автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка новых технологий, оборудования и инструмента для производства изделий из тугоплавких металлов

На правах рукописи

ГОРБАТЮК Сергей Михайлович

РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

Специальность: 05.03.05 «Технологии и машины обработки давлением»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2003 г.

Работа выполнена в Московском государственном институте стали и сплавов (технологический университет).

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор - P.M. Голубчик

Доктор технических наук, профессор - М.И. Казакевич

Доктор технических наук, профессор - В.П. Полухин

Ведущая организация - Государственное унитарное предприятие

«Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт

тугоплавких металлов и твердых сплавов».

Защита состоится 17 декабря 2003 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.132.09 при Московском государственном институте стали и сплавов по адресу: 117936 г. Москва, Ленинский проспект, д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИСиС. Автореферат разослан 14 ноября 2003 г.

Актуальность работы В различных отраслях народного хозяйства, таких как авиастроение, ракетостроение, электротехническая, оборонная промышленность широкое применение находят конструкционные материалы с особыми физико-механическими свойствами, в частности, прутки и проволока из тугоплавких металлов.

В качестве заготовки при производстве этих изделий обычно используют штабики тугоплавких металлов, представляющие собой прутки квадратного сечения, получаемые методами порошковой металлургии, а наиболее трудоемкой операцией в процессе деформации штабиков является ротационная ковка с ручной подачей заготовки, применяемая для получения прутков круглого сечения диаметром 710мм.

К основным недостаткам ротационной ковки штабиков относятся малая производительность оборудования, низкий выход годной продукции и тяжелые условия труда, связанные с шумом, вибрацией, загрязнением окружающей среды токсичными соединениями тугоплавких металлов. Поэтому одной из актуальных задач в процессе совершенствования технологии производства изделий из тугоплавких металлов является устранение операции ротационной ковки с ручной подачей заготовки путем замены этого технологического передела новым, более эффективным.

Работа является частью комплексных исследований, направленных на разработку новой прогрессивной технологии получения сортового проката методом винтовой прокатки, выполненных в соответствии с межвузовской целевой научной программой «Металл» и комплексной программой развития цветной металлургии Украины на период до 2010 г.. Тема работы, посвященная решению важной народнохозяйственной задачи, - совершенствованию технологий производства изделий из

тугоплавких металлов на основе нового прсрфод©. деф^рмадщвндда^иков

БИБЛИОТЕКА С. Петербург | 09 юо5

Ч*Л>г,у »

методом винтовой прокатки, разработке и внедрению нового технологического оборудования и инструмента, является актуальной. В работе изложены научно обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности.

Цель и задачи исследования

Повышение эффективности производства изделий из тугоплавких металлов, разработка новых технологий, оборудования и инструмента на основе развития теоретического анализа геометрических, кинематических и энергосиловых параметров винтовой прокатки.

Дня реализации этой цели в работе поставлены следующие основные задачи:

1. Разработать универсальную методику анализа и расчета геометрических, кинематических и энергосиловых параметров винтовой прокатки, позволяющую проводить сравнительную оценку процессов, реализуемых в клетях различных конструкций.

2. Провести теоретические исследования основных параметров винтовой прокатки и выбрать рациональные кинематические схемы и способы настройки клетей, предназначенных для винтовой прокатки прутков малых диаметров с высоким сопротивлением деформации.

3. Разработать новые технологические комплексы вакуумного, прокатного и нагревательного оборудования, позволяющие осуществлять высокотемпературную винтовую прокатку штабиков тугоплавких металлов и обеспечивающие требуемое качество проката.

4. Провести экспериментальные исследования влияния технологических параметров разработанных способов производства изделий из тугоплавких металлов на качество получаемых полуфабрикатов и готовой продукции.

5. Разработать и внедрить в промышленность новые эффективные технологии, оборудование и инструмент для производства изделий из

тугоплавких металлов.

Научная новизна работы

1. Разработаны новые комплексы прокатного вакуумного и нагревательного оборудования МИСиС-10, РСПВ-10, РСП-7, позволившие впервые осуществить деформацию штабиков тугоплавких металлов методом винтовой прокатки.

2. Впервые получены оригинальные экспериментальные данные процесса высокотемпературной винтовой прокатки штабиков тугоплавких металлов и разработаны режимы их бездефектной деформации новым способом.

3. Разработаны конструкция и технология изготовления твердосплавного рабочего инструмента, предназначенного для винтовой прокатки прутков из тугоплавких металлов и обладающего высокой износостойкостью.

4. Получены новые эмпирические зависимости качества полуфабрикатов и готовых изделий из тугоплавких металлов от различных технологических факторов, позволившие разработать новые эффективные технологические схемы производства полуфабрикатов и готовых изделий из тугоплавких металлов.

5. Разработана универсальная методика анализа геометрических кинематических и энергосиловых параметров винтовой прокатки, позволяющая проводить сравнительную оценку процессов, реализуемых в клетях различных конструкций, с помощью которой были выбраны кинематические схемы и способы настройки клетей, предназначенных для винтовой прокатки прутков малых диаметров с высоким сопротивлением деформации.

Практическая ценность работы

1. Разработаны технологические режимы и схемы производства изделий из тугоплавких металлов, позволяющие увеличить производительность, повысить качество продукции, снизить расход

дорогостоящих материалов и улучшить условия труда.

2. Спроектированы, изготовлены и пущены в эксплуатацию станы МИСиС-10, РСПВ-10, РСП-7, предназначенные для деформации штабиков тугоплавких металлов новым эффективным способом винтовой прокатки.

3. Разработаны конструкция и технология изготовления рабочих валков, обеспечивающие требуемые качество поверхности проката и повышенную износостойкость рабочего инструмента.

4. Разработан метод оптического контроля и корректировки положения валков в рабочей клети, позволяющий повысить качество проката.

5. Разработан неразрушающий метод оценки физико-механических свойств вольфрамовых прутков, предназначенных для изготовления проволоки различных диаметров, обеспечивающий снижение потерь дорогостоящего материала и уменьшение трудозатрат при изготовлении проволоки нитевых диаметров.

6. Показана целесообразность введения в технологический процесс производства нитевой вольфрамовой проволоки дополнительных операций: шлифования, дефектоскопии, вырезки обнаруженных дефектов, стыковой сварки бездефектных участков, позволяющих повысить производительность, выход годного и улучшить качество продукции.

Реализация результатов работы в промышленности и учебном процессе

1. По заявкам Светловодского комбината твердых сплавов и тугоплавких металлов (СКТСиТМ), завода «Победит» (г. Владикавказ), Узбекского комбината тугоплавких металлов и твердых сплавов (УзКТЖМ), Всесоюзного научно-исследовательского института источников света (ВНИИИС) г. Саранск, спроектированы, а затем изготовлены на ПО "Электростальтяжмаш" станы винтовой прокатки

*

*■

РСПВ-10 и РСП-7, предназначенные для эксплуатации в промышленных условиях. В Московском институте стали и сплавов (МИСиС) был спроектирован и изготовлен лабораторный вакуумный стан МИСиС-10, предназначенный для исследования процесса высокотемпературной винтовой прокатки труднодеформируемых материалов в защитных средах.

2. Осуществлено внедрение нового оборудования: стан МИСиС-10 -в МИСиС, стан РСПВ-10 - на СКТСиТМ, стан РСП-7 - во ВНИИИС.

3. Разработаны и внедрены в производство новые технологии получения проволоки из вольфрама и молибдена: на СКТСиТМ (технологическая инструкция ТИ 48-4206-03-93-90), на Государственном предприятии «Опытный завод тугоплавких металлов и твердых сплавов» (изменения к технологическим инструкциям ТИ 48-4201-01-36-87 и ТИ 48-4201-01-37-87). Новая технология производства вольфрамовых катодов для плазмотронов внедрена в производство в Государственном инженерном центре твердых сплавов (ГИЦТС) «Светкермет» (технологический регламент ТР 48-4206-05-86-01).

4. Результаты исследований изложены в учебных пособиях, алгоритмах и программах расчетов на ЭВМ, которые применяются в учебном процессе МИСиС, Институте экономики и новых технологий УАННП.

Апробация работы Результаты работы доложены на:

- научно-технической конференции молодых ученых и специалистов МИСиС, г. Москва, 1982 г.;

- Международной научно-технической конференции молодых ученых, г. Будапешт, 1983 г.;

- Международной научно-технической конференции, г. Белград, 1987 г.;

- Всесоюзной технической конференции, г. Челябинск, 1989 г.;

- Всероссийской технической конференции, г. Москва, 1994 г.;

- расширенном научно-техническом семинаре ГИЦТС «Светкермет», г. Светловодск, 2001 г.;

- расширенном заседании научно-технического совета ГУП «ВНИИТС», г. Москва, 2001 г.;

- расширенном научном семинаре кафедры «Машины и агрегаты металлургических предприятий» МИСиС, г. Москва, 2002 г.;

- научном семинаре кафедры «Обработка металлов давлением» МИСиС, г. Москва, 2003 г.;

- объединенном научном семинаре по обработке металлов давлением МИСиС, г. Москва, 2003 г.;

- международной конференции «Новейшие технологии в порошковой металлургии и керамике», г. Киев, 2003 г.

Публикации

Основное содержание работы изложено в 42 научных публикациях, новизна полученных результатов подтверждена 14 авторскими свидетельствами на изобретения. Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, содержит 290 страниц машинописного текста, 126 рисунков, 41 таблицу, включает библиографию из 123 наименований, приложение.

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ Прутки, проволоку и ряд других изделий из тугоплавких металлов обычно изготавливают из штабиков, получаемых методами порошковой металлургии. Штабики представляют собой заготовки квадратного сечения с острым ребром. Наиболее трудоемкой операцией в процессе деформации штабиков является ротационная ковка с ручной подачей заготовок, применяемая для получения прутков круглого сечения диаметром 7-10мм.

Несмотря на широкое распространение, этот процесс имеет ряд

существенных недостатков. Основными из них являются низкая производительность и тяжелые условия труда, вызванные шумом, вибрациями и загрязнением окружающей среды летучими соединениями молибдена и вольфрама, образующимися в результате взаимодействия нагретой заготовки с активными компонентами воздуха. Поэтому одной из актуальнейших задач в процессе совершенствования технологии производства изделий из тугоплавких металлов является замена технологии ротационной ковки с ручной подачей заготовки новой, более эффективной.

Решению проблем, связанных с обработкой давлением тугоплавких металлов, способствовали теоретические и экспериментальные исследования И.М. Павлова, A.B. Крупина, М.В. Мальцева, Л.Н. Могучего, P.A. Нилендера и др.

Разработкой нового оборудования для производства прутков из тугоплавких металлов занимались Г.С. Коврев, С.Ф. Бурханов (сортовая прокатка), М.П. Пряничников, К.И. Езерский. (гидроэкструзия), А.И. Целиков, В.В. Носаль (планетарная прокатка), В.Н. Шаповал (вибропрессование), В.Н. Выдрин, В.В. Пастухов (прокатка в многовалковых калибрах) и др. Однако для деформации штабиков вышеназванные процессы не получили широкого применения из-за ряда недостатков, связанных с особенностями обрабатываемого материала. Основными из них являются сложность подготовки заготовки к деформации, недостаточная прочность элементов оборудования и низкая стойкость рабочего инструмента.

Одним из эффективных способов деформации заготовок является винтовая прокатка. Впервые метод винтовой прокатки сплошных тел в трехвалковом стане был предложен ВНИИМЕТМАШем (А.И. Целиков) для прокатки периодических профилей диаметром 10-20 мм. В МВТУ им. Баумана (В.А. Жаворонков, Г.Г. Мухин) были прокатаны прутки сплошного сечения диаметром 20 мм с большими коэффициентами

вытяжки за проход (до 12). В Московском энергетическом институте (P.M. Голубчик) получены положительные результаты при прокатке прутков в стане винтовой прокатки со смещенной осью. В 70-х годах германская фирма «Шлемман-Зимаг» (Э. Бретшнайдер) разработала планетарный стан винтовой прокатки, позволяющий осуществлять прокатку с вытяжкой до 15 за проход без приложения осевых усилий. В это же время в Московском институте стали и сплавов (П.И. Полухин, И.Н. Потапов) начали проводиться исследования новой технологии винтовой прокатки заготовок сплошного сечения в 3-хвалковых станах. Для производства прутков эффективно применяются министаны винтовой прокатки (Б.А. Романцев, С.П. Галкин), литейно-прокатные агрегаты с клетями поперечно-винтовой прокатки (Н.В. Пасечник, H.A. Целиков, Б.А. Сивак).

Результаты указанных исследований явились основанием для принятия решения разработать новые способы производства изделий из тугоплавких металлов на основе метода винтовой прокатки штабиков. Однако известные способы и оборудование не позволяли осуществить винтовую прокатку прутков малых диаметров (7-10 мм) из тугоплавких металлов, обладающих специфическими свойствами.

В процессе высокотемпературной деформации тугоплавких металлов происходит их окисление и насыщение кислородом, азотом и другими активными компонентами воздуха, что приводит к снижению пластичности и разрушению металла, поэтому при нагреве тугоплавких металлов до температур выше 1000 °С необходима их защита от окисления.

Исследования, проведенные в МИСиС (A.B. Крупин, В.Н. Чернышев и др.) показали, что наиболее эффективным способом защиты тугоплавких металлов от окисления и газонасыщения при прокатке является создание специальных комплексов оборудования, позволяющих производить нагрев, пластическую деформацию и охлаждение проката в

вакууме. Вакуумные прокатные станы в зависимости от компоновки основного и вакуумного оборудования классифицируются следующим образом:

- "стан-камера" - вакуумной камерой является герметичное отделение, в котором располагается все основное и вспомогательное оборудование стана. Основным недостатком этих станов является значительный объем вакуумных камер (до 2400 м3);

- "клеть-камера" - только рабочая клеть стана со всеми вспомогательными механизмами и шпиндельными устройствами помещается внутрь вакуумной камеры. За ее пределами находятся приводы рабочих валков и нажимного устройства. Недостатком конструкции станов такого типа является то, что в них затруднены настройка клети перед прокаткой, смазка опорных подшипников и нажимных винтов;

- "валки-камера" - в вакууме располагаются только рабочие валки. Рабочая клеть станов этого типа представляет собой часть вакуумной камеры. Шейки валков, опорные подшипники, нажимное устройство, привод стана вынесены за пределы вакуумной системы. Такой стан компактен, удобен в обслуживании и может обладать большой мощностью при незначительных габаритах клети;

Первые вакуумные станы винтовой прокатки МИСиС-40Т, МИСиС-50, МИСиС-60 (А.П. Коликов) были выполнены по типу «клеть-камера», при этом объем вакуумных камер составлял 1,3 - 1,5м3. Исследования, проведенные на станах конструкции МИСиС, показали перспективность нового процесса деформации тугоплавких металлов на основе метода высокотемпературной винтовой прокатки в вакууме, однако эти станы также были не пригодны для деформации штабиков.

Проведенный анализ существующих способов обработки тугоплавких металлов, методов винтовой прокатки сплошных заготовок, конструктивных особенностей вакуумных прокатных станов позволил сделать вывод о том, что для разработки нового способа деформации

штабиков тугоплавких металлов необходимо создание принципиально нового оборудования, которое отвечало бы комплексу следующих требований:

1. Деформация заготовок должна проводиться в 3-хвалковой клети стана винтовой прокатки.

2. Расположение валков относительно оси прокатки должно обеспечивать возможность прокатки прутков малых диаметров (до 5мм) без осевого подпора прокатываемой заготовки.

3. Рабочая клеть должна обеспечивать регулировку параметров прокатки в достаточно широком диапазоне.

4. Рабочие валки стана должны воспринимать значительные нагрузки и обладать высокой износостойкостью.

5. Нагревательное оборудование должно обеспечивать нагрев заготовки перед прокаткой до температуры 1500 °С.

6. Зоны нагрева, деформации и охлаждения проката должны быть герметизированы (желательно по типу «валки-камера») и сохранять рабочий вакуум 10-100 Па.

МЕТОДИКА ТЕОРЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ, КИНЕМАТИЧЕСКИХ И ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

Перед проектированием рабочей клети стана с целью выбора оптимального расположения валков относительно прокатываемой заготовки и эффективных способов регулировки параметров процесса был проведен анализ геометрических, кинематических и энергосиловых характеристик винтовой прокатки.

Геометрические параметры являются исходными данными при решении практически всех вопросов теории, при этом различные авторы (П.Т. Емельяненко, И.А. Фомичев, П.К. Тетерин) трактуют их по-разному.

Для описания геометрии винтовой прокатки широко используются

углы подачи и раскатки в трактовке П.К. Тетерина, которые нашли эффективное применение для описания процессов прокатки, проводимых в клетях с поворотными барабанами. Однако, известны и другие конструкции прокатных клетей, например станы с поворотной планшайбой, станы с дисковыми валками и т. п. В них установка валков относительно оси прокатки достигается иными способами.

Попытка применить углы подачи и раскатки для описания геометрии винтовой прокатки на "стане обобщенного типа" привела к необходимости введения дополнительных параметров, что существенно усложнило решение конкретных практических задач. Кроме того, один и тот же процесс может быть описан различными сочетаниями значений углов подачи и раскатки, что затрудняет сравнительный анализ процессов прокатки, проводимых в клетях различных конструкций.

А.И. Целиков и С.Е. Рокогян предлагают рассчитывать кинематические и энергосиловые параметры винтовой прокатки в зависимости от типа валков: бочковидные, грибовидные, чашевидные, дисковые. Такое решение неудобно, так как не ясно, при каких значениях геометрических параметров бочковидный валок трансформируется в грибовидный или чашевидный, а чашевидный - в дисковый.

Ю.М. Миронов при расчете кратчайшего расстояния от оси прокатки до поверхности валка описал геометрию винтовой прокатки с помощью угла а и расстояния р между осями валка и прокатки. Достоинство такого подхода к решению теоретических задач винтовой прокатки заключается в том, что он основан на использовании параметров, однозначно определяющих взаимное положение осей прокатки и валков и независящих от конструктивных особенностей оборудования и типа валков.

На основе использования этих параметров была разработана новая методика анализа геометрических, кинематических и энергосиловых характеристик винтовой прокатки, которая включает:

- расчет профиля валка R(X), углов щ, со, (характеризующих отклонение точки контакта от главных меридиональных плоскостей валка и прокатываемой заготовки) в зависимости от задаваемого профиля очага деформации г(х) и параметров аир;

- расчет отклонения фактического профиля очага деформации г'(х) от заданного г(х)\

- проверку выполнения условия &,<2к/3, обеспечивающего зазор между валками трехвалкового стана (здесь в, - угол, в который вписывается каждое /-тое сечение валка плоскостью перпендикулярной оси прокатки);

- расчет компонент вектора окружной скорости валка vx, vy, \>г, в системе координат прокатываемой заготовки луг;

- расчет компонент вектора усилия прокатки Fx, FY, Fz, в системе координат рабочего валка XYZ;

Основные положения методики заключаются в следующем. За начало оси прокатки принимается точка, ближайшая к оси валка, а за начало оси валка - точка, ближайшая к оси прокатки. Вводится допущение, что каждое i'-oe сечение очага деформации с параметрами г„ х, обрабатывается /-тым сечением валка с параметрами /?,, Xít. В этом случае:

R, - -J(x¡ ■sina-r; •cosa sintJ2 +{p-rl ■ cosf,)2, (1)

Xt = (jc, • sin a-r ■ cos a • sin t: )/tga + r ■ cos a • sin t¡, (2)

w¡ =arctg[(xl ■sina-rt -cosa-sint)/{p-rl -costt)], (3)

V, (4)

Здесь t„ - параметр уравнения эллипса, в который проецируется /-тое сечение валка, характеризуемое R„ Х„на плоскость, перпендикулярную оси прокатки.

Фактический профиль очага деформации г'(х) определяется в зависимости от рассчитанной калибровки валка R(X) и параметров a и р.

Отметим, что такая постановка задачи является корректной, если ее решение будет получено с учетом того, что каждое 1-ое сечение валка с параметрами R¡ X¡ формирует i'-ый элементарный профиль очага деформации P¡. В этом случае фактический профиль очага деформации г'(х) может быть построен путем наложения всех /-тых элементарных профилей Р, друг на друга.

Для анализа кинематических условий процесса винтовой прокатки большое теоретическое и практическое значение имеет оценка компонент окружной скорости валка, связанных с направлениями осей х, у н z прокатываемой заготовки. В работе представлен новый подход к решению этой задачи, основанный на использовании параметров аир, независящих от конструктивных особенностей прокатной клети, и получены математические выражения для расчета компонент вектора окружной скорости валка в очаге деформации:

vx=vcosú)sina = lv, (5)

vy = v(sin со sin у/ + cos a cos a cos if/)- mv, (6)

vz = v(sin a) sin у/ - cos a cos со sin y/) = nv, (7)

В формулах (5), (6) и (7) I, m, n - направляющие косинусы вектора окружной скорости валка v в системе координат заготовки xyz.

Аналогичным образом была решена задача расчета составляющих усилия прокатки F в системе координат валка XYZ:

Fx =F(cos<psiny/sina + sin<pcosa) = LF, (8)

Fy = F(cos <p sin у/ sin a> - cos <p sin у/ cos a cos со + sin (p sin a cos ft)) = MF, (9)

Fz = F{cos<psiny/sina)+cos(psiny/cosasina>+sin(psinasin(o) = NF. (Ю) В формулах (8), (9) и (10) буквами L, М, N обозначены направляющие косинусы вектора F в системе координат XYZ.

Достоинством представленной методики является ее универсальность, поскольку:

-она основана на использования параметров аир, независящих от конструктивных особенностей прокатной клети и типа валков (бочковидные, чашевидные, дисковые и др.);

-выражения, полученные для расчета компонент скорости валка и усилия прокатки, отличаются от известных компактностью, а главное, позволяют проводить сравнительный анализ процессов винтовой прокатки осуществляемых в клетях различных конструкций.

На основании изложенной методики была разработана программа расчета параметров прокатки, реализованная на ЭВМ, с помощью которой впервые для широкого диапазона изменения аир были проведены теоретические исследования геометрических, кинематических и энергосиловых параметров процесса.

На рис.1 приведен пример анализа параметров прокатки для а = 60°, р = 2,0г. Здесь представлены результаты расчета калибровки валка, соответствующего ей фактического профиля очага деформации, выполнена проверка наличия зазора между валками, приведены графики изменения компонент окружной скорости валка и усилия прокатки.

В работе представлены результаты теоретических исследований параметров прокатки для широкого диапазона изменения а = 15-75° и р = (1,5-6,0)г. Анализ результатов расчета компонент окружной скорости валка показал, что существенное влияние на значения исследуемых параметров оказывает место размещения очага деформации на оси прокатки х. Установлено, что при х<0 функции v* и vy положительны, их графики симметричны относительно оси ординат, а функция vz -отрицательна и ее график симметричен относительно начала координат. Это значит, что для прокатки труб очаг деформации следует размещать в положительной области оси прокатки *>0 (здесь вектор vz направлен от центра проката к периферии, что должно способствовать образованию внутренней полости).

. Результаты расчета геометрических параметров прокатки, компонент окружной скорости валка и усилия прокатки при

а = 60°, р = г ю-* Вид Б

угол меридианальноео сечения очага деформации

проворна зазора между валками

г'(х)

фактический профиль очааа деформации

угол меридианального сечения валка о

-6-4 -2 в х компоненты окружной скорости валка

Рис. 1

При прокатке прутков очаг деформации следует размещать в отрицательной области оси прокати х < 0 (здесь вектор уг направлен к центру прокатываемой заготовки). Для значений а > 45° эффективным способом регулировки величины осевой подачи прокатываемого металла является варьирование р.

Расчет компонент усилия прокатки показал, что при х<0 функции и /•> отрицательны, их графики симметричны относительно начала координат, а функция - положительна, ее график симметричен оси ординат.

При возрастании р осевая Рх и тангенциальная Ру составляющие изменяются незначительно, а радиальная Р2 - возрастает. При увеличении а Ру и Р^ убывают, а. Рх- возрастает.

По разработанной методике впервые для широкого диапазона варьирования аир были рассчитаны основные параметры винтовой прокатки и получены результаты, позволившие сформулировать требования к конструкции прокатных клетей, предназначенных для деформации штабиков тугоплавких металлов:

1. Расчеты компонент вектора усилия прокатки привели к выводу, что для винтовой прокатки прутков малых диаметров с большим сопротивлением деформации валки целесообразно устанавливать под углом а порядка 60°, т. к. в этом случае значительная часть усилия прокатки приходится на осевую составляющую Рх и воспринимается упорным подшипником, устанавливать который можно достаточно далеко от очага деформации.

2. Анализ геометрических параметров показал, что прокатку прутков малых диаметров следует проводить консольными валками. При двухопорной схеме расположения валков подшипники требуемой грузоподъемности не вписываются в свободное пространство. Увеличение а до значения порядка 75° для 3-хвалковой схемы

нецелесообразно, т.к. требует сокращения длины калибрующего участка очага деформации, что приводит к ухудшению качества поверхности проката. При увеличении длины калибрующего участка не выполняется условие наличия зазора между валками.

3. Анализ кинематических параметров показал, что очаг деформации следует размещать в отрицательной зоне оси прокатки. Здесь радиальная составляющая скорости валка VI направлена к центру прокатываемой заготовки, что желательно при прокатке прутков.

4. Для а > 45° изменение р оказывает существенное влияние на значение осевой составляющей окружной скорости валка и, следовательно, регулировку осевой подачи заготовки в этом случае целесообразно проводить путем смещения валков в тангенциальном направлении относительно прокатываемой заготовки.

РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВО ПРОЦЕССА

ДЕФОРМАЦИИ ШТАБИКОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

Проектирование нового стана, предназначенного для разработки и исследования новой технологии деформации штабиков, велось на основе теоретических расчетов с учетом результатов анализа проектно-конструкторских разработок ВНИИМЕТМАШ, ПО

"Электростальтяжмаш", МГТУ им. Н.Э. Баумана.

В результате был спроектирован стан МИСИС-10* (рис.2), который представляет собой комплекс вакуумного, прокатного и нагревательного оборудования, предназначенный для исследования процесса высокотемпературной винтовой прокатки прутков малых диаметров в защитных средах.

Трехвалковая клеть стана выполнена в виде двух жестко

•Авт. свид. СССР № 835540, № 1007251, № 1713760

соединенных стоек-станин 11, в которых через 120° с возможностью тангенциального смещения относительно оси прокатываемой заготовки установлены ползуны 9, перемещающиеся по направляющим станины под действием нажимных винтов. В ползунах на осях 19 смонтированы корпусы валковых узлов 13. Угол наклона ползунов к оси прокатки регулируется нажимными винтами 10. Рабочие валки 12 снабжены индивидуальными приводами мощностью 18 кВт каждый, в состав которых входят электродвигатели 18 и редукторы 15. Редуктор соединены с хвостовиками 14 рабочих валков с помощью шарнирных муфт 17 и шпинделей 16. Конструкция клети предусматривает изменение диаметра проката путем перемещения валковых узлов вдоль их осей, а также при варьировании параметров а в диапазоне 55-65° и р в интервале ± 40мм, что позволяет изменять в широком диапазоне величину осевой подачи заготовки при небольших, порядка 5-15мм, перемещения валковых узлов.

Схема вакуумного стана винтовой прокатки МИСиС-10 (обозначения в тексте)

б /

Рис. 2.

Реализованный в клети стана МИСиС-10 способ настройки позволил упростить герметизацию стана и применить карданную

передачу с относительно небольшой (~500 мм) длиной шпинделей.

Простота способа установки и небольшая масса валков (~3 кг) позволяет производить их смену за 15-20 мин без применения грузоподъемных механизмов.

Вакуумная система стана включает в себя камеру индукционной печи 6 с накопителем заготовок 2, рабочую камеру 7, вакуумирующую очаг деформации, форкамеру 8 выгрузки проката, вакуумные насосы 4, высоковакуумный агрегат 5 и вакуумные затворы 3. Впервые удалось осуществить герметизацию стана винтовой прокатки по типу "валки-камера", что, по сравнению с известными конструкциями, позволило уменьшить объем рабочей камеры до 0,005м3, то есть в 100 + 200 раз.

Перемещение заготовок по оси прокатки осуществляется толкателем 1 либо из накопителя 2, либо из атмосферы цеха с помощью специального загрузочного устройства, которое позволяет передавать заготовку в камеру печи без нарушения ее герметичности. Нагрев заготовок перед прокаткой ведется в вакуумной индукционной печи 6, установленной непосредственно перед рабочими валками. Это обеспечивает минимальные потери температуры нагретого металла при его перемещении из зоны нагрева к очагу деформации.

Форкамера выгрузки проката 8 представляет собой выводную центрирующую проводку, перемещаемую внутри водоохлаждаемого корпуса. Форкамера смонтирована с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, что обеспечивает передачу длинномерного проката из вакуумной камеры в атмосферу цеха при максимальной экономии рабочей площади.

Для измерения энергосиловых параметров и времени прокатки на рабочей клети установлено тензометрическое оборудование.

На стане МИСиС-10 проводились лабораторные исследования особенностей процесса прокатки штабиков тугоплавких металлов. Для продолжения исследований в промышленных условиях был

спроектирован опытно-промышленный вакуумный стан винтовой прокатки РСПВ-10*, который был изготовлен на Электростальском заводе тяжелого машиностроения (ЭЗТМ) и установлен на СКТСиТМ.

Рабочая клеть стана (рис.3) включает в себя станину, в расточках которой размещены поворотные барабаны. В барабанах на подшипниках качения смонтированы валы с зубчатыми колесами, передающими крутящий момент от электродвигателей к рабочим валкам. Рабочие валки установлены в барабанах под углом раскатки равным 55°. Осевая подача прокатываемого металла регулируется путем варьирования угла подачи в диапазоне 8 -18°. Вакуумная система стана включает форкамеру выгрузки проката 1, рабочую камеру 2, вакуумную камеру индукционной нагревательной печи 3, форкамеру загрузки заготовок 4. Заготовка подается в зоны нагрева и деформации водоохлаждаемым толкателем 5. Герметизация стана выполнена по типу «валки-камера».

По заявке ВНИИИС был спроектирован и пущен в эксплуатацию

•Авт. свид. СССР № 1070767, № 1359023

Схема вакуумного стана винтовой прокатки РСПВ-10 (обозначения в тексте)

1

Рис. 3.

стан РСП-7*, предназначенный для горячей деформации вольфрамовых штабиков сечением 11x11 мм до диаметра 7 мм и менее. На стане возможна прокатка заготовок большего сечения (например, молибденовых штабиков сечением 18x18 мм).

В состав оборудования стана входят водородная нагревательная печь и рабочая клеть (рис.4), включающая станину 1, на которой смонтированы модули валковых узлов 2, проводку 3, закрепленную на фланце станины. Смещение валков осуществляется с помощью устройств 4. Внутри каждого модуля размещены зубчатые передачи, передающие крутящий момент от электродвигателей 5 к рабочим валкам 6. Каждый из модулей валковых узлов снабжен механизмом осевого перемещения валка 7.

Рабочая клеть стана РСП-7 (обозначения в тексте) А. л—ч г „ л-л

Рис.4

Эксплуатация станов МИСиС-10, РСВП-10 и РСП-7 показала высокую эффективность применения винтовой прокатки для деформации штабиков тугоплавких металлов.

•Авт. СБИЛ. СССР № 931246, № 1329850

Рабочие валки в процессе винтовой прокатки штабиков испытывают значительные тепловые и механические нагрузки. Перепад температуры на рабочей поверхности валка достигает 1500°С, максимальные контактные напряжения - 4000МПа. Поэтому традиционно применяемые для изготовления валков станов винтовой прокатки углеродистые и легированные стали не подходят для работы в таких условиях.

За рубежом для высокотемпературной прокатки труднодеформируемых материалов чаще всего применяют твердосплавные валки, поэтому на этом этапе работы был учтен опыт таких фирм, как «Sanvik Coromant» (Щвеция), «Hertel», «Krupp Wida» (Германия), «Tizit» (Австрия), «Atom» (Италия) и др.

С целью повышения износостойкости, валки станов МИСиС-10, РСПВ-10 и РСП-7 были выполнены составными, включающими стальной корпус и сменную вставку из твердого сплава. Для изготовления твердосплавной вставки была разработана специальная оснастка и оригинальная технология, основные этапы которой заключаются в следующем:

- прессование в разборной пресс-форме мелкозернистой смеси карбида вольфрама и кобальта, замешенной на растворе синтетического каучука в бензине, с целью получения цилиндрических заготовок;

- предварительное спекание заготовок в трехзонной водородной электропечи для удаления каучука и придания им требуемой прочности;

- парафинирование заготовок в течение 4 часов при температуре 150 °С для повышения пластичности;

- механическая обработка заготовок на токарно-винторезном и вертикально-фрезерном станках в специальных приспособлениях;

- окончательное двухстадийное спекание заготовок в водородной печи.

Изготовление сборного валка потребовало разработки следующих технологий:

- изготовление твердосплавной вставки;

- изготовление стального корпуса валка;

- сборка валка;

- обработка валка в сборе.

Применение твердосплавных составных валков позволило повысить стойкость рабочего инструмента в 23-25 раз по сравнению с валками из стали 40Х, закаленной до твердости HRC 45-50, и в 75-80 раз по сравнению с валками из стали 50.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССА ВИНТОВОЙ * ПРОКАТКИ ШТАБИКОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

| Основные исследования, направленные на разработку нового

4 способа деформации штабиков, были проведены на стане МИСиС-10.

Целью исследований была разработка режимов бездефектной деформации штабиков. Эксперименты проводились при варьировании температуры прокатки (Т = 1200-1450 °С), коэффициента вытяжки за проход (ji~ 1,1-6,0), глубины вакуума (р = 10-100 Па), частоты вращения валков (п„ = 75-250 об/мин), значений угла (а = 55-65° ) и расстояния {р = 5+15 мм) между осями валка и прокатки.

Для изучения общих закономерностей влияния основных технологических факторов процесса винтовой прокатки на деформируемость и качество получаемой продукции использовались молибденовые штабики марки МЧ сечением 18x18мм, вольфрамовые штабики марки ВЧ сечением 11x11 мм и марки В А сечением ^ 10,5x10,5мм.

Экспериментально был уточнен температурный интервал деформации штабиков (Т = 1200-1300 °С - для молибдена, 1350-1450°С -для вольфрама). Проведено исследование влияния среды нагрева, деформации и охлаждения на деформируемость тугоплавких металлов, в

результате которого был сделан вывод об эффективности применения низкого вакуума (р = 10-100Па) в качестве защитной среды при винтовой прокатке молибдена и вольфрама, что хорошо согласуется с результатами работ, выполненных под руководством A.B. Крупина.

При планировании эксперимента в качестве постоянных параметров были выбраны /? = 100 Па, Т = 1250 °С при прокатке молибдена, Т = 1400 °С при прокатке вольфрама, п„ = 150 об/мин, а переменными факторами являлись /и, а и р. Для исключения влияния масштабного фактора при оценке величины р использовали относительное (безразмерное) расстояние кр = р/г, характеризуемое

Т

отношением р к радиусу проката г.

Поиск оптимальных режимов прокатки проводили методом крутого восхождения по поверхности отклика путем исследования функции л

отклика D, зависящей от скорости прокатки, качества поверхности проката, точности его геометрических размеров, глубины проникновения деформации. В результате спланированного эксперимента было получено уравнение регрессии

0=0.365-0.021 «+0.046/^+0.054^ (11), позволившее оценить значимость варьируемых факторов и установить направление дальнейших исследований.

Специфика обработки штабиков заключается в том, что большая длина штабика в сравнении с размерами его поперечного сечения приводит к интенсивному остыванию заднего конца заготовки в процессе '

деформации. Температуру заднего конца прокатки можно повысить путем увеличения скорости прокатки уЛ что при пв= const обеспечивается ^

возрастанием шага подачи прокатываемой заготовки. В связи с этим в работе изучалось влияние основных параметров процесса на относительный (безразмерный) шаг подачи ks=S/d, характеризуемый отношением шага винтовой линии S к диаметру проката d.

Эксперимент подтвердил вывод о том, что одним из путей

повышения к5 является увеличение расстояния между осями прокатки и валка р. Так, при прокатке прутков диаметром 14 мм из штабиков МЧ 18x18 мм изменение кр с 0,86 до 1,43, т.е. в 1,7 раза, приводит к возрастанию более чем в 2,6 раза.

Известно, что эффективным способом увеличения у* является повышение частоты вращения валков пв. Исследования показали, что возрастание пв с 75 до 150 об/мин при прочих равных условиях, обеспечивает увеличение у,в 1,85-1,9 раз.

Исследование влияния параметров а и р на компоненты усилия прокатки показали, что с увеличением а осевая составляющая возрастает, а радиальная - убывает. Изменение р приводит к возрастанию как /*■*, так и что объясняется увеличением ширины Ь площадки контакта металла с валком. Так, при прокатке прутков диаметром 14 мм из штабиков МЧ сечением 18x18 мм при а = 55°, Т = 1250 °С с увеличением р от 6 до 10 мм Ь возрастает с 3,5 до 6 мм, при этом /"V изменяется от 18 до 35 кН, а от 12 до 30 кН.

Экспериментальные значения энергосиловых параметров прокатки, полученные в ходе исследований, проведенных на стане МИСиС-10, согласуются с результатами теоретического анализа и были успешно использованы при разработке технических заданий на проектирование оборудования, предназначенного для работы в условиях промышленных предприятий.

ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПРУТКОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ШТАБИКОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ

ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ Качество прутков, деформированных на стане винтовой прокатки, оценивали по состоянию поверхности, точности геометрических размеров, макро- и микроструктуре.

Предварительные эксперименты показали, что при прокатке прутков из заготовок квадратного сечения одним из наиболее

характерных дефектов являются плены, которые образуются на поверхности проката вследствие закатов ребер заготовки. Кроме того, качество поверхности такого проката характеризуется волнистостью Ad¡, а форма поперечного сечения - отклонением от круглости М2 (рис. 5).

M¡JAiá±.mо% (12),

где dad,- соответственно максимальный и минимальный диаметры поперечного сечения проката.

Схема к расчету Ad¡ и Ad2 ?

А-А

._^ М ~

■ЕЭ^шш!

Рис. 5.

Появление плен на поверхности прутков в наибольшей степени зависит от значения коэффициента вытяжки /л за проход. В ходе эксперимента была определена верхняя граница области допустимых значений /л - 2,0-2,4, ниже которой образование плен не происходит. Прокатка штабиков с ц < 1,6-2,0 не обеспечивает получение круглого прутка (Ad2 превышает допустимые значения).

Исследования показали, что Ad¡ снижается при уменьшении кр, обеспечивающем увеличение числа циклов обработки поверхности прокатываемого штабика на калибрующем участке очага деформации. Так, при изменении кр с 1,43 до 0,86 параметр Ad2 снижается с 2,6 до 1,4%.

Величина волнистости проката Ad¡ зависит главным образом от точности установки валков относительно оси прокатки и увеличивается

при возрастании к р. При большой осевой подаче, когда шаг подачи больше длины калибрующего участка валка, устранить волнистость невозможно.

Для повышения точности установки валков был разработан оптический метод контроля величины рф (фактического расстояния между осями прокатки и валка) и зазоров между г-тым и у'-тым валками (рис. 6) с последующей их коррекцией, заключающийся в измерении Рф и 5(; на теневом изображении валков.

Схема измерения фактического расстояния между осями валка и

прокатки оптическим методом

Рис. 6.

На основе анализа экспериментальных данных была разработана

новая технология обработки штабиков тугоплавких металлов

*

квадратного сечения за два прохода . В первом - прокатка ведется при р = 1,6-2,4 и кр= 1,3-1,6, этим обеспечивается получение полуфабриката круглого сечения с хорошим качеством поверхности. Во втором, при деформации заготовок круглого сечения, прокатку следует вести при максимально возможных значениях р = 1,8-2,4 и кр = 1,8-2,0, обеспечивающих наибольшую производительность и интенсивную проработку структуры.

♦Авт. свид. СССР № 963583, № 1218552, №1178028

Установленные закономерности влияния технологических факторов процесса винтовой прокатки на деформацию тугоплавких металлов наблюдались при изучении особенностей штабиков различного сортамента: МЧ 18x18мм, ВЧ 11x11мм, ВА 10,5x10,5мм.

Впервые прямым экспериментом была доказана возможность бездефектной деформации штабиков тугоплавких металлов по режимам, представленным в таблице.

Новый способ деформации штабиков позволяет существенно улучшить условия труда (снизить уровень шума, исключить прямое воздействие вибрации на организм рабочих, устранить загрязнение окружающей среды летучими соединениями тугоплавких металлов), увеличить выход годного за счет снижения угара металла при нагреве заготовок и повысить производительность. При обработке молибденовых штабиков МЧ 18x18 мм до диаметра 4 мм требуется один проход винтовой прокатки, что позволяет заменить 7 операций ротационной ковки (каждая из которых включает два нагрева) или 3 прохода прокатки в многовалковых калибрах.

Таблица

Режимы деформации штабиков тугоплавких металлов при р=100Па, а=57,5в, п,= 150 об/мин.

Мате- Сечение Номер л. И Т, Р> К 5, *5

риал заготовки, мм прохода мм "С мм мм

МЧ 18x18 1 14,0 2,1 1250 10,0 1,43 4,2 0,30

МЧ 014,0 2 9,0 2,4 1250 9,0 2,00 5,6 0,62

ВЧ 11x11 1 8,0 2,4 1400 6,5 1,63 4,4 0,55

ВА 10,5x10,5 1 9,5 1,6 1400 6,5 1,37 4,0 0,42

ВА 09,5 2 7,0 1,8 1400 6,5 1,86 5,0 0,71

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

Разработанный способ деформации штабиков методом винтовой прокатки был положен в основу новых эффективных технологических схем производства полуфабрикатов и изделий из тугоплавких металлов.

Для оценки качества молибденовых прутков, полученных методом винтовой прокатки, в сравнении с качеством прутков, изготовленных по технологиям, применяемым на Узбекском комбинате тугоплавких и жаропрочных металлов (УзКТЖМ), из одинаковых штабиков МЧ 18x18 мм было изготовлено три опытные партии молибденовых прутков диаметром 9 мм. Первая - была получена методом ротационной ковки, вторая - винтовой прокаткой в вакууме, а третья - с применением

V прокатки в клетях с многовалковым калибром. Исследования показали, что винтовая прокатка позволяет получить прутки с более высокими механическими свойствами (временное сопротивление разрыву сгв = 660680 МПа, относительное удлинение 8 = 18-20%). После прокатки в многовалковых калибрах сгв = 590-620 МПа, 8 = 16-20%, а после ротационной ковки <те = 660-680 МПа, 3= 8-12%.

Большая часть прутков, получаемых из штабиков тугоплавких металлов, идет на изготовление проволоки. В работе приведены результаты изучения возможности применения прутков, изготовленных по новой технологии, для производства проволоки различных диаметров (от 0,8 мм до 50 мкм) из вольфрама и молибдена.

Прутки диаметром 9 мм, прокатанные за 2 прохода на стане

V МИСиС-10 из штабиков МЧ 18x18 мм, использовались в качестве заготовок в процессе производства нитевой молибденовой проволоки диаметром 300, 100 и 50 мкм в условиях УзКТЖМ. Свойства готовых изделий соответствовали техническим условиям Яео021.123ТУ. При этом пластичность проволоки, полученной по новой технологии, превысила уровень пластических характеристик аналогичной продукции,

выпускаемой по существующей технологии.

Свойства молибденовой проволоки диаметром 0,8мм, изготовленной из прокатанных прутков в условиях ГП «ОЗТМиТС», полностью отвечали требованиям ТУ 4819-203-76. Оценка служебных свойств проволоки, проведенная на экспериментальном заводе ЦНИИЧЕРМЕТ, показала соответствие полученной продукции •техническим требованиям предприятия.

Завод «Победит» (г. Владикавказ) провел исследования опытной партии штабиков ВА 10,5x10,5 мм, часть которых была прокатана на стане РСПВ-10 за два прохода до диаметра 7,0 мм. Сравнительные ,

исследования показали, что качество проволоки, полученной новым способом, соответствует ГОСТ и по некоторым параметрам превосходит качество проволоки, изготовленной по заводской технологии. *

Результаты исследования балансовых партий вольфрамовой проволоки марки ВА в условиях СКТСиТМ показали, что проволока, полученная с применением винтовой прокатки, соответствует требованиям ГОСТ 19671-81. При этом новая технология*, в сравнении с традиционной, снижает время, затраченное на производство 1 кг проволоки диаметром 112 мкм (по базовой технологии требуется 8,5 ч, по новой - 8,2 ч) и увеличивает выход годного (с 61,7 до 65,4 %).

По заданию ВНИИТС ИМЕТ им. A.A. Байкова* провел сравнительные исследования проволоки, изготовленной по новой и базовой технологиям. Исследовались макро- и микроструктура, поверхность разрушения и механические характеристики проволоки. Проведенные исследования показали, что проволока, изготовленная с *

применением винтовой прокатки штабика не уступает по качественным характеристикам проволоке, изготовленной традиционным способом, в т.ч. импортной, а по некоторым характеристикам превосходит ее.

На основе метода винтовой прокатки штабиков были разработаны

*Авт. свид. СССР № 1277418, № 1307683, № 1329004

технологическая инструкция ТИ 48-4203-3-01-90 «Производство нитевой вольфрамовой проволоки марки ВА с применением метода винтовой прокатки штабиков» и технологический регламент ТР 48-4206-05-86-02 «Производство катодов электронных пушек вольфрамовых». Новые технологии внедрены в производство в условиях СКТСиТМ и ГИЦТС «Светкермет».

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВОЛЬФРАМОВОЙ ПРОВОЛОКИ.

В ходе пуско-наладочных работ по введению в эксплуатацию стана РСПВ-10 в условиях СКТСиТМ выяснилось, что технологические характеристики прутков, прокатанных по одним и тем же режимам, не являются стабильными. В одних случаях проволока, изготовленная из проката, соответствовала ГОСТ, в других - нет. Одним из наиболее распространенных видов брака в производстве вольфрамовой поволоки является «расслой при спирализации» - появление продольных трещин в проволоке микронных диаметров в процессе ее закручивания в спираль.

Применяемые на отечественных предприятиях технологические схемы производства вольфрамовой проволоки не предусматривают выявление внутренних дефектов на начальных этапах обработки полуфабриката. Появление расслоя на конечных этапах проволочного производства приводит к большим экономическим потерям. Эти потери связаны не только с высокой стоимостью вольфрама, но и с большой трудоемкостью процесса производства нитевой проволоки (диаметром менее 300 мкм).

Одним из методов неразрушающего контроля проволоки является оценка ее качества по модулю сдвига, предложенная Чирчикским филиалом ВНИИТС. Полученные экспериментальные данные показали, что вольфрамовая проволока с модулем сдвига (?>1,3х105 МПа не склонна к расслою и, как правило, хорошосшрадизуется, а проволока с

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ .

»Исследования проводились под руководством К.

ОЭ 300 акт

й <1,0х105 МПа - склонна к расслою. Недостатком этого метода является сложность определения модуля сдвига у полуфабриката больших диаметров, в частности у прутков диаметром более 3 мм.

В работе предложена методика оценки качества вольфрамовых прутков по значению их модуля упругости Е, для чего был сконструирован специальный прибор. Сущность метода заключается в определении модуля упругости Е в зависимости от диаметра прутка, величины прогиба, приложенной силы и схемы нагружения.

Анализ результатов контроля образцов показал, что значения модуля упругости прутков находятся в достаточно широких пределах 2,6х105-6,2х105 МПа, причем качество проволоки зависит от величины Е. Экспериментально установлено, что наилучшей обрабатываемостью обладают прутки, модуль упругости которых равен 4,1хЮ5-5,0х105 МПа. Такие прутки рекомендовано использовать в качестве заготовок при производстве проволоки нитевых диаметров (18-300 мкм).

Прутки, модуль упругости которых находится в пределах б^хЮ^-6,2x105 Мпа, целесообразно обрабатывать до диаметров весовой проволоки (0,4-1,5 мм), а если модуль упругости прутков 3,2х105-4,0х105 МПа, то их целесообразно использовать в качестве электродов для контактной сварки (диаметром свыше 1,5 мм), т.к. для производства проволоки они не пригодны.

Японская фирма «То1ю Ктгоки» изготавливает нитевую вольфрамовую проволоку по технологии, включающей такие новые для отечественного производства операции, как шлифование поверхности прутка, выявление внутренних дефектов прутков с помощью ультразвукового дефектоскопа, вырезку дефектов, сварку качественных отрезков и непрерывную ковку длинномерной заготовки.

Шлифование и вырезка дефектных участков проводятся на диаметре 7,15 мм и, безусловно, снижают выход годного и производительность при больших диаметрах продукции. Тем не менее,

отмеченные выше дополнительные операции повышают качество проволоки микронных диаметров.

В работе приведены результаты изучения влияния перечисленных выше операций на производительность и выход годной продукции.

В качестве заготовок для проведения эксперимента была взята опытная пария прутков диаметром 7,3 мм, прокатанных на стане винтовой прокатки РСПВ-10 из штабиков марки ВА сечением 10,5x10,5 мм.

Партия была разбита на две части, одна из которых обрабатывалась , по традиционной технологии, а другая - по новой, включающей

дополнительные операции: шлифование прутков до диаметра 7,15 мм, дефектоскопию, вырезку обнаруженных дефектов, стыковую сварку ^ бездефектных участков в длинномерную заготовку и зачистку грата.

Заготовка перерабатывалась до диаметра проволоки 64 мкм. В ходе эксперимента определяли коэффициент выхода годного после каждой операции. Готовая проволока испытывалась по критериям качества в соответствии с требованиями ГОСТ 19671-81.

Результаты исследований показали следующее. На первых переделах обработки выход годного новой технологии ниже, чем при обработке по традиционной схеме, однако в ходе дальнейшей обработки разница между этими показателями уменьшается и на диаметрах, близких к 80 мкм, они становятся равными. Дальнейшая обработка полуфабриката характеризуется увеличением выхода годного проволоки, изготовленной по новой технологии. Расчеты производительности показали, что у ' традиционного технологического процесса она составляет 7,47 час/кг, у

нового - 7,04 час/кг.

Результаты исследований внедрены на ГП «ОЗТМиТС», г. Москва (Изменения №3 к технологическим инструкциям ТИ 48-4201-01-37-87 и ТИ 48-4201-01-36-87).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые технологические схемы производства изделий из тугоплавких металлов на основе метода винтовой прокатки штабиков, обеспечивающие увеличение производительности, повышение качества продукции, сокращение расхода дорогостоящих материалов и улучшение условий труда.

2. Развит методологический подход Ю.М. Миронова к решению теоретических задач винтовой прокатки, основанный на применении геометрических параметров а и р (угол и расстояние между осями прокатки валка), независящих от конструктивных особенностей прокатных клетей, что позволило разработать универсальную методику расчета геометрических, кинематических и энергосиловых характеристик винтовой прокатки, позволяющую проводить сравнительный анализ процессов, реализуемых в клетях различных конструкций.

3. По разработанной методике впервые проведено теоретическое исследование параметров винтовой прокатки в широком диапазоне изменения а и р, позволившее сформулировать требования к конструкциям трехвалковых прокатных клетей, предназначенных для прокатки прутков малого диаметра из труднодеформируемых материалов. Установлено, что для прокатки таких прутков валки целесообразно устанавливать относительно оси прокатки под углом наклона а = 55-60°, в этом диапазоне изменения а наиболее эффективным способом регулировки величины подачи прокатываемого металла является варьирование расстояния между осями валка и прокатки р.

4. Впервые экспериментально установлены закономерности влияния технологических факторов на деформируемость штабиков тугоплавких металлов. Показано, что при прокатке штабиков из вольфрама и молибдена достаточно применение низкого вакуума (р = 10100 Па) в зонах нагрева, деформации и охлаждения металла. При нагреве

в водороде прокатку и охлаждение указанных выше материалов можно проводить на воздухе.

5. На основании проведенных исследований разработаны новые режимы деформации штабиков тугоплавких металлов методом винтовой прокатки при ц = 1,6-2,4; кр = 1,3-2,0, обеспечивающие требуемое качество получаемых прутков.

6. Разработана классификация прутков марки ВА, позволившая на начальных переделах в зависимости от их модуля упругости определять конечный диаметр производимой из них проволоки, что снижает потери дорогостоящего материала и уменьшает трудозатраты при изготовлении проволоки нитевых диаметров. Так прутки, модуль упругости которых находится в пределах (4,1-5,0)х105 МПа, рекомендовано использовать в качестве заготовок при производстве проволоки нитевых диаметров. Прутки, модуль упругости которых составляет (5,1-6,0)х105 МПа, целесообразно обрабатывать до диаметров весовой проволоки, а если модуль упругости прутков находится в пределах (3,2-4,0)х103 МПа, то их целесообразно использовать в качестве электродов для контактной сварки.

7. Показана эффективность введения в технологический процесс производства нитевой вольфрамовой проволоки дополнительных операции: шлифования, дефектоскопии, вырезки обнаруженных дефектов, стыковой сварки бездефектных участков в длинномерную заготовку и зачистки грата. Это позволяет повысить производительность и выход годной продукции.

8. В условиях УзКТЖМ, ГП «ОЗТМиТС», СКТСиТМ, з-да «Победит», ГИТЦ «Светкермет» проведено опробование новых технологий производства полуфабрикатов и изделий из штабиков вольфрама и молибдена с применением метода винтовой прокатки. Полученная продукция отличалась повышенными прочностными и пластическими свойствами и соответствовала требованиям ГОСТ и ТУ.

9. Разработаны новые технологи производства изделий из тугоплавких металлов (технологическая инструкция ТИ 48-4203-3-01-90 «Производство нитевой вольфрамовой проволоки марки ВА с применением метода винтовой прокатки штабиков», изменение №3 к технологической инструкции 48-4201-01-36-87 «Производство прутков и проволоки из вольфрама», изменение №3 к технологическая инструкция 48-4201-01-37-87 «Производство прутков и проволоки из молибдена», технологический регламент ТР 48-4206-05-86-01 «Производство катодов электронных пушек, вольфрамовых»). Новые технологии внедрены в производство на СКТСиТМ, ГП «ОЗТМиТС», ГИЦТС «Светкермет».

10. Разработаны оригинальная конструкция и новая технология изготовления рабочих валков, предназначенных для деформации штабиков тугоплавких металлов, позволяющие обеспечить требуемую стойкость рабочего инструмента.

11. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан новый подход к проектированию рабочих клетей станов винтовой прокатки. В результате была создана серия новых прокатных станов: МИСиС-10, РСПВ-10, РСП-7, позволившая на практике доказать эффективность применения метода винтовой прокатки в процессе производства изделий из тугоплавких металлов.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах автора.

1. Горбатюк С.М. Проектирование валков стана винтовой прокатки// Сталь. 1999. №12. С. 54-57.

2. Горбатюк С.М. Проектирование клетей станов винтовой прокатки на основе анализа кинематических параметров процесса// Сталь. 2000. №9. С. 61-63.

3. Горбатюк С.М. Методика теоретического исследования кинематических параметров винтовой прокатки// Зб1рник наукових праць шстатуту экономки та нових технологш. -Кременчук: Асощащя

«Перспектива». 2000. С. 115 -121.

4. Горбатюк С.М. Исследование влияния параметров винтовой прокатки на качество поверхности прутков, получаемых из штабиков тугоплавких металлов// Цветные металлы. 2000. № 11-12, 2000. С.108-110.

5. Gorbatyuk. S. М. and Polikarpov Е. N., Method of calculating the gaps betwin the rolls of a rotary rolling mill// Metallurgist. 2000. Vol. 44. Nos. 910. P. 483-484.

6. Gorbatyuk S.M., Pavlov V.M., Shapoval A.N., and Gorbatyuk M.S., Experimental use of rotary rolling mills to deform compacts of refractory

, metals// Metallurgist. 1998. Vol. 42. No. 5. P. 178-183.

7. Горбатюк C.M., Шаповал A.H., Письменный В.И., Рыбаков B.C. Разработка конструкции и технологии изготовления валков стана

^ винтовой прокатки вольфрамовых штабиков/ Повышение

эксплуатационной надежности деталей и технологического инструмента металлургических машин: Науч. тр. МИСиС. М. Металлургия, 1991. С. 61-64.

8. Gorbatyuk S.M., Shapoval A.N., Rybakov V.S., and Gorbatyuk M. S. Nondestructive method of checking the quality of a semifinished product for tungsten wire// Metallurgist. 1999. Vol. 43. Nos. 11-12. P. 561-565.

9. Горбатюк C.M., Потапов И.Н., Шаповал A.H., Письменный В.И. Пути повышения качества поверхности прутков, получаемых методом винтовой прокатки/ Повышение эксплуатационной надежности деталей и технологического инструмента металлургических машин: Науч. тр. МИСиС. -М.: Металлургия, 1991. С. 64-68.

10. Shapoval A.N., Gorbatyuk S.M., and Gorbatyuk M. S. Improving the \ technology for making tungsten wire// Metallurgist. 1998. Vol. 42. No. 10.

P. 392-395.

11. Шаповал A.H., Горбатюк C.M., Шаповал A.A. Технология получения и свойства вольфрамовых лент для электронно-лучевых технологий// Цветные металлы. 1999. № 2. С.78-80.

12. Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Внуков В.И. Совершенствование

процесса изготовления вольфрамовой проволоки/ Прогрессивные процессы обработки металлов давлением: Науч. тр. МИСиС. -М.: Металлургия, 1986. С. 142-146.

13. Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Бутяев А.И., Баскаев Р.К. Методика расчета компонент вектора окружной скорости валков стана винтовой прокатки/ Обработка металлов давлением. Теория и технология: Науч. тр. МИСиС. -М.: Металлургия, 1984. С. 64-70.

14. Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Бутяев А.И. Анализ геометрических параметров винтовой прокатки/ Пластическая деформация металлов: Науч. тр. МИСиС. -М.: Металлургия, 1983. С. 48-54.

15. Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Лунев А.Г. и др. Методика расчета калибровки валков в зависимости от геометрических параметров винтовой прокатки/ Теория и технология обработки металлов давлением: Науч. тр. МИСиС. № 142. -М.: Металлургия, 1982. С. 118120.

16. Ларин Э.Н., Потапов И.Н., Горбатюк С.М., Козерадский С.А. Методика расчета параметров настройки валков стана винтовой прокатки/ Теория и технология обработки металлов давлением: Науч. тр. МИСиС. № 139. -М.: Металлургия, 1982. С. 112-116.

17. Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Лунев А.Г., и др. Исследование процесса винтовой прокатки заготовок из вольфрама в различных средах/ Теория и технология обработки металлов давлением: Науч. тр. МИСиС. № 139. -М.: Металлургия, 1982. С. 80-81.

18. Потапов И.Н., Лунев А.Г., Горбатюк С.М. Методика определения скручивания волокон металла при некоторых способах деформирования// Заводская лаборатория. 1982. № 10. С. 42-43.

19. Рощупкин В.Г., Горбатюк С.М., Рощупкина Т.С. Оперативный контроль качества поверхности валков вакуумных прокатных станов// Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1986. №9. С. 46-49.

20. Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Кравченко С.Г. К методике исследования напряженно-деформированного состояния порошковых

материалов// Заводская лаборатория. 1979. № 9. С. 845-846

21. Ларин Э.Н., Горбатюк С.М. Кравченко С.Г., Козерадский С.А. К методике исследования деформаций и напряжений при обработке давлением порошковых материалов/ Теория и технология обработки металлов давлением.: Науч. тр. МИСиС. № 129. -М.: Металлургия, 1980. С. 90-93.

22. Кравченко С.Г., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Козерадский С.А. Исследование качества заготовок из вольфрама при высокотемпературном прессовании/ Теория и технология обработки металлов давлением.: Науч. тр. МИСиС. № 129. -М.: Металлургия, 1980. С. 86-89.

23. Потапов И.Н., Рощупкин В.Г., С.М.Горбатюк и др. Методика исследования адгезионных свойств металлов в процессе деформации в вакууме// Заводская лаборатория. 1983. № 8. С. 95-98.

23. С.М. Горбатюк. Вакуумный стан винтовой прокатки МИСиС-10/ Научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов МИСиС// Тезисы докл. -М.: МИСиС. 1982. С. 45.

24. S.M. Gorbatjuk. Primenjen robotike u procesu laserskog otvrdznja povrsini alata/ Primenjena robotika i fleksebilna automatika. -Beograd: 1987. S. 358366.

25. И.Н. Потапов, С.М. Горбатюк, С.А. Козерадский, А.Б. Доронькин Применение процесса радиально-сдвиговой прокатки для деформации заготовок из тугоплавких металлов/ Всесоюзная техническая конференция// Тезисы докл. -Челябинск: ЧПИ. 1989. С. 26.

26. С.А. Козерадский, А.Е. Доронькин, С.М. Горбатюк, В.А. Правиков. Использование процесса радиально-сдвиговой прокатки для деформации заготовок из труднодеформируемых материалов/ Всесроссийская техническая конференция// Тезисы докл. -М.: МИСиС. 1994. С. 38.

27. С.М. Горбатюк, А.Н. Шаповал, A.A. Шаповал. Метод контроля вольфрамовых прутков, изготовленных из металлокерамических заготовок/ Международная конференция «Новейшие технологии в

порошковой металлургии и керамике»// Тезисы докл. -Киев: НАНУ. 2003 г. С. 123. http://ru.iDms.kiev.ua/Events arch/chern03/20103-r.html.

28. С.М. Горбатюк. Механическая обработка и сварка: Лабораторный практикум. ~М.: МИСиС. 1989. -58 с.

29. A.c. № 742747 СССР, МКИ G 01 N 1/00. Устройство для изготовления образца для исследования напряженно-деформированного состояния/ Воронцов В.К., Потапов И.Н., Коликов А.П., Горбатюк С.М. и др. Опубл. 25.06.80. Бюл. № 23.

30. A.c. № 835540 СССР, МКИ В 21 В 19/02. Трехвалковая клеть стана винтовой прокатки/ Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М. и др. Опубл. 07.06.81. Бюл. № 21.

31. A.c. № 931245 СССР, МКИ В21 В 19/02. Трехвалковая клеть стана винтовой прокатки/ Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М. и др. Опубл. 30.05.82. Бюл № 20.

32. A.c. № 963583 СССР, МКИ В 21 В 1/02. Способ получения изделий из тугоплавких металлов/ Потапов И.Н., Лунев А. Г. Горбатюк С.М. и др. Опубл. 28.01.82. Бюл. № 37.

33. A.c. № 1007251 СССР, МКИ В 21 В 39/16. Выводная проводка прокатной клети/ Потапов И.Н., Горбатюк С.М., Лунев А.Г. и др. Опубл. 23.11.82. Бюл. № 11.

34. A.c. № 1070767 СССР, МКИ В 21 В 9/00. Устройство для подачи заготовки в рабочую камеру вакуумного прокатного стана/ Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М. и др. Опубл. 01.10.83. Бюл. №10.

35. A.c. № 1178028 СССР, МКИ В 23 К 20/01. Заготовка для ковки и способ ее изготовления/ Ларин Э.Н., Потапов И.Н., Горбатюк С.М. и др. Опубл. 25.12.84. Бюл. № 12.

36. A.c. № 1218552 СССР, МКИ В 21Н 8/00. Способ поперечно-винтовой прокатки/ Потапов И.Н., Горбатюк С.М., Филимонов Г.В. и др. Опубл. 15.11.85. Бюл. №25.

37. A.c. № 1277478 СССР, МКИ В 21 В 1/16. Способ изготовления проволоки из штабиков тугоплавких металлов квадратного сечения/ Ларин Э.Н., Потапов И.Н., Горбатюк С.М. и др. Опубл. 15.06.86. Бюл. № 22.

38. A.c. № 1307683 СССР, МКИ В 21 В 1/16. Способ изготовления проволоки из спеченного металла на основе вольфрама/ Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Шаповал А.Н., Горбатюк С.М. и др. Опубл. 03.01.87. Бюл. №28.

39. A.c. № 1329004 СССР, МКИ В 21 В 9/00. Способ горячей прокатки металла в вакууме/ Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М. и др Опубл. 08.04.87. Бюл. № 28.

40. A.c. № 1329850 СССР, МКИ В 21 В 19/02. Способ настройки стана винтовой прокатки/ Потапов И. Н., Горбатюк С.М., Ларин Э.Н., и др. -Опубл. 15.08.87. Бюл. № 30.

41. A.c. № 1359023 СССР, МКИ В 21 В 9/00 - Вакуумный прокатный стан/ Финагин П.М., Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М. и др. -Опубл. 15.12.87. Бюл. №46.

42. A.c. № 1713760 СССР, МКИ В 21 В 39/24. Зажим для металла/ Шаповал В.Н., Шаповал А.Н., Горбатюк С.М., Павлов В.М. Опубл. 23.02.92. Бюл. № 7.

Формат 60 х 90 '/|б Бумага офсетная Тираж 100 экз.

Усл. п. л. 2,69 Печать офсетная Заказ 312

Отпечатано с готовых оригинал-макетов в типографии Издательства «Учеба» МИСиС, 117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9 Тел.: 954-73-94, 954-19-22 ЛР №01151 от 11.07.01

I

!

»

»

O.e. о?-Д »18955

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТУГОПЛАВКИХ

МЕТАЛЛОВ.

1.1. Способы производства прутков и проволоки из тугоплавких металлов.

-1.2. Особенности производства нитевой вольфрамовой проволоки

1.3. Способы защиты тугоплавких металлов от окисления.

1.4. Вакуумные прокатные станы.

1.5. Методы винтовой прокатки.

1.6. Анализ геометрических параметров процесса винтовой прокатки.

1.7. Цель и задачи исследований.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ТЕОРЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ, КИНЕМАТИЧЕСКИХ И ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ.

2.1. Расчёт калибровки валков стана винтовой прокатки.

2.2. Проверка зазора между валками.

2.3. Расчет компонент вектора окружной скорости валка.

4 2.4. Расчет компонент вектора усилия прокатки.

2.5. Выбор кинематической схемы и способа настройки клети стана винтовой прокатки.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВО ПРОЦЕССА ДЕФОРМАЦИИ ШТАБИКОВ ТУГОПЛАВКИХ

МЕТАЛЛОВ.

3.1. Вакуумный стан винтовой прокатки МИСИС-10.

3.1.1 .Прокатное оборудование.

3.1.2. Вакуумное оборудование.

3.1.3. Нагревательное оборудование.

3.1.4. Оборудование для измерения энергосиловых параметров прокатки.

3.1.5. Порядок работы механизмов стана.

3.2. Вакуумный стан винтовой прокатки РСПВ -10.

3.3. Стан винтовой прокатки РСП -7.

3.4. Разработка технологического инструмента для винтовой прокатки штабиков тугоплавких металлов.

3.4.1. Выбор материала валков.

3.4.2. Конструкция рабочих валков и технология их изготовления

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ШТАБИКОВ ТУГОПЛАВКИХ

МЕТАЛЛОВ.

4.1. Материалы и оборудование.

4.2. Методика проведения исследований.

4.3. Влияние параметров процесса винтовой прокатки на деформируемость штабиков тугоплавких металлов.

4.4. Влияние параметров винтовой прокатки на скоростные показатели процесса.

4.5. Исследование энергосиловых параметров прокатки.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПРУТКОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ШТАБИКОВ ТУГОПЛАВКИХ

МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ.

5.1. Методики проведения исследований.

5.2. Исследование скручивания штабиков.

5.3. Качество поверхности прутков, получаемых из заготовок квадратного сечения.

5.4. Точность геометрических размеров.

5.5. Структура проката.

5.6. Разработка способов повышения качества поверхности проката.

5.6.1. Анализ параметров, характеризующих положение рабочих валков в станах винтовой прокатки штабиков.

5.6.2. Пути оптимизации параметров очага деформации стана РСПВ-10.

5.6.3. Пути повышения точности установки валков стана

РСПВ-10.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.

ГЛАВА 6. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ.

6.1. Производство прутков и проволоки из молибдена.

6.2. Производство прутков и проволоки из вольфрама.

6.3. Влияние технологических схем производства вольфрамовой проволоки на ее свойства и структуру.

6.3.1, Исследование влияния способа деформации штабиков на структуру и свойства проволоки.

6.3.2. Влияние отжига на структуру и свойства проволоки.

6.3.3. Высокотемпературная прочность проволоки.

6.4. Новая технология производства узких лент из вольфрама.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 6.

ГЛАВА 7. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПРОИЗВОДСТВА ВОЛЬФРАМОВОЙ ПРОВОЛОКИ.

7.1. Разработка метода неразрушающего контроля качества полуфабриката.

7.1.1. Сущность метода.

7.1.2.Результаты исследований.

7.2. Совершенствование технологии непрерывной ковки вольфрамовых прутков.

7.2.1. Методика проведения исследования.

7.2.2. Состав оборудования.

7.3. Перспективные технологические схемы производства непровисающей нитевой вольфрамовой проволоки.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 7.

В новых отраслях науки и техники все более широкое применение находят изделия из тугоплавких металлов и сплавов на их основе с особыми физико-механическими свойствами.

Важное место среди продукции из тугоплавких металлов, производимой металлургическими предприятиями нашей страны, занимают прутки диаметром 7-15 мм, которые используются в качестве заготовки в процессе изготовления проволоки и выпускаются как готовый продукт.

В настоящее время для производства прутков из тугоплавких металлов, как в нашей стране, так и за рубежом применяется в основном технология ротационной ковки с ручной подачей заготовки. Несмотря на широкое распространение, этот процесс имеет ряд существенных недостатков, основными из которых являются низкая производительность и тяжелые условия труда, вызванные шумом, вибрацией и загрязнением окружающей среды летучими соединениями молибдена и вольфрама, образующимися в результате взаимодействия нагретой заготовки с активными компонентами воздуха. Поэтому одной из актуальнейших задач в процессе совершенствования технологии производства изделий из тугоплавких металлов является устранение операции ротационной ковки с ручной подачей заготовки путем замены этого технологического передела новым, отвечающим требованиям, предъявляемым современным уровнем развития науки и техники.

Новые прогрессивные способы деформации штабиков, такие как сортовая прокатка, гидроэкструзия, планетарная прокатка, не нашли широкого применения в промышленности из-за ряда недостатков, присущих специфике данных технологических схем. Основными из них являются: сложность технологических процессов, несовершенство оборудования, низкая износостойкость инструмента для деформации штабиков тугоплавких металлов.

В Московском институте стали и сплавов (МИСиС), во Всесоюзном научно-исследовательском институте металлургического машиностроения (ВНИИМЕТМАШ), в Московском высшем техническом университете им. Баумана (МВТУ им. Баумана), в некоторых ведущих зарубежных фирмах на протяжении ряда лет разрабатывается новый технологический процесс деформирования металлов на станах винтовой прокатки. Этот способ обработки давлением можно отнести к процессу ковки-прокатки в специально откалиброванных непрерывно вращающихся валках. При этом достигается высокая степень деформации за проход и обеспечивается интенсивная проработка макро- и микроструктуры.

Автором проведены комплексные исследования процессов производства изделий из тугоплавких металлов и получены результаты, отличающиеся оригинальностью и новизной.

1. Разработаны новые комплексы прокатного вакуумного и нагревательного оборудования МИСиС-10, РСПВ-10, РСП-7, позволившие впервые осуществить деформацию штабиков тугоплавких металлов методом винтовой прокатки.

2. Впервые получены результаты экспериментальных исследований процесса высокотемпературной винтовой прокатки штабиков тугоплавких металлов и разработаны режимы их бездефектной деформации новым способом.3. Разработан новый эффективный технологический процесс деформации штабиков тугоплавких металлов методом винтовой прокатки;

3. Разработаны конструкция и технология изготовления твердосплавного рабочего инструмента, предназначенного для винтовой прокатки прутков из тугоплавких металлов, обладающего высокой износостойкостью.

4. Получены экспериментальные данные зависимости качества полуфабрикатов и готовых изделий из тугоплавких металлов от различных технологических факторов, позволившие разработать новые эффективные технологические схемы производства прутков и проволоки из тугоплавких металлов.

5. Разработана универсальная методика анализа геометрических кинематических и энергосиловых параметров винтовой прокатки, позволяющая проводить сравнительную оценку процессов, реализуемых в клетях различных конструкций, с помощью которой была выбрана кинематическая схема и способ настройки клети, предназначенной для винтовой прокатки прутков малых диаметров с высоким сопротивлением деформации.

Основные научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационной работе, базируются на многочисленных достоверных экспериментальных данных, полученных в лабораторных и заводских условиях на опытно-промышленном оборудовании, обработанных с использованием методов математической статистики на ЭВМ.

На основании проведенных исследований разработаны новые технологии производства изделий из штабиков тугоплавких металлов для Государственного предприятия «Опытный завод тугоплавких металлов и твердых сплавов (ГП «ОЗТМиТС») г. Москва, Светловодского комбината твердых сплавов и тугоплавких металлов (СКТСиТМ), Государственного инженерного центра твердых сплавов «Светкермет» (ГИЦТС «Светкермет»), г. Светловодск, Всесоюзного научно-исследовательского института источников света (ВНИИИС), г. Саранск.

По заявкам промышленных предприятий на П/О «Электростальтяжмаш» были спроектированы станы винтовой прокатки предназначенные для эксплуатации в заводских условиях.

Внедрение новых технологий и оборудования в производство было осуществлено в 1990 - 2003 г.г.

На защиту выносится:

1. Новый технологический процесс деформирования штабиков тугоплавких металлов методом винтовой прокатки, позволяющие увеличить производительность, повысить качество продукции, снизить расход дорогостоящих материалов и улучшить условия труда.

2. Методика расчета геометрических, кинематических и силовых характеристик винтовой прокатки, позволяющая проводить сравнительный анализ процессов, проводимых в клетях различных конструкций.

3. Результаты теоретического исследования параметров винтовой прокатки в широком диапазоне изменения угла а и расстояния р между осями валка и прокатки, позволившие сформулировать требования к конструкции 3-хвалковой прокатной клети, предназначенной для винтовой прокатки прутков малого диаметра из трудно деформируемых материалов.

4. Результаты экспериментального исследования закономерностей влияния технологических факторов на деформируемость штабиков тугоплавких металлов.

5. Новые технологии производства изделий из вольфрама и молибдена.

6. Классификация прутков из тугоплавких металлов, позволившая определять конечный диаметр производимой из них проволоки в зависимости их от физико-механических характеристик, что позволяет снизить потери дорогостоящего материала и уменьшить трудозатраты при изготовлении проволоки нитевых диаметров.

7. Серия новых прокатных станов: МИСиС-10, РСПВ-10, РСП-7, позволившая на практике доказать эффективность применения метода винтовой прокатки для деформации штабиков тугоплавких материалов с целью получения прутков.

8. Новые конструкция и технология изготовления рабочих валков, предназначенных для деформации штабиков тугоплавких металлов, позволяющие обеспечить высокую стойкость рабочего инструмента.

Работа выполнена на кафедрах «Обработка металлов давлением» и «Машины и агрегаты металлургических предприятий» Московского института стали и сплавов, в промышленных условиях на ГП «ОЗТМиТС», УзКТЖМ, СКТСиТМ, ГИЦТС «Светкермет» и является частью комплексных исследований по разработке новой прогрессивной технологии получения сортового проката методом винтовой прокатки, выполняемой в соответствии с межвузовской целевой научно-технической программой «Металл»; задание 08.03 «Исследование и совершенствование оборудования технологии производства труб и прутков на агрегате со станом поперечно-винтовой прокатки новой конструкции» и Комплексной программой развития цветной металлургии Украины на период до 2010 г., утвержденной кабинетом министров Украины 18.10.1999 г.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые технологические схемы производства изделий из тугоплавких металлов на основе метода винтовой прокатки штабиков, обеспечивающие увеличение производительности, повышение качества продукции, сокращение расхода дорогостоящих материалов и улучшение условий труда.

2. Развит методологический подход Ю.М. Миронова к решению теоретических задач винтовой прокатки, основанный на применении геометрических параметров аир (угол и расстояние между осями прокатки валка), независящих от конструктивных особенностей прокатных клетей, что позволило разработать универсальную методику расчета геометрических, кинематических и энергосиловых характеристик винтовой прокатки, позволяющую проводить сравнительный анализ процессов, реализуемых в клетях различных конструкций.

3. По разработанной методике впервые проведено теоретическое исследование параметров винтовой прокатки в широком диапазоне изменения аир, позволившее сформулировать требования к конструкциям трехвалковых прокатных клетей, предназначенных для прокатки прутков малого диаметра из труднодеформируемых материалов. Установлено, что для прокатки таких прутков валки целесообразно устанавливать относительно оси прокатки под углом наклона а = 55-60°, в этом диапазоне изменения а наиболее эффективным способом регулировки величины подачи прокатываемого металла является варьирование расстояния между осями валка и прокатки р.

4. Впервые экспериментально установлены закономерности влияния технологических факторов на деформируемость штабиков тугоплавких металлов. Показано, что при прокатке штабиков вольфрама и молибдена достаточно применение низкого вакуума (р= 10-100 Па) в зонах нагрева, деформации и охлаждения металла. При нагреве в водороде, прокатку и охлаждение указанных выше материалов можно проводить на воздухе.

5. На основании проведенных исследований разработаны новые режимы деформации штабиков тугоплавких металлов методом винтовой прокатки при ju=1,6-2,4; кр =1,Ъ-2,0, обеспечивающие требуемое качество получаемых прутков.

6. Разработана классификация прутков марки ВА, позволившая на начальных переделах в зависимости их от модуля упругости определять конечный диаметр производимой из них проволоки, что снижает потери дорогостоящего материала и уменьшить трудозатраты при изготовлении проволоки нитевых диаметров. Так прутки, модуль упругости которых находится в пределах (4,1-5,0)х105 МПа, рекомендовано использовать в качестве заготовок при производстве проволоки нитевых диаметров. Прутки, модуль упругости которых составляет (5,1-6,0)х105 МПа, целесообразно обрабатывать до диаметров весовой проволоки, а если модуль упругости прутков находится в пределах (3,2-4,0)х105 МПа, то их целесообразно использовать в качестве электродов для контактной сварки.

7. Показана эффективность введения в технологический процесс производства нитевой вольфрамовой проволоки дополнительных операций: шлифования, дефектоскопии, вырезки обнаруженных дефектов, стыковой сварки бездефектных участков в длинномерную заготовку и зачистки грата. Это позволяет повысить производительность и выход годной продукции.

8. В условиях УзКТЖМ, ГП «ОЗТМиТС», СКТСиТМ, з-да «Победит», ГИТЦ «Светкермет» проведено опробование новых технологий производства полуфабрикатов и изделий из штабиков вольфрама и молибдена с применением метода винтовой прокатки. Полученная продукция отличалась повышенными прочностными и пластическими свойствами и соответствовала требованиям ГОСТ и ТУ.

9. Разработаны новые технологи производства изделий из тугоплавких металлов (технологическая инструкция ТИ 48-42033-01-90 «Производство нитевой вольфрамовой проволоки марки ВА с применением метода винтовой прокатки штабиков», изменение №3 к технологической инструкции 48-4201-01-36-87 «Производство прутков и проволоки из вольфрама», изменение №3 к технологическая инструкция 48-4201-01-37-87 «Производство прутков и проволоки из молибдена», технологический регламент TP 48-4206-05-86-01 «Производство катодов электронных пушек, вольфрамовых»). Новые технологии внедрены в производство на СКТСиТМ, ГП ОЗТМиТС, ГИЦТС «Светкермет».

10. Разработаны оригинальная конструкция и новая технология изготовления рабочих валков, предназначенных для деформации штабиков тугоплавких металлов, позволяющие обеспечить требуемую стойкость рабочего инструмента.

11. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан новый подход к проектированию рабочих клетей станов винтовой прокатки. В результате была создана серия новых прокатных станов: МИСиС-10, РСПВ-10, РСП-7, позволившая на практике доказать эффективность применения метода винтовой прокатки в процессе производства изделий из тугоплавких металлов.

1. Строев А.С., Овсепян B.C., Захарова Г.В. Тугоплавкие металлы: молибден, вольфрам, ниобий, тантал. -М.: Машгиз, 1960. -368 с. '

2. Павлов И.М., Сигалов Ю.М. К вопросу о влиянии вакуума и инертной атмосферы'на свойства металлов при их пластической деформации// Изв. Вузов. Черная металлургия. 1961. № 8. С. 195197.

3. Павлов И.М., Голованенко С.А., Лущик Е.Б. Прокатка металлов и сплавов в атомной технике// Сталь. 1959. №8. С. 728731.

4. Павлов И.М., Гуревич Я.Б., Шелест А.Е. и др./ Исследование некоторых условий горячей прокатки молибдена в вакууме, атмосфере аргона и на воздухе// Цветные металлы. 1964. №12. С. 236-265.

5. Павлов И.М., Крупин А.В., Гуревич Я.Б. и др. Об основных направлениях изучения процессов обработки металлов давлением в вакууме/ Сб. науч. тр. МИСиС № 46. -М.: Металлургия, 1968. С. 5-8.

6. Изотов В.М., Крупин А.В., Павлов И.М. и др. Влияние условий прокатки в различных средах на физико-механические свойства тугоплавких металлов./ Сб. науч. тр. МИСиС № 46. -М.: Металлургия, 1968. С. 83-89.

7. Крупин А.В. Соловьев В.Я. Пластическая деформация тугоплавких металлов. -М.: Металлургия, 1971.-281 с.

8. Крупин А.В. Прокатка металлов в вакууме. -М.: Металлургия, 1974. -248 с.

9. Прокатка в вакууме тугоплавких металлов и биметаллов/

10. А.В. Крупин, И.М. Павлов, В.Я. Соловьев и др. -М.: Цветметинформация, 1966. -99 с.

11. Вакуумные прокатные станы/ А.В. Крупин, Б.Л. Линецкий, Ю.Л. Зарапин и др. -М.: Металлургия, 1973, -232 с.

12. Крупин А.В., Потапов И.Н., Ларин Э.Н. и др. Методика исследования механических свойств тугоплавких металлов/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 80. -М.: Металлургия, 1977. С. 5-8.

13. Крупин А.В., Полухин П.И., Коликов А.П. и др. Вакуумный стан поперечной прокатки// Изв. Вузов. Черная металлургия. 1973. № 5, С. 49-52.

14. Крупин А.В., Полухин П.И., Потапов И.Н. и др. Вакуумные станы для поперечной и винтовой прокатки тугоплавких металлов/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 80. -М.: Металлургия, 1975. С. 297-301.

15. Полухин П.И., Крупин А.В., Коликов А.П. и др. Особенности деформации тугоплавких металлов// Изв. Вузов. Черная металлургия. 1974. № 4, С. 61-65.

16. Прокатка и прессование труб из тугоплавких металлов/ А.П. Коликов, И.Н. Потапов, П.И. Полухин, А.В. Крупин. -М.: Металлургия, 1979. -240 с.

17. Технология и оборудование для обработки тугоплавких металлов/ А.П. Коликов, П.И. Полухин, А.В. Крупин и др. -М.: Металлургия, 1982. -328 с.

18. Коликов А.П., Потапов И.Н., Бондарев М.А. и др Исследование процесса прессования молибденовых труб/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 118. -М.: Металлургия, 1979. С. 129-133.

19. Потапов И.Н., Александрович А.И., Коликов А.П. и др. Контактные напряжения при поперечной прокатке/ Сб. науч. тр.

20. МИСиС. № 80. -М.: Металлургия, 1975. С. 127-133.

21. Потапов И.Н., Остренко В .Я., Коликов А.П. и др. Исследование процесса поперечно-винтовой прокатки в вакууме/ Сб. науч. тр. МИСиС № 85. -М.: Металлургия, 1975. С. 163-168.

22. Мальцев М.В. Металлография тугоплавких редких и радиоактивных металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1971,488 с.

23. Мальцев М.В. Термическая обработка тугоплавких редких металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1974. -342 с.

24. Мальцев М.В., Доронькин Е.Д., Езерский К.И. Гидростатическая обработка тугоплавких металлов. -М.: Металлургия, 1978. -272 с.

25. А.С. № 190306 СССР, МКИ В 21 В 9/00 Вакуумный прокатный стан/ М.В. Мальцев. - Опубл. 1967. Бюл. №2.

26. Могучий JI.H. Обработка давлением трудно деформируемых материалов. -М.: Машиностроение, 1976. -272 с.

27. Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов. 2-е изд./ Н.И. Корнеев, С.Б. Певзнер Е.И. Разуваев, В.Б. Емельянов. -М.: Металлургия, 1975. -440 с.

28. Свойства и применение металлов и сплавов для электровакуумных приборов: Справочное пособие/ Под общей ред. Р.А. Нилендера. -М.: Энергия, 1973. -336 с.

29. Эспе В. Технология электровакуумных приборов. -М.: Госэнергоиздат, 1962. -354 с.

30. Эспе В. Технология электровакуумных материалов. -М.: Энергия, 1968. -346 с.

31. Ульмишек Л.Г. Производство электрических ламп накаливания. -М.: Энергия, 1966. -312с.

32. Липатова С.И. Некоторые свойства проволоки из вольфрама, молибдена и их сплавов МВ-20, МВ-50. -М.: Госэнергоиздат, 1952. -353 с.

33. Сплавы молибдена/ Н.Н. Моргунова, Б.А. Клыпин, В.Я. Бояршинов и др. -М.: Металлургия, 1967. -324 с.

34. Савицкий Е.М., Бурханов Г.С. Металловедение тугоплавких металлов. -М.: Наука, 1967. -324 с.

35. Писаренко Г.С., Борисенко В.А., Городецкий С.С. Прочность тугоплавких металлов. -М.: Металлургия, 1970. -274 с.

36. Агте К., Вацек Н. Вольфрам и молибден. -М.: Энергия, 1964. -286 с.

37. Тугоплавкие и редкие металлы и сплавы: Справочник/ Д.Г. Корпачев, Е.Д. Доронькин, С.А. Цукерман и др. -М.: Металлургия, 1977. -240 с.

38. Копецкий Ч.В. Структура и свойства тугоплавких редких металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1974. -324 с.

39. Тугоплавкие материалы в машиностроении: Справочник/ Под ред. А.Т. Туманова и К.И. Портного. М.: Машиностроение, 1967, 392 с.

40. Виноградов Г.А., Семенов Ю.Н. Прокатка металлических порошков. -М.: Металлургия, 1969. -382 с.

41. Зеликман А.И., Меерсон Г.А. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1976. -608 с.

42. Трефилов В.И., Меельман Ю. В., Фирсов С.А. Физические основы прочности тугоплавких металлов. Киев: Наукова думка, 1975. -315 с.

43. Твердые сплавы и тугоплавкие металлы: Сб. науч. тр. ВНИИТС № 11. М.: Металлургия, 1971. -406 с.

44. Ratliff L.L. Ogden H.R. A compilation of the tensile properties of tungsten/ Defeme Metals Inform. Outer Memorandum. 1962. №157. P.30.

45. Пряничников М.П., Мальцев M.B., Васильев П.С. и др. Установка для гидроэкстузии на 30 кбар/ Сб. науч. тр. ВНИИТС. № 11.-М.: Металлургия, 1975. С. 61-63.

46. Никерова Л.Ф. Производство полуфабрикатов из молибдена и вольфрама за рубежом. -М.: Цветметинформация,1975.-78 с.

47. Никерова Л.Ф. Производство полуфабрикатов из молибдена и вольфрама за рубежом. -М.: Цветметинформация,1976.-58 с.

48. Никерова Л.Ф., Изотов В.М. Обработка давлением молибдена и вольфрама за рубежом. -М.: Цветметинформация,1977.-78 с.

49. Highrite H.W., Inger R.O./ American Machinist. 1962. V. 106. №21. P. 266-278.

50. Warlimot H„ Naker G., Shultz H. Z. ftir Metall-Kunde, 1975. Bd. 66. № 5. S. 279-286.

51. Коврев Г.С., Кирилов И. Г. Сортовая прокатка тугоплавких металлов/ Цветная металлургия. Бюлл. НТИ. 1961. №3. С. 28-35.

52. Бурханов С.Ф. Высотно-поперечная прокатка трудно деформируемых металлов и сплавов, применяемых в электронной технике: Обзоры по электронной технике. -М.: ЦНИИатоминформ, 1968. -96 с.

53. Выдрин В. Н., Сердега Ю. П. Прокатный стан с многовалковым калибром/ Оборудование для прокатного производства. Бюлл. НИИинформтяжмаш. 1970. № 1-70-13. С. 3-5.

54. Целиков А.И., Зюзин В.И. Современное развитие прокатных станов. М.: Металлургия, 1972. -400 с.

55. А.С. № 107346 СССР, В 21 В 1/02. Планетарный стан/ Носаль В.В., Целиков А. И. Опубл. 1957. Бюл. № 7.

56. А.С. № 124398 СССР , В 21 В 1/02. Планетарный прокатный стан/ Жукевич-Стоша Е.А., Ритман Р.И., Соловьев О.П. Опубл. 1959. Б.И. №23.

57. Исследование процессов производства труб/ Голубчик P.M., Полухин П.И., Матвеев Ю.М. и др. -М.: Металлургия, 1970. -328 с.

58. Данилов Ф.А., Балакин В.Г., Глейберг А.З. Горячая прокатка и прессование труб. М.: Металлургия, 1972. -376 с.

59. Потапов И.Н., Финагин П.М., Ермолаев П.И. и др. Универсальный трехвалковый стан поперечно-винтовой прокатки/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 66. -М.: Металлургия, 1972. С. 130-134.

60. Бондаренко Е.С., Финагин П.М., Бабушкин Е.Ф. и др. Установка с трехвалковым прошивным и раскатным станами для производства труб из алюминиевых и титановых сплавов/ Оборудование для прокатного производства. Бюлл. НИИиформтяжмаш №1-71-31. 1971. С. 3-9.

61. Тетерин П.К., Лузин Ю.Ф., Мусорина И.Е. Прошивка в стане винтовой прокатки с тремя приводными валками// Сталь, 1959. №12. С. 1102-1105.

62. Une usine moderne de fabrication de tubes en Grande .Bretagne//Metallurgie at consr. mec. 1970. V. 102. № 1, P. 19-26.

63. Blasynski T.Z. Development of high-ratio-clongation rotary tube making prossers/ Metal Form. 1971. № 1. P. 50-55.

64. Жаворонков В.А., Мухин Г.Г., Левцева Г.В.

65. Исследование процесса винтовой прокатки круглых профилей из литых заготовок// Изв. вузов. Машиностроение. 1974. № 4. С. 139143.

66. Бретшнайдер Э., Мюллер Г., Фрик Ю. Планетарный стан поперечно-винтовой прокатки новое направление в деформации с большими обжатиями// Черные металлы. 1973. № 22. С. 29-35.

67. Albedyhe М, Bretshnider Е. The 3-roll planetary mill a new high reduction mashine// Iron and Steel Eng. 1979. № 4. P. 57-60.

68. Backman I. SKF Steel's bar mill at Holle-fors. A new tool for bar production//- Iron and Steel Eng. 1980. № 4. P. 42-45.

69. Вавилкин H. M., Дулисов В. П., Булатов B.C., Юсупов B.C. Деформация и скоростные параметры винтовой прокатки спеченной порошковой стали/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 129, -М.: Металлургия, 1980. С. 76-79.

70. Потапов И.Н., Харитонов Е.А., Зимин В.Я. и др. Деформирование непрерывно-литой заготовки из стали ШХ 15 в стане винтовой прокатки при новых технологических режимах/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 96. -М.: Металлургия, 1976. С. 69-72.

71. Исследование процессов производства труб. Голубчик P.M., Полухин П.И., Матвеев Ю.М. и др. -М:. Металлургия, 1970. -328 с.

72. Полухин П.И., Потапов И.Н., Романцев Б.А. и др. Деформирование сплошной заготовки в станах винтовой прокатки/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 86. -М.: Металлургия, 1975. С. 98-103.

73. Пат РФ № 2009737 МКИ В 21 В 1/00. Трехвалковый стан винтовой прокатки и технологический инструмент стана винтовой прокатки/ Б.А. Романцев, В.К. Михайлов, С.П. Галкин и др. Опубл. 1994. Бюл. № 6.

74. Машиностроение. Энциклопедия в сорока томах. Том IV

75. V. Машины и агрегаты металлургического производства/ Пасечник Н.В., Синицкий В.М., Дрозд В.Г. и др. -М.: Машиностроение, 2000. -458 с.

76. Линецкий . Б.Л., Крупин А.В., Павлов И.М. и др. Процесс прокатки вольфрама в условиях низких парциальных давлений кислорода/ Сб. науч. тр. МИСиС. №46. -М.: Металлургия, 1972. С.61-64.

77. Линецкий . Б.Л., Крупин А.В., Павлов И.М. и др. Влияние условий прокатки молибдена в вакууме и в инертной среде на показатели процесса, структуру и свойства/ Сб. науч. тр. МИСиС. №46. -М.: Металлургия, 1972. С. 65-73.

78. Менегин Ю.В. Анисимова И.В. Стеклосмазка и защитные покрытия для горячей обработки металлов. -М.: Металлургия, 1978. -224 с.

79. Оборудование для прокатки в вакууме и инертной среде в СССР и за рубежом: Обзор/- М.: НИИиформмаш, 1965. -77 с.

80. Гуревич Я.Б. Горячая прокатка металлов в вакууме. В кн.: Применение вакуума в металлургии. -М.: Изд-во АЛ СССР, 1960. С. 28-33.

81. Быкадыров А.Т. Прокатка стали в вакууме. Бюлл. ЦНИИЧМ, 1967. № 11. С. 25 -28.

82. А.С. № 131725 СССР, МКИ В 21 В 1/00. Прокатный стан для получения металлического листа из легкоокисляющихся металлов и сплавов/ Тугушев А.С., Тарасов В.А., Нужа Н.Н. и др. Опубл. 1960. Бюл. № 18.

83. А.С. № 267564 СССР, МКИ В 21 В 1/00. Вакуумный прокатный стан/ Крупин А.В., Зарапин Ю.Л., Чернышев В.Н. и др. Опубл. 1970. Бюл. № 13.

84. Коликов А.П., Крупин А.В., Лунев А.Г. и др.

85. Высокопроизводительный стан винтовой прокатки в средах регулируемого состава/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 113. -М.: Металлургия, 1979. С. 36-39.

86. Емельяненко П. Т. Теория косой и пилигримовой прокатки. -М.: Металлургиздат, 1949. -419 с.

87. Фомичев И.А. Косая прокатка. -М.: Металлургиздат, 1963.-262 с.

88. Тетерин П.К. Теория поперечно-винтовой прокатки. -М.: Металлургия, 1971. -386 с.

89. Потапов И.Н., Полухин П.И. Новая технология винтовой прокатки. -М.: Металлургия, 1975. -344 с.

90. Потапов И.Н., Ольховой В.Г. Расчет геометрических параметров в станах поперечно-винтовой прокатки с помощью ЭВМ/ Сб. науч. тр. МИСиС. №71. -М.: Металлургия, 1972. С. 138144.

91. Потапов И.Н., Ольховой В.Г. Инженерный метод определения геометрических параметров очага деформации при косой прокатке/ Сб. науч. тр. МИСиС. № 71. -М.: Металлургия, 1972. С.144-147.

92. Миронов Ю.М. Геометрические параметры процесса косой прокатки/ Сб. науч. тр. УкрНИТИ. №6. -М.: Металлургиздат, 1962. С. 37-46.

93. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. -М.: Госиздат технико-теоретической литературы, 1957.-610 с.

94. Матвеев Ю.М., Полухин П.И., Голубчик P.M., Цодокова Н.С. Геометрия очага деформации стана поперечно-винтовой прокатки/ Сб. науч. тр. УралНИТИ. №9. -М.: Металлургия, 1968. С. 79-87.

95. Специальные прокатные станы./ А.И. Целиков, М.В. Барбарич, М.В. Васильчиков и др. -М.: Металлургия, 1971. -333 с.

96. Потапов И.Н., Полухин П.И. Технология винтовой прокатки. 2-е изд., перераб и доп. -М.: Металлургия, 1990. -344 с.

97. Потапов И.Н, Галкин С.П., Самусев С.В. Теория процессов производства бесшовных и сварных труб. Учебное пособие. -М.: МИСиС. 1988. -78 с.

98. Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Бутяев А.И. Анализ геометрических параметров винтовой прокатки/ Пластическая деформация металлов: Науч. тр. МИСиС. -М.: Металлургия, 1983. С. 48-54.

99. Горбатюк С.М. Проектирование валков стана винтовой прокатки//Сталь. 1999. №12. С. 54-57.

100. S. M.Gorbatyuk and Е. N. Polikarpov. Method of calculating the gaps betwin the rolls of a rotary rolling mill. Metallurgist. Vol. 44, Nos. 9-10. 2000. P. 483-484.

101. Ларин Э.Н., Горбатюк C.M., Лунев А.Г. и др. Методика расчета калибровки валков в зависимости от геометрических параметров винтовой прокатки/ Теория и технология обработки металлов давлением: Науч. тр. МИСиС. № 142. -М:. Металлургия, 1982. С. 118-120.

102. Ларин Э.Н., Потапов И.Н., Горбатюк С.М., Козерадский С.А. Методика расчета параметров настройки валков стана винтовой прокатки/ Теория и технология обработки металлов давлением: Науч. тр. МИСиС. № 139. -М.: Металлургия, 1982. С. 112-116.

103. Горбатюк С.М. Проектирование клетей станов винтовой прокатки на основе анализа кинематических параметров процесса// Сталь. 2000. №9. С. 61-63.

104. Горбатюк С.М. Методика теоретического исследования кинематических параметров винтовой прокатки/ Зб1*рник наукових праць шституту экономжи та нових технолопй. -Кременчук: Асощащя «Перспектива», 2000. С. 115-121.

105. Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Бутяев А.И., Баскаев Р.К. Методика расчета компонент вектора окружной скорости валков стана винтовой прокатки/ Обработка металлов давлением. Теория и технология: Науч. тр. МИСиС. -М. Металлургия, 1984, с. 64-70.

106. S.M. Gorbatyuk, V.M. Pavlov, A.N. Shapoval, and M.S. Gorbatyuk. Experimental use of rotary rolling mills to deform compacts of refractory metals// Metallurgist. Vol. 42. No. 5. 1998. P. 178-183.

107. С.М. Горбатюк. Механическая обработка и сварка. Лабораторный практикум. -М.: МИСиС, 1989.

108. С.М. Горбатюк. Вакуумный стан винтовой прокатки МИСиС-10/ Научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов МИСиС// Тезисы докл. -М.: МИСиС, 1982. С. 45.

109. Рощупкин В.Г., Горбатюк С.М., Рощупкина Т.С. Оперативный контроль качества поверхности валков вакуумных прокатных станов// Изв. ВУЗов, Черная металлургия, 1986. №9 С. 46-48.

110. S.M. Gorbatjuk. Primenjen robotike u procesu laserskog otvrdznja povrsini alata/ Primenjena robotika i fleksebilna automatika. -Beograd: 1987. S. 358-366.

111. Потапов И.Н.,. Рощупкин В.Г., С.М.Горбатюк и др. Методика исследования адгезионных свойств металлов в процессе деформации в вакууме// Заводская лаборатория. 1983. № 8. С. 95-98.

112. Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Лунев А.Г., и др. Исследование процесса винтовой прокатки заготовок из вольфрама в различных средах/ Теория и технология обработки металлов давлением:. Сб. науч. тр. МИСиС. № 139. -М.: Металлургия, 1982. С. 80-81.

113. Потапов И.Н., Лунев А.Г., Горбатюк С.М. Методика определения скручивания волокон металла при некоторых способах деформирования// Заводская лаборатория. 1982. № 10. С. 42-43.

114. Кравченко С.Г., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Козерадский С.А. Исследование качества заготовок из вольфрама при высокотемпературном прессовании/ Теория и технология обработки металлов давлением.: Науч. тр. МИСиС. № 129. -М.: Металлургия, 1980. С. 86-89.

115. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методом планирования экспериментов. -М.: Машиностроение; 1980. -304 с.

116. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. -М.: Металлургия, 1970. -215 с.

117. Горбатюк С.М. Исследование влияния параметров винтовой прокатки на качество поверхности прутков, получаемыхиз штабиков тугоплавких металлов// Цветные металлы. № 11-12. 2000. С. 108-110.

118. Потапов И.Н., Ларин Э.Н., Горбатюк С.М., Кравченко С.Г. К методике исследования напряженно-деформированного состояния порошковых материалов// Заводская лаборатория. 1979. № 9 С. 845-846.

119. Потапов И.Н., Горбатюк С.М. Козерадский С.А., Доронькин А.Е. Применение процесса радиально-сдвиговой прокатки для деформации заготовок из тугоплавких металлов/ Всесоюзная техническая конференция// Тезисы докл. -Челябинск: ЧПИ, 1989. С. 26.

120. Ларин Э.Ц., Горбатюк С.М., Внуков В.И. Совершенствование процесса изготовления вольфрамовой проволоки/ Прогрессивные процессы обработки металлов давлением: Науч. тр. МИСиС. -М. Металлургия, 1986. С. 142-146.

121. Шаповал А.Н., Горбатюк С.М., Шаповал А. А. Технология получения и свойства вольфрамовых лент для электронно-лучевых технологий// Цветные металлы. № 2. 1999.1. С.78-80.

122. S.M. Gorbatyiik, A.N. Shapoval, V.S. Rybakov, and M. S. Gorbatyuk Nondestructive method of checking the quality of a semifinished product for tungsten wire// Metallurgist. Vol. 43. Nos. 1112. 1999. P. 561-565.

123. A.N. Shapoval, S.M. Gorbatyuk, and M. S. Gorbatyuk. Improving the technology for making tungsten wire// Metallurgist. Vol. 42. No. 10. 1998. P. 392-395.