автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Повышение качества тонкой многослойной ленты за счет асимметрии параметров процесса холодной прокатки

1 1 о о л

На правах рукописи

Седых Василий Борисович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ТОНКОЙ МНОГОСЛОЙНОЙ ЛЕНТЫ ЗА СЧЕТ АСИММЕТРИИ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ХОЛОДНОЙ ПРОКАНШ

Специальность 05.16.05 -"Обработка металов давлением"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск

1Э96

Работа выполнена на кафедре "Обработка металлов давлением (прокатка) и в проблемкой лаборатории "Новые технологические процессы прокатки" Челябинского государственного технического университета.

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

Официальные- оппоненты: Доктор технических наук, профессор

ведущее предприятие: АО "НЫТВА" (Нытвенский металлургический

Защита состоится 5 июня 1996 года в 14.00 часов на заседании специализированного совета Л 053.13.04 при Челябинском государственном техническом университете (454080, г.Челябинск, ср.им.Ленина, 76).

С диссертацией можно ознакомиться е библиотеке Челябинского государственного технического университета.

Автореферат разослан " си?ре/)Л Г996 г.

Ученый секретарь

Агеев Л.Ы.

Гун Г.С.;

Кандидат технических наук Агшев Л.А.

ззвод;.

специализированного соьета д.ф.-м.н.. профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В сегодвяпних _ условиях, - когда цветные -металл! стали не только дефицитными, но и очень дорогими, з конкурентная борьба заставляет производителей стреляться к снижению цен пэ сбою продукцию, применение композиционных материалов вместо монометаллов является актуальным как яакоггз. Подобные материалы используются давно,но об* ем их вг.ттуска л -:ортамеят пока недостаточны. Практически любые пластически мируемые металлы и сплава можно соединить совместно холодной прокаткой. Поэтому, кроме дешевизны, композиционные матер::-.-^; могут обладать тчкям комплексе;л Хизико- хкчич»скю:, '«хзютесквл. ¿лектрич&ских и других характеристик, который невозможен для монометалла.

Процесс деформации композиционных материалов в силу различия механических и геометрических" характеристик компонентов несимметричен по своей природе. Следовательно, целенаправленно используя внешнюю асимметрии, можно управлять параметрами процесса деформации, получая композиционные материалы с заданными характеристиками. Однако, простые и надежные методики оценки параметров асимметрии процесса деформации многослойных материалов в настоящее время отсутствуют.

Цель работы:

!. Создание математической модели процесса асимметричной холодной прокатки многослойной ленты с учетом совместного действия продольных и межслойных касательных напряжений.

2. Исследование влияния параметров асимметричного процесса прокатки на качество многослойной "ленты на основе математической модели и экспериментальным путем.

3. Разработка ноеых эффективных способов получения многослойных лент и их прокатки, обеспечивавших высокое качество многослойных лент.

Практической целью работ является разработка новой технологии и оборудования для производства многослойных лент,, применяемых для изготовления миниатюрных источников питания.

Научная новизна. На базе инженерного метода решения задач теорий пластичности впервые разработаны математические модели процесса .зездки биметаллической ззготоеки и процесса асимметричной прокатки биметаллической полосы, утитывзкЕие совместное

действие межслойных касательных напряжений к послойных продольных напряжений.

Математическая модель прокатки биметаллической полосы зпро--бироЕака на стане ПВ - 2GG.

. Разработана программа расчета параметров процесса прокзтк*' многослойной полосы на ЭВМ.

Получены зависимости неравномерности послойной деформации компонентов биметаллической полосы от таких видов внешней асимметрии процесса прокатки, как:

- геометрическая асимметрия;

- кинематическая асимметрия;

- физическая асимметрия;

- силовая асимметрия;

- смешанная асимметрия.

На уровне изобретений разработан ряд ковш: способов получения многослойных материалов.

Практическая ценность. Разработано, изготовлено и сдано в эксплуатацию оборудование для производства многослойных лент- б в условиях КЗ ТТК. Разработана технология прокатки ленты медь-сталь оакп-никель. Экономический аффект от ее внедрения составил 22,7 тнс.руб в ценах 1988 года. Разработана технология получения гриметаллической ленты медь-нержавешая сталь-никель и биметаллической ленты медь- нержавеющая сталь. Разработанные технологии залашены 2 авторскими свидетельствами СССР. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработок на KS ТТК составляет 90 ткс. руб. в ценах 1989 года .

Апробация работы. Основное содержание диссертации докладыва-

лось-~на

1 .Научно-технической конференции "Молодые ученые и специалисты черной металлургии Урала - научно-техническому прогрессу" .Златоуст, 1986.

2.Всесоюзном научно-техническом совещании "Повышение качества плоского проката из тяжелых цветных металлов". - Москва. ВДНХ-. 1988.

3.Научно-техническом семинаре "Новые технологии производства слоистых металлов, перспективы расширения их сортамента к применения".- Магнитогорске, ЮМ, 1SS9.

■4.Всесоюзной научно-технической конференции "Новые технологические процессы прокатки как средство интенсификации производства и повышения качества продукции",- Челябинск. ЧШ',195Э.

5.Научно-технических конференциях Челябинского политехнического института. - Челябинск, ЧПЙ, 198?...!990.

Публикация. Основное содержание .диссертации опубликовано в т4 печатных работах, восемь из них - авторские свидетельства на изобретения.

Об "ем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений; содержит 101/ страниц, включает 80 рисунков, £_ таблиц. Список литературы содержит 82 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ШИ У! ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Традиционная технологическая схема производства многослойных лент (МЛ) способом холодной прокатки включает подготовку контактных поверхностей исходных материалов, их совместную холодную прокатку, диффузионный отжиг (при необходимости), прокзтку на заданный размер и отделку проката.

При деформации МЛ иа различных материалов путем холодной прокатки возможны 2 варианта:

- процесс плакирования, при котором исходные компоненты не сцеплены между собой;

- процесс прокатки многослойной ленты, предусматривающий наличие сцепления компонентов на входе в очаг деформации.

Очевидно, что в процессе плакирования компоненты деформируются в общем случае неравномерно. Процесс же прокатки ШГ, вследствие наличия сцепления слоев, осуществляется при равномерной послойной деформации компонентов. Следовательно, на границе раздела компонентов возникают межслойнне касательные напряжения г ,'а на границах очага деформации происходит перераспределение продольных напряжений . Знание величины тмс и представляет значительный практический интерес. Известно, что максимальная величина межслойных касательных напряжений не может превышать гч "мягкого" компонента (компонента с меньшим сопротивлением дефор-деформации). В противном случае шзи достижении т величины г

МС

произойдет расслоение компонентов МЛ, что недопустимо.

Аналогично, вследствие перераспределения продольных напряжений н:а границах очага деформации, величина может достигнуть величины что приведет к нарушению планшетности ленты или к

разрыву 1-го компонента.

' Известен ряд работ, посвященных оценке величины гмс. и в процессе деформации. Однако в большинстве из них рассматривается раздельно величина гмс и или наперед задается величина одного из этих-параметров, т.е.'полученные формулы неприменимы для случая совместного действия межслойных касательных напряжений тмс и продольных напряжений

Основная задача при деформации МЛ заключается в выравнивании условий деформации различных по своим свойствам компонентов путем создания целенаправленной внешней асимметрии процесса деформации. При этом возможны такие виды асимметрии:

- геометрическая асимметрия;

- кинематическая асимметрия;

- физическая асимметрия;

- "силовая асимметрия;

- смешанная асимметрия.

Однако возможности процесса производства многослойных лент способом холодной прокатки, находящего широкое применение ь промышленности,исследованы еще недостаточно. Отсутствуют достоверные. методики расчета параметров процесса, не в полной мере исследовано влияние различных факторов на ВДЦ компонентов УЛ.

Заметим, что в процессе деформации многослойного материала возможны случаи, когда деформация компонента с большим сопротивлением деформации превышает деформацию компонента с меньшим . сопротивлением деформации. Это может иметь место, . например, при значительной разнице толщин совместно деформируемых материалов. В связи с этим деформируемость компонентов многослойного материала целесообразно характеризовать усилием, необходимым для деформации компонента. В дальнейшем компонент, для деформации которого необходимо меньшее усилие, будем называть "мягким", а компонент, для деформации которого необходимо большее усилие, будем называть "твердым".

В целом, при производстве МЛ способом холодной прокатки необходимо решить три основные задачи:

1. Обеспечить необходимое качество сцепления слоев мл б процессе плакирования.

г..Сохранить прочность сцепления слоев в процессе последующей прокатки МЛ до конечного размера.

3. Обеспечить заданное соотношение толщин компонентов в готовой многослойной ленте.

Тагам образом, задачи. исследования можно сформулировать " оде дующим образок.

' • Создание математической модели процесса холодной прокатки многослойной ленты с учетом совместного действия продольных и мезкслойных касательных напряжений.

Z. Исследование влияния параметров процесса прокатки на качество многослойной ленты на основе математической модели и экспериментальным путем.

3. Разработка новых эффективных способов получения многослойных лент и их прокатки, обеспечиваших высокое качество многослойных лент.

Практической целью работы является разработка новой технологии и оборудования для производства многослойных лент, применяемых для изготовления миниатюрных источников питания.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ХОЛОДНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

*

ТОНКОЙ МНОГОСЛОЙНОЙ ЛЕНТЫ

При разработке методики расчета _ энергосиловых параметров приняты следующие основные положения:

- Деформация плоская.

- область пластической деформации ограничена "жесткими" концами, находящимися ь упругом состоянии. Жесткие концы б процессе деформация сохраняют прямолинейное движение.

Б основу разработки соложен инженерный метод, предполагающий совместное решение упрощенных гкфферениизльккт.

ойг.кс-ь'т'.-иг- и услсбйя ш8сткчн0сти.

- В цр-.Дс'ла:-; одного компонента нормальные нзпрянения полагаются независимыми от вертикальной координаты.

- Отсутствие расслоения и прямолинейное движение концов полосы ше очага деформации автоматически предполагают равенство послойных вытяжек компонентов.

- Совместная равномерная деформация различная по свойствам компонентов достигается за счет возникающих на границе раздела компонентов мезкслойкых касательных напряжений а соответствующего

* Выполнено при научных консультациях Н.В.Судакова.

а

перераспределения продольных напряжений на границах с "жесткими' концами.

• С целью наглядности анализа и апробации разрабатываемогс метода предварительно рассмотрим процесс осадки многослойно»! заготовки с различными геометрическими и механическими характеристиками компонентов. Минуя промежуточные выкладки, приведем сводку основных полученных результатов:

« 6 - 1,15 евм

( —)

1 Кь + 1 >

©т = е + 1,15 ©БМ

1 К* + 1 ->

\ К- 4}

ис

1 +

Рс = - 1,15 «Б - О

. , кт + 3 К.„ + 1 }

А* И

+ е.

И)

Анализ хгоиведенных зависимостей показывает, что .величина МКН

<г

поддается управлению путем изменения параметров К.. К^, К3 и —.

Подробнее вопросы выбора оптимального сочетания параметров процесса деформации биметалла оудут рассмотрены ниже.

При разработке математической модели процесса прокатки рассматривался процесс прокатки МЛ с различным отношением окружных скоростей' валков к скорости концое полосы. Подобный процесс прокатки получил название процесс общего вила ШОВ).

э

Точку смены, знака МКН по аналогии с условиями трония на поверхностях контакта металла с валками будем называть., критической,- обозначив ее координату X.

При заданных значениях ©0, т , г х Х^, ЬПт, вытяжки

ткугсч х, а также механических характеристик компонентов л..нти :: параметров ьзлкоь, определению подлежат: вп , . <2,, ^

г, X, гс.

Для расчета разности сведши продольных нагтря^гп^ сродичах очого до-Зормации использовались Фриули В.Н.Ьпяр-лна и Н.В.Судаковз, в которых усредненное значение сопротивления деф/р--моции биметалла насчитывалось как

Кт ^ %Л]К

к,- + 1

а усредненное значение коэффициента А как

®30м ^м + ®80т Ат '"от

®В0М Ь0м + ®Е0Т *От /

(3)

В результате было получено следующее выражение для определения разности средних по сечению продольных напряжений на границах -чага Д'Чормашш при прокатке биметаллической полосы:

3. - з., = 1.15 ®з0[п + А) т я - А --]]

^ I I . II V - _ •

>1д ¿П А.

Использование инженерного метода, в основе - которого лежат дифференциальные уравнения равновесия и условие пластичности.

позволяет выразить величину средних нормальных контактных напряжений как:

г х ~ 1 1 © = 1,15 6еП1 + 2А - 2А---- 0,5 (1 + А) *п к +

• ' 501 П/а ^

{

Ж - ©г„ (51

110 гп \ 'р 0

Г ~ 1 - Хт ' ~ Хт 1

где X = Хт ^ т х - *п х + 2 х т- х - ^ +

, -1 - ^ 1 - X

■ + тмГ2.Хм X " т X - гп к + 2 \ ™ - х - !]. (61

По причине взаимозависимости и ©-„(О расчет

длины очага деформации выполняется методом итераций. При этом в качестве исходного приближения принимается

(7)

При задании тм и тт может быть использовано либо условие-Зибеля и1 = 11 либо условие Кулона ^ = Ро5 *

Для определения ©0м и ®0т необходимо располагать двумя уравнениями. В качестве одного из них может служить условие равновесия (равномерного движения) заднего конца полосы

. ®0И + ®0т йОт = ®0 (8>

• В качестве второго уравнения используем условие равенства нормальных контактных напряжений ., действующих в плоскости входа б очаг деформации на "мягкий" и "твердый" компоненты. в результате-получаем:.

в0м = ео - 1 '15 ®5от - ®воч)' (9)

п

1м

'1т

' + \ 1

т + 1>15 ггг(еа1т- вз1м). <ш

' +Кп

Межслойные касательные ' напряжения так же, как и перераспределение , продольных напряжений -на границах очага .^формация, ' способствуют выравниванию условий деформации разнородных по свойствам компонентов. Определению подлежат два параметра: X и г.

Неизвестные X и т находятся следующим образом. Деформация каждого компонента рассматривается раздельно. При . этом для каждого компонента1 записывается основное энергетическое уравнение, а в качестве второго уравнения служит условие равновесия. В результате координата X находится численным методом из уравнения:

-1-Х ,1-Х- г ' В >

£ X л 2п > + [2 а - ! - \Д| - —- Щ У = 0. (13)

После определения координаты X величина межслойных касательных напряжений г находится из уравнения*

В

- - — . где (14)

Г г 1 Км Кг ,

1п X Хп л . -,-, (15)

И, + К„

т и

9

- 1 - X, 1-Х. •

Л^ X Мя X - 1п х + 2 X \ - 1. (16)

Анализ полученных результатов позволяет сделать следукйие основные выводы: •

Качество ленты, а именно плоскостность, кольиеватость, и.т.д. во многом определяется величиной послойных продольных капряжккй на границах очага деформации. Кроме того, достижение послойными продольными напряжениями критических значений чревато появлением трешин или разрывов компонентов и многослойной ленты б целом. Под критическим значением величины . послойных продольных напряжений следует понимать сопротивление деформации материалов компонентов. Следовательно, назначая условия осуществления процесса прокатки МЛ необходимо контролировать величину послойных продольных напряжений, избегая достижения ими критических значений.

Причиной расслоения компонентов МЛ в процессе прокатки является достижение величиной МКН ее предельного значения. Под предельным значением. величины МКН понимается сопротивление деформаций при чистом сдвиге менее прочного компонента (г min). Подытожим основные факторы, .позволяющие управлять величиной МКН.

а) По мере перемещения критических точек на поверхностях контакта металла с валками в сторону выхода из очага деформации величина МКН снижается.

б) При создании со стороны "твердого" компонента меньшего коэффициента трения величина МКН снижается.

б) При снижении величины заднего натяжения биметаллической ленты величина МКН снижается.

г) При увеличении длины очага деформации (например, за счет увеличения диаметров рабочих валков) величина МКН снижается.

Соотношение толшин компонентов в большинстве случаев задается требованиями к Ш1, поэтому не может быть использовано z качестве "управляющего фактора. В то же Бремя сопротивление деформации материалов компонентов перед плакированием можно изменять (например, за счет предварительного упрочнения путем холодной прокатки). Таким образом, соотношение прочностшх характеристик компонентов биметалла т$кже может быть использовано в качестве фактора, позволяющего управлять величиной МКН.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АСИММЕТРИЧНОЙ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТОНКОЙ МНОГОСЛОЙНОЙ ЛЕНТЫ

Зкакрих^нталыше исследования проводились на лабораторном ирпкчтн'.и стане ПВ - г,00 конструкции ЧПИ.

Для проведения экспериментальных исследований процесса плакирования стан дополнительно был оборудован фрикционным разматы-ва гелем. Ка входе в валки был установлен направляющий калиброван-ныл ролик для фиксации лент в поперечном направлении.

Исходные ленты перед плакированием обезжиривались ацетоном и зачитались вращающимися стальными щетками.

Для определения усилия прокатки под каздым нажимным .-.ятом были установлены месдозы с кольцевым упругим элементом, на который наклеивались проволочные тензодатчики. Для измерения крутящих моментов проволочные тензодатчики наклеивались на валы шпинделей, на которые -устанавливались кольцевые токосъемники для получения необходимой информации в процессе прокатки. Натяжения на моталках контролировались с. помощью амперметра по величине тока двигателя.

Усиление электрических сигналов измеряемых параметров осуществлялось с помошью тензоусилителя "Топаз - 3", после чего сигнал выводился на стрелочные амперметры.

На базе исследования химического состава компонентов биметаллической ленты, используемой для производства МИЛ фирмой "ПегоУБ", в качестве основы была выбрана .нержавеющая сталь 12Х18Н10Т. В качестве плакирующего материала использовалась медь МО. • ■ • '

Экспериментальное исследование процесса плакирования проводилось на стане ПП - £00 в варианте дуо. Диаметр рабочих валков таьлял 130 т. На валки были нанесены поперечные риски с расстоянием между ними по окружности 100 мм.

Б ходе эксперимента были реализованы следующие величины рассогласования скооостей валков (К.Л: 1; 1,18; 1,3. Рассогласование

* ч

скоростей ьзлков задавалось жестко при помощи сменных зубчатых шестерен. При прокатке с рассогласованием скоростей валков» ведущим был верхний валок.

Для каждого варианта рассогласования скоростей валков усилие

прокатки варьировалось от 190 кН до 450 кН, заднее натяжение стальной ленты от 0,7? кН до 3,87 кН, переднее натяжение биметал-

5 4

ческой ленты оставалось постоянным и равным 1,2 кН.

Качество сцепления компонентов биметаллической ленты оценивалось методом многократного перегиба ленты на ;SG° в соответствии с ГОСТ 13813 - G3. Для количественной оценки качества сцепления использовался коэффициент К, численно рявшя количеству перегибов биметаллияеской лекгы на 130° до появления расслоения, тревдга или излома.

На оснований проведенных исследований можно . сделать следующие основные выводы: •.

'.Качество сцепления слоев-повышается при увеличении степени деформации. В то же время рассогласование скоростей валков . при постоянной степени деформации.не оказывает существенного влияния на качество с-иепления. слоев. .

2.Величина средних нормальных контактных напряжений не влияет на качество сцепления* слоев.

3.С ростом степени деформации НПД увеличивается. С ростом рассогласования скоростей валков НПД снижается.

В ходе экспериментального исследования процесса прокатки биметаллических лент, решались две основные задачи:

1. Качественная .оценка адекватности математичёской модели .процесса прокатки биметаллической ленты.

2. Исследование влияния параметров процесса прокатки на неравномерность послойной деформации компонентов биметаллической ленты.

Исследование проводилось'на стане ГШ - 200.в варианте дус с диаметром ■ рабочих валков 180 мм и в пятивалковом варианте с диаметром рабочих валков 60 мм. В качестве исходного материала использоваласП5иметаллическзя лента типа сталь Свит -латунь JÍGZ.

Программа проведения экспериментального исследования процесса прокатки биметаллической ленты представлена в таблице'1.

В процессе прокатки фиксировались.величина усилия прокатки и крутящих моментов на валках. Для определения координат критических точек на бочку валков были нанесены риски с расстоянием между ниш 100 мм. Переднее и заднее натяжения бкке- ■ таллической ленты устанавливались в соответствии с расчетами. С целью оценки неравномерности послойной деформации компонентов после прокатки на выходе из валков лента обрезьлась я

фиксщювался радиус остаточного изгиба лентк. Для этого распрямленная лента разрезалась на отрезки длиной 200 мм и

Программа проведения экспериментального исследования

Таблица 1

Вид асимметрии

Кинематическая Гоомо тричо екая -Г-ы зичоская

-------------------- Управляющий параметр --------------- -------------------

R = f«J

0.45 1, i ; 1,2 ; 1,3

« 1 \ ■ » « . < " . -, о ' I 1 • 1 > • '» ' > <->

3,6 1 1 . * ^ - 1 *->

0,45 1,2:1 ',3;1,4

1 4 1,2:1,3;1,4

'ИЗ о, G 1,2:1,3;1,4

0,45 1,2;1,3;1,4

0.7 1 1,2;1,3;1,4

3,6 1,2;1,3;1,4

2,7 1 1,2;!,3;1,4

f Г5 0,45 1,3;1,4

3,6 . 1,3;1,4

R -= 30 ■ .

1 . . 1 0,45 1,1 ;1,2;1,3

3,6 1 И;1,2;1,3

гс:.'!?рллось-расстояние между концами отрезка в подвешенном (изогнутом ) состоянии. Радиус изгиба рассчитывался численным методом гто 'ÎA3pïvîyле

. L

2 г sin - -1-0, (17)

2 г

где г - радиус изгиба;

L - длина отрезка в распрямленном состоянии;

1 - длина отрезка в изогнутом состоянии.

.Обработка результатов экспериментального исследования осуществлялась с использованием метода наименьших квадратов . Ввиду того, что целью экспериментального исследования является качественная оценка адекватности математической модели, взаимосвязь параметров описывалась по линейному закону. При этом коэффициент.корреляции был не менее 0,9.

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выеоды:

1. Полученные экспериментальные данные достаточно близки к расчетным. В большинстве случаев экспериментальные значения усилия прокатки превосходят расчетные на 10 - 255.

2. С увеличением вытяжки ИЛИ компонентов увеличивается.

3. .Эффективными управляющими факторами являются создание различных условий смазки на. поверхностях контакта металла с валками и изменение соотношения толщин слоев.

4. Использование рассогласования скоростей валков ощутимого влияния на НЦД компонентов не оказывает.

5. Основные закономерности влияния параметров процесса прокатки на усилие прокатки и ВДД компонентов, приведенные в

'главе 2, в ходе экспериментального исследования подтвердились.

ВАРИАНТЫ АСИММЕТРИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРОКАТКИ ТОНКОЙ МНОГОСЛОЙНОЙ ЛЕНТЫ

При назначении режимов прокатки МЛ материалы и мехсвойства компонентов, их начальные и конечные толщины являются заданными. Следовательно, основная задача технолога состоит при наличии указанных ограничений в создании оптимальных условий деформации, обеспечивающих высокое качество ленты и гарантирующих отсутствие расслоения ленты при ее прокатке.

' Решить поставленную задачу можно с использованием внешней асимметрии процесса деформации. Выбор вида асимметрии зависит от характеристик МЛ и возможностей завода - изготовителя МЛ. В частности,- на базе проведенных экспериментальных и теоретических исследований разработаны и защищены авторскими свидетельствами

СССР следующие способы производства биметаллов:

1. Способ, прокатки биметалла в валках неравного диаметра, един из которых не вращается.- - - - - - - ~ "

2. Способ прокатил биметалла в валках, вращающихся с различными окружными скоростями.

3. Способ прокатки биметалл« с различными условиями трения на поверхностях контакта металла с валками.

4. Способ получения биметалла с предварительным упрочнением одного из компонентов.

5. Способы получения биметалла с различным задним натяжением компонентов. _ .

• 6. Способ прокатки биметалла с направлением полосы на входе г выходе из очага "деформации под углом к горизонтальной плоскости.

ВШРЕНМЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

На Кусинском заводе ТТК создан участок по производству многослойных лент для миниатюрных источников питания, включающий прокатный стан ПВ - 150, зачистное устройство и вспомогательное оборудование. Отработана технология получения три - и биметаллических лент в условиях КЗТТК. На технологию получения триметаллической ленты получено 2 авторских свидетельства СССР. Внедрена технология прокатки триметаллических лент. Экономический э^фзкт составляет 22,? тыс. руб. в ценах 1988 года. Ожидаемый экономикеский эффект от внедрения результатов работы на КЗТТК составляет 90 тас. руб. ь ценах 198Э года.

вызоли

1 . Анализ существующих способов к технологий получения многослойных лент покэззл, что в настоящее время внешняя, асимметрия несимметричного по своей природе процесса деформации многослойных лент используется для выравнивания послойных деформации компонентов лишь-• эпизодически. Отутствуют' достоверные методики расчета параметров процесса. В то же время управление послойной деформацией компонентов является важной технической задачей, . оесение которой позволяет получать многослойные ленты бысокого качества. _ * '

2. На базе инженерного метода решения задач теории

пластичности разработана математическая модель процесса осадки биметаллической заготовки д процесса прокатки биметаллической полосы, позволяющая оценивать влияние на КПД компонентов такю видов внешней асимметрии процесса, как:

- геометрическая асимметрия;

- кинематическая асимметрия;

- фйзическая асимметрия:

- силовая асимметрия;

- смешанная асимметрия.

Математическая модель разработана для условий совместного действия межсловных касательных напряжений и послойных продольных напряжений, то есть для условий, наиболее близких к реальным. Разработан алгоритм и составлена программа расчета ЗСП параметров процесса прокатки биметаллической ленты.

Проведено экспериментальное исследование влияния параметров процесса плакирования на качество сцепления слоев биметаллической ленты и на НПД компонентов. Установлено следующее:

а) основным фактором, определяющим качество сцепления слоев при плакировании , аЕляется степень, деформации. При этом минимальная степень деформации, позволяющая осуществлять дальнейшую прокатку ленты без расслоения компонентов, составляет 50 %;

б) с увеличением степени деформации НПД компонентов увеличивается.

в) при расположении "твердого" компонента со стороны ведомого валка' с увеличение« рассогласования окрукнкх скоростей Балков НГШ компонентов снижается.

4. Проведено аярлбитвани? предложенной . математической модели процесса прокатки биметаллической ленту на стане ГШ - 200. Расчеты ЗСП осуществлялась на ЛЭВК IB" PC/AT. Устеволлено, что расчетные величины ЗСП процесса отличаются от пслг?ен!sx экспериментально в среднем на 10 - 25 %. Следовательно, мат^кзт;--ческая модель качественно верно отражает реальные процессы, происходящие при црокатке биметаллической ленты.

5. Проведено экспериментальное исследование влияния параметров процесса прокатки на НПД компонентов. На базе теоретических и эксшериментальных.исследований установлено, что:

а) с увеличением степени деформации НЦД компонентов уве¿затвается;

б) подача смазки к, как следствие, снижение коэффициента

трения на контакте "твердого" 'компонента с валком снижает НПД компонентов и величину МКН:

з) увеличение.. доли, "твердого" компонента в" обшей толшайк пакета снижает НПЯ компонентов а величину МКН:

г; увеличение длины очага деформации (напсимео, за счет увеличения лиамегра работах валков) сжгиет в-личшу МКН л КП1 компонентов. На базе теоретических и зкспс-р;аленталькых. исследований разработаны новые способы п*«г/ченая многослойных л«нт. Г, которых затишны авторскими ••зид^т^льгтзсгли CX?.

0. На Гусинском заводе TTIi создан участок по производству -многослойных лент для «ганиптартзл: источников питания.

•^CKStäü - плакировочный С73Я ПЗ - ¡50, затлстнов устройство я вспомогательное оборудование• Разработана технология прокатки ленты гиедь - сталь "ОЗкл - никель. . Экономический эффект от ее внедрения составил 22,7 тыс. руб. в ценах 1ЭЗЭ года. Разработана технология получения тршлеталлической' ленты медь - нержавеющая сталь - никель и биметаллической ленты медь - нержавеющая сталь. Разработанные технологии защищены 2 авторскими свидетельствами CCCF. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разрабо ток па КЗТ7К составляет ЭО тыс. руб. в ценах 1Э8Э года.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ

1. Н.В.Судаков, В.Б.Седых. Процесс деформации многослойных материалов / Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Новые технологические процессы прокатки как средство интенсификации производства и повышения качества продукции",4-1 Челябинск, 1989.- с.52-63.

2. Седых З.Б., Агеев Л.М. О влиянии скоростной асимметрии на неравномерность послойной деформации компонентов, биметадла при холодном плакировании / Челябинск, 1990.- 7с,- Депонировано в институте Черметинформация. Jfi 2/Д 5801.

3. A.C. '703563. (СССР). МКЙ B23K2Ü/04. Способ получения биметаллического материала / Агеев Z.U.. Седых д.В.. Кузнецова З.Б. 'СССР).- 4604300/02/157173; Заявлено 10.11.33. Опубл. '0.02.. Бал.Л 4.

I. Сглзков Пелленен A.n., Седы. 3-Е.. Зайцев 3.3.

Планирование лент способом несимметричной прокатки / Челябинск. 1989.- 7с.- Депсниссвано з институте ЧевмзтЕнйормаша 30.03.29. № 5018.

5. A.C.1648689 (СССР). МКИ В23К20/04. Способ получения биметалла / Л.М.Агеев, В.Б.Седых, О.В.Аксенов (СССР).- ».4403095/ 2Т; Заявлено 04.04.88.Опубл.15.05.91.Бюл.* 18.

6. A.C. 1563066 (СССР). МКИ В23К20/04. Способ прокатки биметалла •/ Н.В.Судаков, В.Б.Седых (СССР).- » 4436831/31-27; Заявлено 06.06.88. Не публикуется^

. 7. А.С.1750895- (СССР). МКИ в23к20/04. Способ получения биметалла / Н.В.Судаков, В.Б.Седых'(СССР).- J6 4759012/27; Заявлено 03.10.89 . 0пу6л.30.07.92.БЮЛ.Л 28.

8. A.C. 1624833 (СССР). МКИ В23К20/04. Способ производства биметалла / Н.В.Судаков, В.Б.Седых (СССР).- * 4603336. Заявлено 9.10.89. Не публикуется.

9. A.C. 1731533 (СССР). МКИ В23К20/04. Способ прокатки биметалла / А.Г.Новиков, В.Б.Седых.- * 4765492/27.Заявлено 18.10.89. Опубл.07.05.92.Бюл.Я 17.

10. Л.М.Агеев, Н.В.СудакоЕ, А.П.Пэлленен, В.Б.Седых, Н.г.Корнилова. Использование несимметричных процессов прокатки для. производства многослойных материалов / Тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническому совещанию "Повышение качества плоского проката из тяжелых цветных металлов". М.,1988.

11. Пелленев А.П., Седых В.Б., Аксенов О.В., Корнилова H.A.-Технология и оборудование для получения триметаллической ленты медь- - нержавеющая сталь - никель / Тезисы докладов Всесоюзной -

научно- технической конференции " Новые технологические процессы прокатки как средство интенсификации производства и повышения качества продукции."- 4.1.- Челябинск, 1989.

12. A.C. 1541909 (СССР). МКИ В23К20/04. Способ изготовления многослойной плакированной ленты / А.П.Пелленен, Л.М.Самохвалов, В.Б.Седых, О.В.Аксенов, С.Н.Говалев (СССР).- 4385157/31-27; Заявлено 29.02.88. Не публикуется.

13. Агеев Л.М., Пелленен А.П., Седых В.Б.,, Судаков Н.В., Ильичев В.Г., Новиков А.Г. Применение несимметричных процессов прокатки для производства многослойных лент / Тезисы, докладов к научно-техническому семинару " Ноше технологии производства слоистых металлов, перспективы расширения их • сортамента и применения." Магнитогорск, 1989.

14. A.C. 1818768 fCCCP). МКИ Б23К20/04. Способ производства биметалла /А.П.Пелленен,В.Б.Седых,Н.В.Судаков (СССР).- х 4823334/27; Заявлено 13.09.89. Не публикуется.