсолютного обжатия к исходной толщине

Максимальное значение степени деформации составляет 20–50%.

Продукция прокатного производства

Форма поперечного сечения называется профилем проката. Совокупность профилей различной формы и размеров – сортаментом проката Различают пять групп сортамента проката: сортовой, листовой, трубный, специальный и периодический.

1) ^ Сортовой прокат. Среди сортового проката различают:

заготовки круглого, квадратного и прямоугольного сечения для ковки и прокатки;

простые сортовые профили (круг, квадрат, шестигранник, полоса, лента);

фасонные сортовые профили:

профили общего назначения (уголок, швеллер, тавр, двутавр);

профили отраслевого назначения (железнодорожные рельсы);

профили специального назначения (профиль для рессор, напильников).

2)^ Листовой прокат. Листовой прокат из стали и цветных металлов подразделяется на толстолистовой (4…60 мм), тонколистовой (0,2…4мм) и жесть (менее 0,2 мм). Толстолистовой прокат получают в горячем состоянии, другие виды листового проката – в холодном состоянии. Прокатку листов и полос проводят в гладких валках.

3) ^ Трубный прокат. Трубный прокат получают на специальных трубопрокатных станах. Различают бесшовные горячекатаные трубы диаметром 25…550 мм и сварные диаметром 5…2500 мм.

Трубы являются продуктом вторичного передела круглой и плоской заготовки.

Общая схема процесса производства бесшовных труб предусматривает две операции: 1– получение толстостенной гильзы (прошивка); 2 – получение из гильзы готовой трубы (раскатка).

Первая операция выполняется на специальных прошивочных станах в результате поперечно-винтовой прокатки. Вторую операцию выполняют на трубопрокатных раскатных станах различных конструкций: пилигримовых, автоматических и др.