RU2009003C1 - Method of manufacturing hollow billets with non-oxidized inner surface - Google Patents
Method of manufacturing hollow billets with non-oxidized inner surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2009003C1 RU2009003C1 SU5041715A RU2009003C1 RU 2009003 C1 RU2009003 C1 RU 2009003C1 SU 5041715 A SU5041715 A SU 5041715A RU 2009003 C1 RU2009003 C1 RU 2009003C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- needle
- workpiece
- billet
- deformation
- matrix
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству полых заготовок с неокисленной внутренней поверхностью методами непрерывного литья и последующего прессования. The invention relates to the production of hollow billets with an unoxidized inner surface by continuous casting and subsequent pressing.
Известен технологический процесс получения горячепрессованных полых заготовок, который включает получение слитка литьем или методами порошковой металлургии, охлаждение, выполнение в слитке отверстия, нагрев, размещение в заготовке иглы, горячее прессование. The known technological process for producing hot-pressed hollow billets, which includes obtaining an ingot by casting or by powder metallurgy methods, cooling, making holes in an ingot, heating, placing a needle in a billet, hot pressing.
Известны разнообразные приемы изготовления отверстия в слитке, например сверление, прошивка. A variety of techniques are known for making holes in the ingot, for example, drilling, firmware.
Недостатками их являются повышенные отходы металла в стружку и повышенные энергозатраты. Their disadvantages are increased metal waste in the chips and increased energy consumption.
Известен также прием получения полого слитка непосредственно литьем. There is also known a method of producing a hollow ingot directly by casting.
Однако, традиционные методы литья и прессования не могут обеспечить надлежащего качества поверхности полости в основном из-за окисления и образования окалины, что является причиной разрушения материала во время прессования. В связи с этим рекомендуется полость слитков подвергать проточке, что вызывает повышенные трудозатраты и отходы металла. Одним из приемов предотвращения окисления полости трубной заготовки при прессовании является подача инертного газа в полость слитка. However, traditional casting and pressing methods cannot ensure proper surface quality of the cavity mainly due to oxidation and the formation of scale, which causes the destruction of the material during pressing. In this regard, it is recommended to expose the cavity of the ingots to a groove, which causes increased labor costs and metal waste. One of the methods to prevent oxidation of the cavity of the tubular billet during pressing is the supply of inert gas to the cavity of the ingot.
Так предложено перед прессованием заваривать передний конец полой заготовки и заполнять ее инертным газом, производить прессование, а затем заваривать и задний конец готовой трубы. После охлаждения трубы передняя и задняя пробки могут быть обрезаны. Thus, it was proposed to press before welding to weld the front end of the hollow billet and fill it with inert gas, to press, and then to weld the rear end of the finished pipe. After cooling the pipe, the front and rear plugs can be cut off.
Однако, этот процесс также сложен вследствие необходимости иметь устройства для подачи инертного газа и заварки труб на участке прессования. However, this process is also complicated due to the need to have devices for supplying inert gas and welding pipes at the pressing section.
Известен метод непрерывного литья заготовок, основанный на вытягивании полой заготовки из кристаллизатора вверх. A known method of continuous casting of workpieces based on pulling a hollow workpiece from the mold up.
Из этих аналогов наиболее близок по совокупности признаков к изобретению способ, выбранный в качестве прототипа, включающий непрерывную отливку полой заготовки при периодической выдаче ее из кристаллизатора вверх, подачу заготовки на операцию деформации и деформацию. В качестве операции деформации предполагается прокатка. Способ прокатки обладает тем достоинством, что может осуществляться непрерывно, что соответствует и характеру метода непрерывного литья. Заготовку в этом случае не разрезают на мерные заготовки, а задают непосредственно после кристаллизации в валки прокатного стана, при этом для горячей деформации используют тепло остывающего слитка. Непрерывно-литую заготовку транспортируют при этом сначала наклонно, а затем переводят в горизонтальное положение и так прокатывают. Имеющийся при этом в полости инертный газ предотвращает окисление. Такая защита возможна именно потому, что заготовку не разрезают на мерные длины, полость остается постоянно закрытой и недоступной для воздушной среды. Of these analogues, the method selected as a prototype is the closest in the totality of features to the invention, including continuous casting of a hollow billet with periodic delivery of it from the mold upward, feeding the billet for the deformation and deformation operation. As a deformation operation, rolling is assumed. The rolling method has the advantage that it can be carried out continuously, which corresponds to the nature of the continuous casting method. In this case, the billet is not cut into measured billets, but is set immediately after crystallization in the rolls of the rolling mill, while the heat of the cooling ingot is used for hot deformation. The continuously cast billet is transported at the same time at an angle, and then transferred to a horizontal position and so rolled. The inert gas present in the cavity prevents oxidation. Such protection is possible precisely because the workpiece is not cut into measured lengths, the cavity remains permanently closed and inaccessible to the air.
Многие металлы и сплавы не могут быть продеформированы прокаткой из-за их низкой пластичности. Для деформации таких материалов применяют прессование. Дополнительными достоинствами этого процесса являются: возможность получения изделий чрезвычайно сложной конфигурации в поперечном сечении и легкость перехода с выпуска одного изделия на другой простой сменой матриц. Однако, прессование является циклическим процессом и требует применения относительно коротких заготовок. В способе по прототипу это приводит к необходимости резки непрерывно-литой заготовки. Если резку осуществлять в горячем состоянии с целью передачи не остывшей после литья заготовки на прессование, то в полость заготовки попадает воздух и происходит окисление. Если резку осуществлять после остывания заготовки, то окисление не происходит, но требуется дополнительный нагрев под прессование и меры по предотвращению окисления, но уже при нагреве и прессовании. Many metals and alloys cannot be deformed by rolling due to their low ductility. To deform such materials, pressing is used. Additional advantages of this process are: the ability to obtain products of extremely complex configuration in cross section and the ease of transition from the release of one product to another by simply changing the matrices. However, pressing is a cyclic process and requires the use of relatively short blanks. In the prototype method, this leads to the necessity of cutting a continuously cast billet. If the cutting is carried out in the hot state in order to transfer the workpiece that has not cooled down after casting to pressing, then air enters the cavity of the workpiece and oxidation occurs. If cutting is carried out after cooling the workpiece, then oxidation does not occur, but additional heating is required for pressing and measures to prevent oxidation, but already during heating and pressing.
Таким образом несовершенством способа по прототипу являются недостаточно широкие технологические возможности. Thus, the imperfection of the prototype method is not sufficiently broad technological capabilities.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем. В начале отливки перемещаемая вверх полая заготовка поступает к месту порезки с закрытым торцом, внутри ее имеет место безокислительная атмосфера. Перед отрезанием мерной части заготовки в конце зоны вторичного охлаждения ее пережимают по диаметру до закрытия полости и затем отрезают выше пережима, что позволяет до следующих пережима и резки не раскрывать полость отливаемой заготовки. The essence of the proposed technical solution is as follows. At the beginning of the casting, the hollow workpiece moved upwards arrives at the cutting site with a closed end, and an oxidizing atmosphere takes place inside it. Before cutting the measured part of the workpiece at the end of the secondary cooling zone, it is clamped in diameter until the cavity is closed and then cut above the clamp, which allows not to open the cavity of the cast workpiece until the next clamp and cutting.
Отрезанную и пережатую заготовку подают на деформацию в вертикальном положении без поворота, сохраняя в ней безокислительную атмосферу, поскольку в нагретом состоянии она всегда легче воздуха и покинуть полость заготовки не может. A cut and pinched workpiece is fed to the deformation in a vertical position without rotation, while maintaining an oxidizing atmosphere in it, since in a heated state it is always lighter than air and cannot leave the cavity of the workpiece.
Отличие метода прессования от традиционного приема заключается в том, что его осуществляют снизу вверх, это позволяет сохранить защитную среду. Обычно прессование осуществляют либо вертикально снизу вверх, либо горизонтально, но такие режимы по упомянутой причине не могут быть использованы. Достоинством предлагаемой схемы является использование при прессовании инертного газа, применяемого при литье и использование тепла остывающей заготовки без ее повторного нагрева. The difference between the pressing method and the traditional method is that it is carried out from the bottom up, this allows you to save a protective environment. Typically, the pressing is carried out either vertically from the bottom up or horizontally, but such modes for the above reason cannot be used. The advantage of the proposed scheme is the use of inert gas during molding used in molding and the use of heat from the cooling workpiece without reheating it.
Для производства заготовок с чередующимися вдоль оси полостями в отверстие матрицы периодически вводят и выводят иглу, причем время t1 размещения иглы в отверстии матрицы и время t2 размещения иглы вне отверстия матрицы определяют соответственно по формулам t1 = l1/vi и t2 = = l2/vi, где l1 - длина полости в заготовке; l2 - длина участка заготовки сплошного сечения; vi - скорость перемещения отпрессованного участка заготовки.For the production of blanks with alternating cavities along the axis, a needle is periodically inserted and withdrawn into the matrix hole, and the needle placement time t 1 in the matrix hole and the needle placement time t 2 outside the matrix hole are determined respectively by the formulas t 1 = l 1 / v i and t 2 = = l 2 / v i , where l 1 is the length of the cavity in the workpiece; l 2 - the length of the blank section of a solid section; v i - the speed of movement of the pressed section of the workpiece.
На фиг. 1 показана схема непрерывного литья полой заготовки в момент заполнения жидким металлом кристаллизатора; на фиг. 2 - то же, в момент кристаллизации очередного участка полой заготовки; на фиг. 3 - то же, после удаления металла из заготовки в момент подачи в полость инертного газа; на фиг. 4 - то же, в момент пережима полой заготовки и ее отрезки; на фиг. 5 - положение заготовки во время транспортировки к контейнеру пресса; на фиг. 6 - схема прессования заготовки в момент ввода в полость иглы и движения пуансона снизу вверх; на фиг. 7 - то же, в момент формирования передней пробки; на фиг. 8 - то же, в момент завершения прессования; на фиг. 9 - то же, в момент формирования задней пробки; на фиг. 10 - схема прессования в варианте получения изделия с чередующимися полостями. In FIG. 1 shows a scheme for continuous casting of a hollow billet at the time of filling the mold with liquid metal; in FIG. 2 - the same, at the time of crystallization of the next section of the hollow billet; in FIG. 3 - the same, after removing the metal from the workpiece at the time of supply to the cavity of an inert gas; in FIG. 4 - the same, at the time of clamping the hollow workpiece and its segments; in FIG. 5 - position of the workpiece during transportation to the press container; in FIG. 6 is a diagram of the pressing of a workpiece at the time of insertion into the cavity of the needle and the movement of the punch from the bottom up; in FIG. 7 - the same, at the time of formation of the front tube; in FIG. 8 - the same, at the time of completion of pressing; in FIG. 9 - the same, at the time of formation of the rear plug; in FIG. 10 is a diagram of the pressing in the embodiment of the product with alternating cavities.
В установившемся процессе способ осуществляется следующим образом. In the steady state process, the method is as follows.
Из герметичного металлоприемника за счет создания в нем давления газа жидкий металл 1 снизу подается в водоохлаждаемый кристаллизатор 2 (фиг. 1) и далее в ранее отлитую оболочку заготовки 3 (фиг. 2). До заданной толщины в кристаллизаторе 2 формируется первичный слой заготовки 3, а в ранее отлитой оболочке, предпочтительно на длине шага вытягивания, - вторичный (фиг. 2), после чего жидкий металл из заготовки 3 удаляется (фиг. 3), создаются условия для сообщения внутренней полости заготовки с безокислительной атмосферой и полая заготовка 3 механизмом 4 вытягивается из кристаллизатора 2 на установленный шаг вытягивания L (фиг. 4). По окончании цикла вытягивания заготовки 3 в кристаллизатор 2 и в ранее отлитую оболочку вновь подают жидкий металл 1, после чего верхняя часть 5 полой заготовки 3 на длине L шага вытягивания пережимается и отрезается ножницами 6 (фиг. 4). Если необходимо иметь мерную отрезаемую часть заготовки 5 по длине меньше, чем шаг L вытягивания ее из кристаллизатора 2, то в период вытягивания заготовки 3 из кристаллизатора 2 следует делать кратковременную (кратковременные) остановку (остановки) и в эту остановку осуществить порезку заготовки. Цикл литья и порезки заготовки повторяется. Получена заготовка, закрытая с верхней стороны пробкой, благодаря чему защитный газ не может покинуть полость (фиг. 4 и 5). Заготовка 5 (фиг. 5) без переворота транспортируется на операцию прессования. From the sealed metal receiver, by creating gas pressure therein, the liquid metal 1 is supplied from below to the water-cooled mold 2 (Fig. 1) and then to the previously cast blank of the workpiece 3 (Fig. 2). To a predetermined thickness in the
Заготовку 5 (фиг. 6) помещают в контейнер 7 вертикального пресса закованным концом в сторону матрицы 8. Заготовка удерживается в контейнере пуансоном 9, снабженным пресс-шайбой 10, а в ее полость вводят иглу 11. Стрелами показано направление перемещения пуансона и иглы. Движением пуансона снизу вверх выпрессовывают переднюю пробку, а затем устанавливают иглу в полости расположения матрицы (фиг. 7), не перемещая иглу, движением пуансона выпрессовывают трубу 12 (фиг. 8), которая формируется между иглой и матрицей. Незадолго до конца прессования отводят из матрицы иглу и движением пуансона формируют заднюю пробку (фиг. 9). Таким образом полость заготовки в течение всего периода литься и деформации оказывается защищенной от окисления: во время литья транспортировки защитным газом, а после прессования передней и задней пробками. После охлаждения заготовки пробки могут быть отрезаны без опасности образования окислов. The blank 5 (Fig. 6) is placed in the
Следует отметить, что защита от окисления особенно важна применительно к внутренней поверхности готовой трубы, поскольку внешняя поверхность в случае необходимости может быть улучшена известными приемами обработки, например зачисткой или обточкой. Обработка полости, особенно при больших длинах заготовок, чрезвычайно затруднительна, если и вообще невозможна. It should be noted that protection against oxidation is especially important in relation to the inner surface of the finished pipe, since the outer surface can be improved if necessary by known processing methods, for example, by stripping or turning. The treatment of the cavity, especially with long workpiece lengths, is extremely difficult, if not impossible.
Одним из вариантов получения продукции на прессовой установке является производство заготовок с чередующимися вдоль оси полостями. Для такого производства иглу в отверстии матрицы периодически вводят и выводят, что поясняется фиг. 10, где изображен момент выведения иглы из отверстия матрицы. В этом случае металл заполняет весь объем контейнера, прилегающий к матрице и через отверстие выпрессовывается сплошное, а не полое изделие. Время, в течение которого сформирован участок сплошного сечения длиной l2, зависит от скорости vi перемещения отпрессованного участка заготовки vi и определяется формулой t2 = l2/vi. Необходимость использования этого соотношения вытекает из того, что визуально определить длину сплошного участка не представляется возможным.One of the options for producing products on a press unit is the production of blanks with cavities alternating along the axis. For such production, a needle is periodically inserted into the hole of the matrix and inferred, as illustrated in FIG. 10, which shows the moment of removal of the needle from the hole of the matrix. In this case, the metal fills the entire volume of the container adjacent to the matrix and a solid, not hollow, product is pressed out through the hole. The time during which a solid section of length l 2 is formed depends on the speed v i of movement of the pressed part of the workpiece v i and is determined by the formula t 2 = l 2 / v i . The necessity of using this ratio follows from the fact that it is not possible to visually determine the length of a continuous section.
Соответственно время t1 размещения иглы в отверстии матрицы определяют по формуле t1 = l1/vi, в течение этого времени сформируется участок трубы с полостью длиной l1, как это показано на фиг. 8.Accordingly, the needle placement time t 1 in the hole of the matrix is determined by the formula t 1 = l 1 / v i , during this time a pipe section with a cavity of length l 1 will be formed , as shown in FIG. 8.
П р и м е р 1. По предлагаемому способу отливают полую стальную заготовку размера: внешним диаметром 200 мм и внутренним диаметром 50 мм, при периодической выдаче ее из кристаллизатора вверх. На длине 400 мм слиток подвергают пережиму с последующей отрезкой одним из известных приемов. Закованный участок имеет длину 50 мм. Заготовку перемещают в вертикальном положении без переворота в контейнер гидравлического пресса, в полость вводят иглу бутылочного типа диаметром на торце 20 мм. Движением пуансона осуществляют распрессовку слитка и выдавливают переднюю пробку, вводят иглу на уровне с матрицей диаметром 30 мм и выпрессовывают полую заготовку. На завершающей стадии отводят иглу и выпрессовывают заднюю пробку. Получают трубу, герметично закрытую со всех сторон с полостью, не подвергнутую окислению. PRI me R 1. According to the proposed method, cast a hollow steel billet of size: an outer diameter of 200 mm and an inner diameter of 50 mm, with periodic issuance of it from the mold up. Over a length of 400 mm, the ingot is subjected to pinch followed by a cut by one of the known techniques. The chained section has a length of 50 mm. The workpiece is moved in an upright position without flipping into a container of a hydraulic press, a bottle-type needle with a diameter of 20 mm is introduced into the cavity. By moving the punch, the ingot is pressed and the front tube is extruded, the needle is inserted at a level with a matrix with a diameter of 30 mm and the hollow workpiece is pressed out. At the final stage, the needle is retracted and the back plug is pressed out. A pipe is obtained that is hermetically sealed on all sides with a cavity, not subjected to oxidation.
П р и м е р 2. Для тех же параметров процесса получают трубу с чередующимися полостями. После получения передней пробки в матрицу вводят иглу и задают скорость истечения металла 50 мм/с. Для получения длины полости 150 мм удерживают иглу в течение времени 150/50 = 3 с, после чего выводят иглу из отверстия матрицы. Для получения длины сплошного участка 250 мм удерживают иглу в этом положении в течение времени 250/50 = 5 с, после чего вновь вводят иглу в отверстие матрицы и цикл повторяют. PRI me
Технический результат от применения предлагаемого способа заключается в возможности производства полых заготовок с неокисленной внутренней поверхностью при совмещении процессов литья и прессования заготовок. По сравнению с традиционной схемой раздельного литья и прессования достигается экономия энергозатрат, расхода инертного газа. По сравнению со схемами совмещенных процессов литья и прокатки достигается расширение технологических возможностей вследствие расширения сортамента получаемых изделий и быстроты переналадки оборудования для выпуска новой продукции. (56) Авторское свидетельство СССР N 1583211, кл. B 22 D 11/00, 1990. The technical result from the application of the proposed method lies in the possibility of producing hollow billets with an unoxidized inner surface when combining the processes of casting and pressing the billets. Compared with the traditional scheme of separate casting and pressing, energy savings and inert gas consumption are achieved. Compared to the schemes of combined processes of casting and rolling, the expansion of technological capabilities is achieved due to the expansion of the assortment of products and the speed of readjustment of equipment for the production of new products. (56) Copyright certificate of the USSR N 1583211, cl. B 22 D 11/00, 1990.
Claims (2)
t1 = l1 / vi,
t2 = l2 / vi,
где l1 - длина полости в заготовке;
l2 - длина участка заготовки сплошного сечения;
vi - скорость перемещения отпрессованного участка заготовки.2. The method according to p. 1, characterized in that, in order to increase the workpieces with cavities alternating along the axis, a needle is periodically inserted into and removed from the matrix hole during deformation, the placement time t 1 of the needle in the hole of the matrix and the placement time t 2 of the needle outside the hole of the matrix is determined respectively by the formulas
t 1 = l 1 / v i ,
t 2 = l 2 / v i ,
where l 1 is the length of the cavity in the workpiece;
l 2 - the length of the blank section of a solid section;
v i - the speed of movement of the pressed section of the workpiece.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5041715 RU2009003C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Method of manufacturing hollow billets with non-oxidized inner surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5041715 RU2009003C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Method of manufacturing hollow billets with non-oxidized inner surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009003C1 true RU2009003C1 (en) | 1994-03-15 |
Family
ID=21603972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5041715 RU2009003C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Method of manufacturing hollow billets with non-oxidized inner surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2009003C1 (en) |
-
1992
- 1992-03-24 RU SU5041715 patent/RU2009003C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5638889A (en) | Semi-molten metal molding apparatus | |
| CN101549361B (en) | Rare-earth magnesium alloy seamless thin wall tubule hot-extrusion method and its specialized mold | |
| US3205692A (en) | Method of producing hollow extruded products | |
| US4073333A (en) | Method of continuous casting of ingots | |
| US3833047A (en) | Process and apparatus for supplementary cooling of the center of a continuously cast metal bar | |
| RU2009003C1 (en) | Method of manufacturing hollow billets with non-oxidized inner surface | |
| US5207776A (en) | Bi-metallic extrusion billet preforms and method and apparatus for producing same | |
| CN113414330A (en) | Forging process for completing through hole of support shaft by one-step extrusion | |
| EP3365121B1 (en) | Method of production of high-pressure seamless cylinder from corrosion-resistant steel | |
| US3625276A (en) | Centrifugal casting of tubes including slag separation | |
| CN1026957C (en) | Horizontal continuous casting method for metal wire stock | |
| CA1186475A (en) | Semicontinuous casting apparatus | |
| US3570582A (en) | Process for manufacturing cylindrical tubular metal bodies | |
| CN209753980U (en) | Die casting die suitable for producing shell products with complex structures | |
| CN1185066C (en) | Technology for conticasting composite hollow pipe blank | |
| RU2230623C1 (en) | Method for making thin-wall tubes of copper and its alloys | |
| US1516153A (en) | Process and apparatus for producing hollow steel bars | |
| RU2230625C1 (en) | Method for making thin-wall tubes of copper and its alloys | |
| CN218361913U (en) | Device for improving yield of cast product | |
| US1537041A (en) | Method for manufacturing hollow bodies of steel alloys, or other metals | |
| RU2230624C1 (en) | Method for making thin-wall tubes of copper and its alloys | |
| US4091524A (en) | Process for producing pipe blooms | |
| US5832767A (en) | Process for extruding a section or the like from an ingot and a device for that purpose | |
| JPS628257B2 (en) | ||
| RU2103105C1 (en) | Method for production of continuously cast hollow casting blocks and device for its realization |