HomeОбработка стали › Изготовление труб из тугоплавких металлов

Изготовление труб из тугоплавких металлов

Изготовление труб из тугоплавких металловТрубную заготовку производят в основном прессованием из полой заготовки, полученной методом выдавливания или поперечно-винтовой прокатки. Последний метод еще не нашел достаточного распространения, хотя полученные этим способом заготовки имеют более однородные свойства.

 

Перед обработкой заготовку правят на правильных машинах и удаляют имеющиеся на поверхности дефекты как механическими, так и химическими способами. Подготовленные трубные заготовки первоначально прокатывают на валковых станах холодной прокатки труб (ХПТ). Основными рабочими инструментами стана ХПТ являются калибры и коническая оправка.

 

Калибры по длине окружности имеют по одной полукруглой выточке переменного сечения. Коническую оправку устанавливают на длинном стержне. В зоне редуцирования происходит уменьшение диаметра трубной заготовки, в зоне обжима — уменьшение толщины стенки, в предотделочной зоне заканчивается калибровка трубы по толщине стенки, а в калибровочной — калибровка трубы по диаметру.

 

По мере уменьшения сечения заготовки возрастает упрочнение металла и увеличивается давление металла на валки. Специальных калибровок валков для прокатки тугоплавких металлов не разрабатывают, а в практике используют калибры, предназначенные для прокатки труб из жаропрочных сплавов и рассчитанные по существующим методам.

Для прокатки применяют обычно трубные заготовки диаметром от 12 до 80 мм. Для получения труб диаметром 8-10 мм и менее заготовки прокатывают на роликовых станах холодной прокатки труб (ХПТР). На этих станах трубы прокатывают на оправках роликами с калибрами постоянного сечения. Ролики помещаются в сепараторе и опираются своими шейками на профилированные опорные планки, расположенные в толстостенной трубе каретки, которая получает движение от двигателя постоянного тока через редуктор и шатунно-кривошипный механизм.

 

Трубы диаметром 8-6 мм и меньше производят методом протяжки на цепных волочильных станах. Для волочения труб с малыми диаметрами применяют станы с тяговым усилием от 0,2 до 3 г и скоростью волочения до 45 м/мин. В качестве смазки при прокатке и волочении труб из тугоплавких металлов применяют смесь машинного масла с графитом, машинное масло, мыльную эмульсию и оксалатное покрытие (смесь щавелевой кислоты, окса-лата железа, двухромовокислого натрия и фтористого натрия).

 

Полученные молибденовые трубные заготовки обычно подвергают отжигу в вакууме при температурах 1350-1700° С в течение 2-6 ч в зависимости от чистоты металла, характера сплава и предварительной деформации. Влияние отжига на механические свойства прессованной трубной заготовки, по данным Н. И. Корнеева и др. Как видно, при неполной рекристаллизации прессованной заготовки, нагретой до температуры 1300° С с выдержкой в течение двух часов, понижается предел прочности с 800 Мн/м2 (80 кГ/мм2) до 650 Мн/м2 (65 кГ/мм2) и повышается удлинение с 15 до 25%.

 

Трубную заготовку (чаще всего диаметром 30-40 мм с толщиной стенки 3-4 мм) прокатывают с подогревом на валковом стане примерно до диаметра 20 мм и толщины стенки 1 мм. ¦

Для обеспечения нагрева прокатные станы дополнительно оборудуют нагревательными устройствами.

 

Горячая прокатка труб на этих станах при высоких температурах затруднена, так как выше температуры 500° С оправки, изготовленные обычно из сталей марок ЗХ2В8 или ЭП956, разупрочняются. Трубы из молибдена прокатывают в интервале температур 350-500° С, так как при более низких температурах на прокатываемых трубах из молибдена промышленной чистоты появляются трещины.

 

Обычно нагревательные печи сопротивления крепят на подвижную каретку. Трубы, проходя через нагревательную печь, подогреваются до температуры 350- 500° С. Дальнейшую прокатку труб из молибдена и сплавов на его основе на требуемые размеры осуществляют на роликовых станах (ХПТР), оборудованных клетью теплой прокатки. Прокатку производят при тех же температурах, что и на станах ХПТ.

 

На роликовых станах изготовляют также тонкостенные трубы, например диаметром 10 мм с толщиной стенки 0,5 мм и менее.  Молибденовые трубы диаметром меньше 8-6 мм с толщиной стенки менее 0,3-0,5 мм получают методом волочения с подогревом также до температуры 350- 500° С. Для этих целей станы оборудуют нагревательными устройствами для подогрева металла и фильеры. На рис. 137 показано оборудование волочильного стана для теплого волочения.

 

Большие трудности возникают при изготовлении молибденовых точных тонкостенных труб малого диаметра. Для производства таких труб используют прессованную заготовку диаметром 27-30 мм с толщиной стенки 2,5-3 мм. Заготовку после механической\’ обработки и вакуумного отжига в- интервале температур 1300-1400° С в течение 2 ч (режимы отжига зависят от чистоты .молибдена и содержания легирующих добавок в сплавах) подвергают прокатке до толщины стенки 0,1 мм и далее волочению до конечных размеров.

 

Для изготовления молибденовых труб малых диаметров применяют также теплое волочение в оболочке на стержне. В трубу вводят стержень, после чего труба вместе со стержнем вставляется в другую трубу из углеродистой стали, а конец заделывается. Обычно такой способ применяют при волочении труб размером от 6,5X0,5 до 1,2X0,1 мм. Волочение проводят при температуре 500-550° С с подогревом фильеры до 450° С. После волочения наружная оболочка стравливается, а от стержня труба освобождается медленным его растяжением.

 

Прокатку ниобиевых и танталовых трубных заготовок можно производить на станах ХПТ. Обычно они прокатываются в холодном состоянии и только заготовки из очень прочных сплавов, например ниобиевых, содержащих вольфрам или другие высокопрочные добавки, прокатывают с подогревом до 200-600° С. Если заготовки получены из ниобия повышенной чистоты, то в первых проходах рекомендуется давать обжатие до 50- 60%, а в последующих проходах увеличение обжатия до 85-92% при вытяжке 7-12.

 

В случае повышенного содержания примесей внедрения (более 0,02% каждой) степень деформации уменьшают на 15-20%. Если содержание каждой примеси внедрения повышается до 0,1%, то трубную заготовку отжигают после каждого прохода. В качестве смазки при прокатке труб из ниобия и тантала на станах ХПТ применяют смесь графита с машинным или хлопковым маслом.

 

Дальнейшую прокатку чаще всего осуществляют на роликовых прокатных станах. Трубы из ниобия повышенной чистоты прокатывают на этих станах со степенью деформации более 95%, обжатием в первых проходах до 12-20% и последующих до 75% без промежуточного отжига. В первых проходах в качестве смазки применяют коллоидный графит, а в последних — мыльную эмульсию, обеспечивающую хорошее качество поверхности трубы.

 

Ниобиевые трубы, особенно тонкостенные, изготовляют также волочением. Обжатие при волочении труб между отжигами составляет 50—80%. При волочении высоколегированного ниобия применяют подогрев до температуры 200-600° С. Фильеры для волочения нио-биевых труб изготавливают из карбида вольфрама или из инструментальных сталей и покрывают хромом.

 

Производство тонкостенных танталовых труб является сложным и малопроизводительным процессом. Во многих зарубежных странах трубы йз прецизионных сплавов на основе тантала получают холодным волочением на длинной оправке. Однако этот процесс является весьма трудоемким, прежде всего в изготовлении длинной точной оправки, ее извлечении после волочения и обкатки, в необходимости большого числа проходов и промежуточных отжигов. При волочении танталовых труб происходит налипание и приваривание металла к инструменту, на трубе появляются риски, возможна большая разнотолщинность.

 

При прокатке на станах ХПТ наряду с продольной появляется поперечная разнотолщинность из-за неточной установки калибров. Прокатка на станах валкового типа не обеспечивает получения качественных труб с толщиной стенки менее 0,4-0,6 мм вследствие Значительных упругих деформаций валков и рабочей клети. В настоящее время в промышленности наибольшее распространение получил метод производства тонкостенных танталовых труб из сварной заготовки.

 

Холоднокатаная полоса из тантала толщиной 1 мм и длиной 500-600 мм поступает на трубоэлектросварочный стан для аргоно-дуговой сварки, с которого и получают заготовку для дальнейшей холодной прокатки. Перед холодной прокаткой заготовку подвергают температурной обработке в вакууме с целью удаления газовых примесей и выравнивания свойств шва и основного металла.

 

В особых случаях применяют сварку заготовки в вакууме электронным лучом, что обеспечивает лучшее качество сварного шва. Сварной шов на тантале независимо от способа получения пластичен в противоположность сварным швам на молибденовых и вольфрамовых трубах. Поэтому сварная трубная заготовка из тантала может обрабатываться вхолодную.

 

Холодную прокатку сварных трубных заготовок из тантала производят на роликовых прокатных станах, специально сконструированных для прокатки труб с толщиной стенки 0,6 мм и менее. У таких станов создана более жесткая конструкция клети и уменьшен диаметр роликов. В настоящее время ведутся широкие исследования по получению из тугоплавких металлов тонкостенных труб малого диаметра методом гидроэкструзии.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.