ВОЛОЧІННЯ СТАЛЕВОЇ ЗАГОТОВКИ, ЩО МАЄ НЕСТАБІЛЬНІ ГЕОМЕТРИЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ, З ОДЕРЖАННЯМ ЯКІСНОГО ДРОТУ (по зауваженням)

Понедельник, 23 Июнь 2014

Докладчик

Петлеваный Евгений Александрович

  • Должность: ассистент
  • Организация: Национальная металлургическая академия Украины
  • Подразделение: кафедра "Качество, стандартизация и сертификация"
  • Город: Днепропетровск
  • E-Mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. | Направление волочение, дефект, катанка, сталь


    Тип доклада

    Доклад по замечаниям

    Научный руководитель

    Должанский Анатолий Михайлович

    Должанский Анатолий Михайлович

  • Должность: зав. каф. "Качества, стандартизации и сертификации"
  • Звание, степень: профессор, доктор технических наук
  • Организация: Национальная металлургическая академия Украины
  • Подразделение: кафедра "Качества, стандартизации и сертификации"
  • Город: Днепропетровск
  • E-Mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. | Направление волочение, Другое, прокатка, сталь


    Аннотация

    В Україні налічується близько 100 метизних підприємств, які щорічно виробляють до 700 тис. тонн метизної продукції (болти, гвинти, гайки, електоди, сітку, цвяхи тощо) зі сталевого низьковуглецевого волоченого дроту. Заготовкою для цього процесу є катанка, виробництво якої  в Україні становить до 2,5 млн. тонн на рік.

    До кожного із вказаних видів продукції пред'являються специфічні вимоги, що відображені в нормативних документах. Але для забезпечення відповідних показників якості, перш за все, слід забезпечити стабільний безобривний процес волочіння з регламентованим обтисненням заготовки та досягненням необхідного розміру дроту.

    Докладно визначення умов стабільного багатократного волочіння для заготовки у межах нормативних вимог до неї розглядалося в роботах ряду вітчизняних та зарубіжних дослідників: Юхвеця І.А., Дінніка А.А., Должанського А.М., Маклакова Г.Ю., Красильнікова Л.А., Коковіхіна Ю.І., Р. Кербера, Е Ейхінгера  та інших. Більшість відомих відповідних підходів базується на зіставленні міцністних властивостей металу та силових умов волочіння з урахуванням регламентованого коефіцієнту запасу міцності.

    Але практика, зокрема, сучасна вітчизняна свідчить, що виробники для зниження собівартості продукції часто при виготовленні метизів невідповідального призначення використовують більш дешеву низьковуглецеву заготовку (катанку) за технічними умовами, наприклад, ТУ 14-4-493, яка має збільшений діапазон (у порівнянні зі стандартами) варіювання  геометричних та механічних характеристик, порушення суцільності (поверхневі та об’ємні дефекти), а також – дефект форми перерізу типу «вус». Катанка з такими дефектами становить приблизно 10% від загального її випуску.

    У технічній літературі відомі нечисленні дослідження процесу деформування волочінням заготовки з поверхневими дефектами, наприклад, ряд робіт Зільберга Ю.В., присвячених волочінню труб. Однак, такі дослідження стосовно процесу волочіння сталевої катанки відсутні. Це призводить до значних виробничих втрат (підвищеному витратному коефіцієнту металу, зниженню стійкості волок, продуктивності обладнання якості продукції  тощо).

    При цьому, проблемними залишаються наукові та технологічні аспекти щодо забезпечення стабільного багатократного волочіння такої катанки через збільшені діапазони відхилень як механічних, так і геометричних характеристик. Суттєвими уявляються питання щодо  урахування відповідного впливу розмірів, властивостей наповнення, розташування та спрямованості місцевих порушень суцільності металу (дефектів) на процес волочіння, а також поведінки дефектів, що відокремлюються в процесі волочіння та необхідних характеристик технологічного мастила для такого процесу.

    У зв'язку з викладеним робота, спрямована на дослідження впливу умов деформації металу і властивостей його дефектів на закономірності їх формозміні для забезпечення стабільних умов багатократного волочіння з отриманням дроту прийнятної якості у відповідності з нормативними вимогами до нього, є актуальною.

    Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

    Виконання дисертаційної роботи пов'язане з тематичними планами наукових досліджень Національної металургійної академії України (НМетАУ). Дослідження відповідають пріоритетному напряму розвитку «Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі» згідно Закону України «Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки» від 11.07.2001р., № 2623-ІІІ, а також - тематиці держбюджетних науково-дослідних робіт НМетАУ (ДР №№ 0109U004017, 0111U002914). Автор був виконавцем вказаних робіт.

    Мета й задачі дослідження. Метою роботи є дослідження впливу умов деформації металу і властивостей його дефектів на закономірності їх формозміни при багатократному волочінні для забезпечення стабільних умов волочіння з отриманням якісного дроту.

    Для досягнення поставленої мети були сформульовані наступні задачі.

    1. Провести аналіз та систематизацію інформації щодо формування характеристик якості низьковуглецевих катанки та дроту для прогнозування вихідних параметрів процесу волочіння заготовки з відхиленнями розмірів, властивостей та за умов наявності на ній дефектів.

    2. Експериментально дослідити закономірності формозміни при багатократному волочінні моделей поверхневих та внутрішніх наскрізних «дефектів», штучно нанесених на заготовку.

    3. Теоретично дослідити деформування поверхневих та внутрішніх наскрізних моделей «дефектів» в процесі багатократного волочіння та зіставити отримані результати з експериментальними дослідженнями.

    4. Сформувати параметр, який додатково до коефіцієнту запасу міцності при визначенні умови безобривного волочіння, враховує нестабільність властивостей і форми заготовки, а також - визначити закономірності його зміни в процесі багатократного волочіння.

    5. Розробити рекомендації щодо удосконалення процесу волочіння низьковуглецевих катанки і дроту з дефектами.

    6. Використати результати розробок у виробничих умовах та навчальному процесі.

    Об'єкт дослідження. Процес стабільного волочіння сталевої низьковуглецевої заготовки.

    Предмет дослідження. Закономірності формозміни дефектів  низьковуглецевої заготовки та їх вплив на відповідний параметр, який забезпечує відсутність обривів при багатократному волочінні дроту.

    Методи дослідження. Теоретичні дослідження засновані на фундаментальних закономірностях обробки металів тиском. Комп'ютерне тривимірне моделювання деформації металу засноване на методі скінченно-різностних елементів. Визначення механічних властивостей матеріалів здійснено за стандартними методиками з використанням обладнання, що пройшло державну повірку. В експериментах використано методи планування та статистичної обробки даних. Вимірювання малих розмірів здійснено за спеціально розробленими методиками, які засновані на фотографуванні об'єктів з наступною комп’ютерною обробкою зображень.

    Наукова новизна. Наукову новизну мають перераховані нижче результати теоретичних і експериментальних досліджень.

    1. Отримали розвиток наукові основи процесу забезпечення безобривного багатократного волочіння низьковуглецевої заготовки з урахуванням впливу розмірів, розташування, спрямованості та властивостей матеріалу, що заповнює порожнину «дефекту».

    Розробка відрізняється урахуванням додаткового впливу зазначених параметрів на граничне значення коефіцієнту запасу міцності. Це дає можливість забезпечити безобривне багатократне волочіння якісного дроту із заготовки, що має відхилення за геометричними і механічними характеристиками від нормативних вимог.

    2. Вперше експериментально і теоретично виявлені закономірності формозміни поперечних наскрізних моделей дефектів з початковим круглим перерізом при багатократному волочінні сталевої низьковуглецевої заготовки з урахуванням їх розмірів і міцністних властивостей матеріалу, що заповнює порожнину «дефекту».

    Раніше такі дані відомі не були. Розробка може бути використана для уточнення умови безобривного багатократного волочіння та визначення відповідних раціональних маршрутів деформації дроту для наступного виготовлення з нього метизів невідповідального призначення.

    3. Вперше для умов багатократного волочіння низько вуглецевого дроту експериментально і теоретично визначено закономірності формозміни насічок, які моделюють поверхневі дефекти заготовки, що розрізняються розмірами та орієнтацією.

    Раніше такі дані для умов волочіння дроту відомі не були. Розробка може бути використана для уточнення умови безобривного багатократного волочіння та визначення відповідних раціональних маршрутів деформації дроту для наступного виготовлення з нього метизів невідповідального призначення.

    4. Отримали розвиток уявлення про закономірності формування силових умов багатократного волочіння низьковуглецевої катанки, що має дефект форми перетину типу «вус».

    Розробка відрізняється урахуванням впливу технологічної межі деформівності і розкиду властивостей металу заготовки на формування умови безобривного волочіння. Це дозволяє визначати відповідний коефіцієнт дефектності заготовки і уточнювати маршрути стабільного волочіння, що забезпечують отримання якісного дроту для виготовлення метизів невідповідального призначення.

     

    Ссылки на литературу

    Основний зміст роботи викладено в публікаціях:

    1. Должанский А.М. Влияние поверхностных дефектов стальной катанки на стабильность процесса волочения и закономерности их деформирования. Сообщение 1 /Должанский А.М., Петлеваный Е.А., Суслова К.Л.// Металлургическая и горнорудная промышленность.–2014. -№1 – С. 60–62.
    2. Должанский А.М. Влияние поверхностных дефектов стальной катанки на стабильность процесса волочения и закономерности их деформирования. Сообщение 2 /Должанский А.М., Петлеваный Е.А., Суслова К.Л.// Металлургическая и горнорудная промышленность.–2014. -№2 – С. 45–48.
    3. Должанский А.М. Моделирование деформации сквозных поперечних дефектов стальной катанки при волочении /Должанский А.М., Петлеваный Е.А., Ломов И.Н.// Металлургическая и горнорудная промышленность.–2008. -№4 – С. 58–61.
    4. Должанский А.М. Волочение стальной катанки с поперечными сквозными дефектами /Должанский А.М., Петлеваный Е.А., Ломов И.Н. Ломова О.Б.,  Ермакова О.С.// Совершенствование процессов и оборудования обработки давлением в металлургии и машиностроении: Сб. науч. тр. – Краматорск, -, 2008. –С. 198-200
    5. Должанский А.М. Качество проволоки и силовые условия деформации при волочении катанки с «усом» /Должанский А.М., Ковалёв В.С., Петлеваный Е.А., Ломов И.Н. Ломова О.Б.  // Металлургическая и горнорудная промышленность.–2007. -№1 – С. 49–51.
    6. Должанский А.М. Квалиметрическая оценка и выбор рационального состава технологической смазки для волочения сварочной порошковой проволоки /Должанский А.М., Петлеваный Е.А., Ломов И.Н.// Металлургическая и горнорудная промышленность.–2009. -№4 – С. 60–64.
    7. Должанський А.М. Запобігання негативного впливу голкоподібних поверхневих утворень сталевої низьковуглецевої катанки, які відокремлюються, на стабільність процесу її волочіння /Должанський А.М., , Петльованый Є.А., Ломова О.Б., Ломов И.Н. //  Обробка металів тиском: Сб. наук. тр. – Краматорськ, - №3: ДГМА, 20011. –С. 225-228.
    8. Должанский А.М. Определение коэффициента трения на контакте стальной заготовки с роликом окалиноломателя /Должанский А.М., Ермакова О.С., Ломов И.Н., Ломова О.Б.  Петлеваный Е.А.// Обработка металлов давлением: Сб. науч. тр. – Краматорск, - №1: ДГМА, 2008. –С. 292-294.

    Комментарии (0)

    Оставить комментарий

    Please login to leave a comment.