Технология производства исходной заготовки сплава ХН77ТЮР

	Федеральное агентство по образованию Федеральное  Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
« Национальный исследовательский  технологический университет «МИСиС»

 

 

 

Институт  экотехнологий и инжиниринга

 

Кафедра пластической деформации специальных  сплавов

Направление   Металлургия

                                  Профиль           ОМД

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ТЕХНОЛОГИИ

по курсу "Основы технологических процессов ОМД"

 

 

На тему:  Технология производства исходной заготовки сплава ХН77ТЮР

 

Студент-бакалавр_______________(Крицкий С.С.)

 

Руководитель работы______________(Лошкарев О.Н.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва, 2013 г.

Содержание

 

Введение	3
Выплавка сплава ХН77ТЮР	4
Ковка в кузнечно – прессовом цехе	5
Нагрев в методической печи	7
Прокат на сортопрокатном стане 350/250	7
Контроль ОТК	8
Поперечно-винтовая прокатка	9
Технология волочения	11
Волочение проволоки	11
Подготовка катанки к волочению	12
Выводы	13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Волочением  получают проволоку диаметром 0,002…4 мм, прутки и профили фасонного  сечения, тонкостенные трубы, в том  числе и капиллярные. Волочение  применяют также для калибровки сечения и повышения качества поверхности обрабатываемых изделий. Волочение чаще выполняют при  комнатной температуре, когда пластическую деформацию сопровождает наклеп, это  используют для повышения механических характеристик металла, например, предел прочности возрастает в 1,5…2 раза.

Исходным  материалом может быть горячекатаный  пруток, сортовой прокат, проволока, трубы. В случае производства холоднотянутой проволоки из жаропрочного, жаростойкого, коррозионностойкого сплава марки ХН77ТЮР заготовкой для производства служит горячекатаный подкат в виде термически обработанных бунтов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выплавка  сплава ХН77ТЮР

 

Выплавка  сплава ХН77ТЮР производится в дуговых печах, емкостью 5 тн.

Дуговая сталеплавильная печь состоит из рабочей ванны (плавильного пространства), регулятора мощности дуги и вспомогательных  технологических механизмов, позволяющих  открыть (закрыть) свод печи, скачать шлак и слить металл. Регулятор мощности дуги представляет собой механизм перемещения электродов с приводом, управляемый программно-адаптивным регулятором электрического режима.

Плавку стали ведут в рабочем пространстве, ограниченном сверху куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен снаружи заключена в металлический кожух. Съёмный свод может быть набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо, а может быть из водоохлаждаемых панелей, как и кожух. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены токопроводящие электроды, которые с помощью специальных механизмов могут перемещаться вверх и вниз.

Плавка в дуговой сталеплавильной печи, после осмотра печи и ремонта пострадавших участков футеровки (заправка), начинается с завалки шихты. Шихту загружают сверху при помощи загрузочной бадьи (корзины). Для предохранения подины от ударов крупными кусками шихты на дно бадьи загружают мелкий лом. Для раннего шлакообразования в завалку вводят известь 2-3 % от массы металлической шихты. После окончания завалки в печь опускают электроды, включают высоковольтный выключатель и начинают период плавления. Регулирование отдаваемой мощности осуществляется изменением положения электродов (длины электрической дуги) либо напряжения на электродах. После периода расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Шлак скачивают через шлаковую летку (рабочее окно), постоянно присаживая шлакообразующие, в течение всего периода плавления. Шлак вспенивают углеродсодержащими материалами для закрытия дуг, для лучшей его скачиваемости и уменьшения угара металла.

 

Химический  состав должен соответствовать требованиям  ТУ или ГОСТ.

 

 

Таблица 1 - Химический состав проволоки  из сплава ХН77ТЮР в состоянии  поставки.

Элемент, содержание %
С	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Pb	Fe	Ti	Al	B	Се
0,06	0,36	0,22	0,004	0,004	20,31	69.0	0,0002	0,50	2,70	0,76	0,01	0,02

 

Рекомендованная температура металла в конце  периода плавления = 1480⁰С.

Выпуск  металла из печи производится после  рафинирования.

Температура металла перед выпуском не выше 1520⁰С, в ковше 1470-1500⁰С.

 

Разливка  металла производится сверху в несмазанные  изложницы.

Рекомендуется разливка в защитной атмосфере нейтральных  газов.

Охлаждение  слитков и электродов в изложницах:

500 кг  – не менее 2-х часов

700-750 кг – не менее 3-х часов

960-1000 кг – не менее 4-х часов

250 кг – не менее 3-х часов

300 кг – не менее 3-х часов

380. – не менее 4-х часов

 

 

Ковка в  кузнечно – прессовом цехе

 

Слитки  передаются в кузнечно – прессовый цех в горячем виде и немедленно загружаются в печь для нагрева перед ковкой.

Ковка — это высокотемпературная обработка  металлов, нагретых до ковочной температуры.

Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют поковкой.

Печь сперва разогревают до темно-красного каления. Затем в неё помещают горячую заготовку. (В холодных заготовках внутренние слои всегда находятся в более или менее напряжённом состоянии из-за условий, в которых они после отливки затвердевают. Если в горячую печь положить холодную заготовку, то наружные слои, нагреваясь и удлиняясь, вызовут возникновение трещин в малоподатливых внутренних слоях). Такая заготовка должна оставаться горячей после отливки, ей не надо давать остыть ниже тёмно-красного каления и сразу же после вынимания из формы для отливки её следует поместить в печь. Если это не удалось, и заготовка начала остывать, то прежде чем поместить её в печь, её надо зарыть в горячий мусор для более медленного остывания. Если она остынет сильно, то надо её подогреть на полу мастерской. Даже после подогрева на полу в заготовке могут возникнуть внутренние трещины. Чтобы избежать такой порчи заготовки, её надо сначала подогревать только с концов. Тогда нагрев будет идти по направлению оси заготовки, от её концов к середине, и расширение всех концентрических слоев будет равномерней. Предварительный подогрев — достаточно до 300°, что легко узнать по дыму и зажиганию масла, налитого на поверхность заготовки.

Вначале жар держат небольшой. Затем  его постепенно увеличивают и  доводят до требуемой степени. Чем  сильнее нагрев, тем сталь делается мягче, легче её обрабатывать под молотом и тем успешнее идёт ковка. Однако этим опасно злоупотреблять — чем выше нагрета сталь, тем она больше стремится кристаллизоваться при остывании, из-за чего может уменьшиться связь между отдельными кристаллами (зёрнами), и они могут разъединиться даже от одного или нескольких ударов молота. Таким образом — заготовка при ковке получит надрыв, трещину, а иногда даже отваливается целыми кусками. Это называется перегревом стали. 

Кроме степени нагрева имеет очень важное значение и равномерность нагрева. Для этого после посадки заготовки в печь, надо температуру поднимать очень медленно, наблюдая, чтобы заготовка нагревалась одинаково со всех сторон.

Температура нагрева Ме под ковку = 1180⁰С. Температура конца ковки не ниже 900⁰С. Поковки охлаждаются в термостате до температуры менее 200⁰С.

Температурный интервал ковки = 1150-980⁰С.

Ковка слитков  на прессе 4000 тс производится в вырезанных бойках по одной из 5-ти схем.

Пример: слиток 2750 кг®ковка цапфы®осадка 700®550®чистый сорт 405-445 мм.

Подогрев  металла в промежуточных размерах производится при температурах 1140-1180⁰С.

После обдирки  поверхности поковки сдаются  в прокатный цех №1.

 

 

 

Нагрев  в методической печи

 

Нагрев металла перед деформацией на стане «600» производится в методической печи. Температура в печи 1200^{±20 0}С. Продолжительность нагрева не менее 6 часов.

Методическая печь - проходная печь для нагрева металлических заготовок перед прокаткой, ковкой или штамповкой. В методической печи заготовки, уложенные поперёк печи, передвигают навстречу движению продуктов сгорания топлива; при таком противоточном движении достигается высокая степень использования тепла, подаваемого в печь. Заготовки проходят последовательно 3 теплотехнические зоны: методическую (зону предварительного подогрева), сварочную (зону нагрева) и томильную (зону выравнивания температур в заготовке). Сварочная зона может состоять из нескольких последовательных зон отопления с дополнительным подводом топлива в каждую зону. Для заготовок небольшого сечения томильная зона не обязательна. Методические печи отапливают жидким топливом с помощью форсунок, которые установлены на торцевых стенах сварочной и томильной зон. В печи поддерживают неизменную во времени и переменную по длине температуру. В сварочной и томильной зонах температура почти постоянна, а в методической — падает к началу печи.

 

 

Прокат на сортопрокатном стане 350/250

 

Нагретые  до заданной температуры заготовки  с помощью механизированных тележек  и рольганга через поворотный стол подаются к стану.

Прокат  заготовок кв.140 мм марки ХН77ТЮР осуществляется в калибровке для «твердых» марок сталей за 13 проходов на заготовку 95 мм для стана «350/250».

Мелкосортопроволочный сортопрокатный стан 350/250. Его назначение - производство проката круглого, квадратного сечения и полосы из высоколегированных и жаропрочных сталей.

 

 

Фотография 1. Сортопроволочный стан 350/250. Введен в эксплуатацию в 1984 году. Стан специализируется на производстве среднего, мелкого сортового проката и катанки из легированных и высоколегированных марок стали и сплавов.

После обрези утянутых концов штанги сбрасываются в «карман», где собираются в скобах в пакеты весом не более 5 тн.

Охлаждение  заготовок производится на воздухе.

 

 

Контроль  ОТК

 

Перед сдачей горячего сорта в прокатный цех  №3 на стан «350/250» металл подвергается контролю ОТК.

Для получения  металла высокого качества осуществляется систематический контроль технологического процесса:

• при посадке заготовок в нагревательные печи проверяются:
• марка стали или сплава;
• количество заготовок;
• качество заготовок;
• клеймение
• режим нагрева металла по зонам печей;

Проверка  размеров сечения  круглого проката должны производиться как на горячем раскате при выходе из чистового калибра, так и на образцах, отбираемых периодически в течение смены.

Весь металл, передаваемый в другие цеха, подвергается контролю ОТК в следующем объеме:

• количество прутков -100%;
• количество пакетов;
• клеймение прутков -100%
• размер по сечению и качество поверхности - выборочно в пакетах без развалки металла. По требованию ОТК отдельные партии металла предъявляются с развалкой пакетов для 100% контроля.

Контроль  качества всей металлопродукции, проводимый в объеме соответствующих ГОСТ и  ТУ, обеспечивается ОТК термического цеха и ООП после проведения термической  обработки.

 

 

Поперечно-винтовая прокатка

 

Обработка заготовок производится на станках  ВСЗ-157 сплошной шлифовкой при усилии врезания круга до 250 кгс, соблюдая одноразовый  проход круга по строчке.

Нагрев  заготовок 95 мм под прокатку  производится по режиму:

- подогрев  при 800⁰С – н.м. 1ч 40 мин;

- нагрев  при 1140⁰С – н.м. 2ч.

Режим обжатий  на клети РСП (радиально – сдвиговая прокатка) 95®85®75…®8 (50-90-80 об/мин).

РСП - поперечно-винтовая прокатка сплошных круглых профилей на трехвалковых станах винтовой прокатки с большими углами подачи и высокими разовыми обжатиями. Радиально-сдвиговой прокаткой можно изготовлять сортовые профили с коэффициентами вытяжками за проход от 4 до 25 с хорошим качеством поверхности и существенно меньшими усилиями, чем при продольной прокатке или экструзии. Радиально-сдвиговую прокатку отличает высокие сдвиговые деформации и радикальные локальные усилия.