способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов
Классы МПК: | B22D11/00 Непрерывное литье металлов, те отливка изделий неограниченной длины B22D11/12 устройства для последующей термообработки или механической обработки отлитого полуфабриката на месте B21C1/22 для производства трубчатых изделий |
Автор(ы): | Захаров В.А. (RU), Шевцов И.А. (RU) |
Патентообладатель(и): | Захаров Владимир Алексеевич (RU), Шевцов Игорь Анатольевич (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2003-07-03 публикация патента:
20.06.2004 |
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства труб методом непрерывного и полунепрерывного литья. Техническим результатом изобретения является обеспечение получения плотной заготовки с однородной литой структурой и ровной поверхностью и уменьшение окисленности поверхности. Способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов включает получение расплава, подачу его в кристаллизатор, отливку трубной заготовки, прокатку, механическую обработку поверхности и волочение. Отливку трубной заготовки осуществляют сверху вниз на установке для вертикального литья в среде генераторного газа. Вторичное охлаждение заготовки проводят в водной среде, протягивая ее через камеру с проточной водой со скоростью, обеспечивающей на выходе температуру поверхности не выше 45
С. Механическую обработку проводят после прокатки, а волочение осуществляют на цепном волочильном стане в две стадии, причем после окончания волочения проводят правку труб и резку на мерные длины, 2 з.п. ф-лы.
![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
Формула изобретения
1. Способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, включающий получение расплава, подачу его в кристаллизатор, отливку трубной заготовки, прокатку, механическую обработку поверхности и волочение, отличающийся тем, что отливку трубной заготовки осуществляют сверху вниз на установке для вертикального литья в среде генераторного газа, проводят вторичное охлаждение заготовки в водной среде, протягивая ее через камеру с проточной водой со скоростью, обеспечивающей на выходе температуру ее поверхности не выше 45![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства труб методом непрерывного и полунепрерывного литья.Существует большое число способов производства труб из различных материалов, отличающихся друг от друга операциями, режимами и оборудованием, применяемым при производстве труб. Различные технологические приемы направлены на повышение качества трубных изделий, а также связаны с функциональным назначением изготавливаемой трубы. Выбор способа изготовления труб зависит от физико-механических свойств металла, от размера труб и технических требований к их качеству, от состава и технологических возможностей оборудования, от объема выпуска продукции и т.д.Известен способ полунепрерывного литья труб, включающий заливку металла в форму с непрерывной подачей графитизирующего модификатора на струю металла, срыв и извлечение трубы (патент US 3415307, 164-114, 1968). Известный способ применяют при производстве труб из чугуна с шаровидным графитом и низкокремнистого чугуна.Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает возможности корректировки хода технологического процесса в зависимости от возможных отклонений в исходных параметрах процесса. Кроме того, известный способ нельзя применять при изготовлении труб из цветных металлов.Известен способ изготовления труб из металлов и сплавов, включающий прессование трубной заготовки и волочение ее после заковки захваток, при этом заготовку прессуют с утолщенной на переднем ее конце стенкой, а затем этот конец трубы заковывают для образования захватки для последующего волочения (авторское свидетельство SU 211493, В 21 С 1/22, 1968). Известный способ позволяет повысить производительность процесса и увеличить выход годного за счет сокращения количества проходов и промежуточных отжигов при волочении заготовки, имеющей более тонкую стенку на основной длине заготовки и прочную захватку.Недостатками известного способа являются увеличение доли отходов, приходящихся на концы и захватки, а также риск отрыва захваток в процессе волочения.Известен способ изготовления труб, включающий прессование заготовки на горизонтальных или вертикальных прессах, холодную прокатку в станах холодной прокатки труб (ХПТ) с последующим волочением на оправке или без нее на цепных станах в один или несколько проходов до конечных размеров труб, после которого осуществляют правку и резку на мерные длины (Технология обработки давлением цветных металлов и сплавов, Москва, “Металлургия”, 1992, с.444). Указанный способ используют при производстве труб из меди, латуни разных марок, никелевых, медноникелевых, алюминиевых сплавов и других металлов и сплавов. Достоинством известного способа является его универсальность, возможность получать на одном и том же оборудовании трубы достаточно широкого сортамента как по размерам, так и по маркам обрабатываемых сплавов.Недостатками известного способа являются повышенные потери металла на захватки, концы и относительно низкая производительность.Следует отметить также и то, что все вышеуказанные способы включают стадию прессования как один из этапов трубного производства. Однако это приводит к удорожанию процесса производства труб за счет высоких расходов на содержание прессового оборудования, повышенной энергоемкости производства. Кроме того, прессовое производство характеризуется низким выходом годного.Наиболее близким техническим решением изобретения является способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов (Металлообработка, “Обогащение руд” - “Цветные металлы”, специальный выпуск, 2001, июнь, с.85). Известный способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов включает получение расплава, подачу его в кристаллизатор, отливку трубной заготовки, механическую обработку поверхности, прокатку и волочение. В качестве шихты используют медный лом, расплав которого из плавильной печи поступает в водоохлаждаемый графитовый кристаллизатор, при этом отливку трубной заготовки осуществляют методом полунепрерывного горизонтального литья. После механической (фрезерной) обработки внешней поверхности полой заготовки для удаления шероховатостей и окисленного слоя проводят прокатку ее на трехвалковом планетарном прокатном стане, после чего полуфабрикат направляют на операцию волочения.Известный способ позволяет получать самую дешевую заготовку, т.к. ее получают из жидкого металла, минуя операцию получения слитка. При многоручъевом литье процесс получения заготовки достаточно производителен. Этот способ достаточно перспективен для изготовления труб из материалов, плохо обрабатывающихся давлением в горячем состоянии. Волочение труб в этом случае следует проводить в отрезках.Недостатками известного способа являются то, что горизонтальное литье приводит к образованию усадочных и газовых раковин, пузырей, рыхлости, а также образованию ликвационной неоднородности и внутренним напряжениям в верхней части готового изделия, что впоследствии может привести к образованию трещин при обработке изделий давлением. Кроме того, при горизонтальном литье качество литой заготовки ниже еще и по причине разнотолщинности стенок трубной заготовки вследствие влияния сил тяжести, что при последующей механической обработке ведет к снижению выхода годного проката. Следует отметить также и то, что попытки изменить положение фронта кристаллизации при горизонтальном непрерывном литье ведутся при помощи создания условий для неравномерного съема тепла в верхней и нижней частях кристаллизатора, что приводит к усложнению конструкции инструмента, но, тем не менее, не может приблизить плоскость фронта кристаллизации к вертикальной, т.е. перпендикулярной плоскости оси отливаемого изделия. Еще одним недостатком известного способа является то, что используемые планетарные станы требуют значительных энергозатрат, а структура обрабатываемого металла испытывает большие деформации, что не всегда положительно сказывается на свойствах готовых изделий.Технической задачей изобретения является упрощение процесса производства цельнотянутых труб из меди и ее сплавов, повышение качества и защита поверхности изделий от окисления.Техническим результатом изобретения является обеспечение получения плотной заготовки с однородной литой структурой и ровной поверхностью, пригодной для последующей обработки на волочильном оборудовании, и уменьшение окисленности поверхности труб.Технический результат достигается тем, что в способе изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, включающем получение расплава, подачу его в кристаллизатор, отливку трубной заготовки, прокатку, механическую обработку поверхности и волочение, отливку трубной заготовки осуществляют сверху вниз на установке для вертикального литья в среде генераторного газа, а вторичное охлаждение проводят в водной среде, протягивая ее через камеру с проточной водой со скоростью, обеспечивающей на выходе температуру поверхности не выше 45![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![способ изготовления тонкостенных труб из меди и ее сплавов, патент № 2230625](/images/patents/238/2230013/176.gif)
Класс B22D11/00 Непрерывное литье металлов, те отливка изделий неограниченной длины
Класс B22D11/12 устройства для последующей термообработки или механической обработки отлитого полуфабриката на месте
Класс B21C1/22 для производства трубчатых изделий