автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка технологии и оборудования для производства сталемедной катанки на основе критериальной оценки процесса "прокатка-протяжка"

На правах рукописи

Ситников Игорь Викторович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЕМЕДНОЙ КАТАНКИ НА ОСНОВЕ КРИТЕРИАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ПРОЦЕССА «ПРОКАТКА-ПРОТЯЖКА»

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением. Технические науки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2004

Работа выполнена на Заводе металлоизделий (ЗМИ) ЗАО «Профит» (г. Магнитогорск)

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Чукин Михаил Витальевич

доктор технических наук, профессор

Анцупов Виктор Петрович

доктор технических наук, профессор Шеркунов Виктор Георгиевич

Ведущее предприятие ОАО «Белорецкий металлургический комбинат» (г. Белорецк)

Защита состоится « 4 » марта 2004 г. в 16— на заседании диссертационного совета Д212.111.03 в Магнитогорском государственном техническом университете мм. Г.И. Носова по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И Носова.

Автореферат разослан «_» 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Жиркин Ю В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На современном этапе развития науки и техники слоистые металлы находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности, в частности на железных дорогах, городском электротранспорте, в электротехнике и электронике, благодаря тому, что слоистая композиция сочетает в себе высокие электропроводные и прочностные свойства. Вместе с тем, к слоистым проводниковым металлам, в частности к широко используемой сталемедной биметаллической проволоке, предъявляются все более жесткие требования по качеству, особенно при применении в изделиях, предназначенных для оборонной промышленности и авиации. Обеспечение высокого уровня показателей качества сталемедных проводников, главным образом тонких размеров (диаметром от 1 мм и ниже), определяется в основном способом и технологией получения сталемедной заготовки (катанки), которая в последующем будет перерабатываться в проволоку на станах сухого и мокрого волочения.

При очевидных преимуществах известных технологий производства сталемедной катанки и проволоки способом твердофазного соединения компонентов композиции совместной пластической деформацией, имеется существенные недостатки, оказывающие влияние, как на производительность процесса, так и на качественные показатели биметаллической продукции. Одним из основных недостатков разработанных технологий является низкая эффективность и нестабильность применяемых процессов деформации, в ходе которых формируются физические, механические и геометрические параметры готовой продукции.

Поэтому, разработка новых технологических процессов деформации при твердофазном соединении разнородных металлов и эффективного оборудования для производства биметаллической сталемедной продукции является важной и актуальной задачей для экономики Российской Федерации

Цель работы. Разработка технологии и промышленной ли-" нии для производства биметаллической сталемедной катанки на основе критериальной оценки стабильности процесса' «прокатка-протяжка» (ППр) и качества соединения слоев композиций

Научная новизна. Обоснована эффективность применения ' совмещенного процесса «прокатка - протяжка» при получении сталемедной катанки методом твердофазного соединения компонентов совместной деформацией в

Предложены и обоснованы критерии стабильности процесса получения сталемедной катанки при ее деформации по схеме ППр.

Разработана модель расчета энергосиловых параметров процесса ППр сталемедной заготовки и на ее основе определены рациональные режимы получения высококачественной сталемедной катанки.

На основании экспериментальных исследований получены новые результаты влияния энергетического состояния поверхности стального сердечника и температурно-скоростных условий на прочность соединения стали с медью при совместной деформации в калибрах.

Практическая ценность. Разработана технология получения сталемедной катанки способом твердофазного соединения компонентов совместной горячей деформацией в калибрах, что позволило на промышленном уровне производить сталемедную катанку с высокой и стабильной прочностью соединения компонентов, а также минимальной разнотолщинностью медной оболочки.

Разработан рациональный режим электролитно-плазменного высокоскоростного нагрева слоистой заготовки с легкоплавкой оболочкой в потоке. .

Разработан рациональный режим электролитно-плазменной обработки стального сердечника слоистой заготовки, обеспечивающий совместную очистку и активацию его поверхности перед наложением медной оболочки.

Разработана конструкция комплексной технологической линии производства сталемедной катанки с массовым содержанием меди 20-70%.

Реализация работы. Создана и внедрена в производство технологическая линия для промышленного производства высококачественной сталемедной катанки с массовым содержанием меди 25 и 33%.

На базе данной линии в условиях завода металлоизделий ЗАО «Профит» организовано промышленное производство сталемедной проволоки широкого сортамента и сталемедных неизолированных проводов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на традиционных ежегодных научно-технических конференциях Магнитогорского государственного . технического университета им. Г.И. Носова с 1989 по 2003 гг.; на научно-технических советах завода металлоизделий ЗАО «Про-

фит», Международных и российских научно-технических конференциях «Неразрушающие физические методы контроля», Свердловск, 1990 г, «Новые технологии получения слоистых материалов и композиционных покрытий», Сочи, 1992 г, «61 научно-техническая конференция по итогам НИР за 2001-2002 гг », Магнитогорск, 2002 г

Публикации. Результаты работы отражены в 19 публикациях Из них 6 патентов Российской Федерации, 2 авторских свидетельства СССР, 4 тезиса докладов различного уровня семинаров, конференций, симпозиумов

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав1 и заключения Она содержит 155 с машинописного текста, 41 рис, 19 табл , список литературы из 105 наименований и 4 приложений

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ современного состояния производства сталемедной проволоки, даны основные технологические схемы производства биметаллов и технологий твердофазного соединения при совместной деформации Произведен анализ эффективности процессов деформации, обработки поверхности и нагрева при твердофазном соединении металлов На основе проведенного анализа сформулированы задачи исследования

Современные технологические разработки и комплексные линии для промышленного производства биметаллической катанки и проволоки, в том числе сталемедной, базируются на процессах твердофазного соединения основы с плакирующим слоем путем совместной пластической деформации слоистых заготовок, получаемых методом оборачивания Для получения прочного твердофазного соединения металлов необходимым является использование процессов и схем совместной пластической деформации, способов предварительной очистки и активации поверхностей компонентов, нагрева слоистых заготовок перед деформацией, которые обеспечивают максимальную полноту взаимодействия металлов в очаге деформации

Наиболее эффективными видами деформаций, обеспечивающими благоприятные условия соединения металлов (с точки зрения напряженно-деформированного состояния), являются процессы прокатки и протяжки в калибрах Для повышения устойчивости биметаллической заготовки в межклетьевом промежутке обос-

новано применение систем, состоящих из приводных и неприводных клетей.

Процессы электролитно-плазменной очистки и нагрева характеризуются высокой эффективностью и широкими возможностями для применения в промышленной технологии производства биметаллов. Вместе с тем, не определены области рациональных режимов обработки поверхностей металлов при их соединении, а условия эффективного нагрева определены для монометаллических прутков и проволоки.

Основные недостатки, препятствующие применению известных разработок технологических линий для промышленного производства качественной сталемедной катанки заключаются в использовании неэффективных процессов деформации сталемедной заготовки. В частности, прокатка в двухклетьевых блоках вызывает сваливание профиля во второй клети и требует применения про-водковой арматуры, а также имеет высокую вероятность обрыва или изгиба заготовки между клетямии. Процессы волочения и прессования чистового профиля характеризуются высокими значениями напряжений проталкивания металла и малой длительностью действия сжимающих напряжений, что снижает устойчивость горячей заготовки и прочность соединения компонентов.

Таким образом, комплексная оценка вопросов разработки технологии и оборудования производства сталемедной катанки определяет необходимость постановки и решения следующих основных задач:

- обоснование эффективности схемы деформации и математическая постановка задачи критериальной оценки стабильности процесса получения качественной биметаллической катанки;

- аналитическая оценка стабильности процесса деформации и установление допустимых диапазонов значений основных параметров управления процессом, определяющих достижение требуемого уровня качества биметаллической катанки;

- экспериментальные исследования влияния температурно-скоростных параметров деформации, режимов электролитно-плазменной обработки контактных поверхностей компонентов биметалла и нагрева сталемедной заготовки на прочность и стабильность соединения в композиции «сталь-медь»;

- разработка технологии и промышленной линии для производства качественной сталемедной катанки.

Во второй главе предложены критерии стабильности процесса «прокатка-протяжка» и разработана математическая модель

данного процесса для получения качественной биметаллической катанки. -

Используемая до настоящего времени схема «прокатка-прессование» (ПП) при производстве биметаллической сталемед-ной катанки, наряду с очевидными и обоснованными достоинствами, не позволяет управлять энергосиловыми параметрами процесса в межклетьевом промежутке (МКП). Указанный недостаток существенно ограничивает возможность оперативного воздействия на технологический процесс, определяя ограничения на варьирование уровня контактных напряжений между слоями композиции и лимитируя адгезионные показатели биметалла. Кроме этого, схема ПП предопределяет, низкую стабильность процесса, что связано с высокой, вероятностью потери устойчивости заготовки в МКП.

Исключить возможность потери устойчивости заготовки в МКП возможно, не меняя схемы калибровки и конструкции деформирующих клетей, путем подведения дополнительной энергии деформации во 2-ую клеть через передний конец сталемедной катанки (рис. 1).

Рис. 1. Схема процесса ППр 1 - приводная пара валков; 2 - неприводная пара валков; 3 - намоточно-протяжное устройство (НПУ); 4 - заготовка •■

В связи с этим, для промышленного получения сталемедной катанки с высокими показателями качества был разработан процесс «прокатка-протяжка» (ППр),- согласно которому деформация биметаллической заготовки в предчистовом'(первом по ходу) калибре осуществляется в режиме прокатки; а в чистовом - в режи»

ме протяжки. Для исключения сваливания предчистового профиля в МКП, расстояние между центрами валков, образующих калибры, устанавливается в пределах значений, определяемых формулой:

— (1".1,2)- у2 ■ Iвацка ' <1 валка ¡ее

валка

где - длина и диаметр бочки валка чистового калибра,

соответственно, мм.

Для обеспечения возможности управления комплексом агрегатов (двумя парами валков и тянущим устройством), связанных в единую систему деформируемой заготовкой предложены и обоснованы критериальные условия, обеспечивающие стабильность ведения процесса ППр и качественное соединение компонентов биметалла.

Весь комплекс разработанных критериев группируется на два класса:

- критерии, характеризующие стабильность процесса;

- критерии, характеризующие качество соединения компонентов композиции.

К первой группе относятся:

1. Критерий «неразрывности» биметаллической катанки при выходе из прокатной клети, определяющий недопустимость превышения значений продольных напряжений, возникающих в биметаллической катанке под действием сил от намоточно-протяжного устройства, величины сопротивления деформации композиции.

,, ащхн> ЬК

-<1. (2)

".чьь

где о-.ртаис - продольные напряжения, возникающие в биметаллической катанке под действием растягивающей силы; - сопротивление деформации биметаллической катанки на выходе из клети.

2. Критерий отсутствия, отслоения компонентов в биметаллической катанке, определяющий недопустимость превышения значений радиальных напряжений на границе контакта компонентов, величины сопротивления деформации медной оболочки, как наиболее мягкой компоненты композиции.

V _ поп.БК

2 --<1Г

ЪсБК

где <Уп„„ьк - поперечные напряжения, действующие на контактной поверхности компонентов в биметаллической катанке под действием растягивающей силы; - сопротивление деформации мягкого компонента (меди) в биметаллической катанке.

3. Критерий оценки состояния заготовки в МКП, характеризующий напряженное состояние и оценивающий наличие сжимающих или растягивающих напряжений.

К3=^п(Гшп), (4)

где /=\/дя - сила, действующая на заготовку в МКП.

При Л"з>0 в МКП сжатие, п р-и в МКП растяжение. При = 0 заготовка в МКП не подвергается ни сжатию, ни растяжению.

4. Критерий предотвращения разрыва заготовки в МКП, если в МКП растяжение, определяющий недопустимость превышения значений продольных напряжений, возникающих в биметаллической заготовке под действием сил от намоточно-протяжного устройства, величины сопротивления деформации композиции.

КА =

>продМКП

<1,

(5)

а5МКП

где апродмкп - продольные напряжения, возникающие в МКП под действием растягивающей силы (в случае подпора, когда, разрыв полосы не возможен); - сопротивление деформации

заготовки в МКП.

5. Критерий отсутствия отслоения компонентов в МКП, если в МКП по "з растяжение (К-$< 0). Определяет недопустимость

превышения значений радиальных напряжений на границе контакта компонентов в БСМ заготовке, величины сопротивления деформации наиболее мягкой компоненты.

К5 = апоп МКП < ^ а5СиМКП

где <упопмкп - поперечные напряжения, возникающие в МКП под действием растягивающей силы (в случае подпора, когда , отслоение компонентов в,МКП невозможно)" ч^мкп - сопротивление деформации мягкой компоненты (меди) в биметаллической заготовке в МКП.

6. Критерий потери устойчивости биметаллической заготовки в МКП, если в МКП по сжатие (^з>0)

(7)

где !/'Мои - критическая сила, приводящая к потере устойчивости биметаллической заготовки в МКП.

Предложенные критерии позволяют оценить стабильность процесса ППр, причем первый и второй критерии характеризуют условия на выходе биметаллической катанки из прокатной клети, а 4 - 6 условия в МКП для сталемедной заготовки. По третьему критерию реализуется процедура поиска алгоритма расчета.

Ко второй группе критериев относятся критерии качественного соединения компонентов биметалла для БСМ заготовки в первой и второй парах валков соответственно.

(8)

где / - номер клети или пары валков; оу( - прочность соединения, достигнутая за время - время деформации заготовки в /-ой

паре валков); стах - возможная максимальная прочность сцепления, которую можно достигнуть при завершении процесса; V частота собственных колебаний атомов; Еа - энергия активации,

Дж; Т( -температура контакта в г-ой паре валков, 0 К.

В соответствии с очередностью предложенных и обоснованных критериев, определяя все входящие в них параметры, формируется набор уравнений, представляющий собой математическую

модель стабильного процесса ППр'для получения качественной БСМ катанки

В соответствии с математической моделью разработан алгоритм решения задачи определения стабильного процесса ППр, обеспечивающего производство качественной БСМ катанки (рис 2) Алгоритм реализован в программе Microsoft Excel Программа позволяет при дискретном вводе значений исходных данных автоматически получать значения критериев с лингвистическим указанием стабильности (или нестабильности) исследуемого процесса ППр, а.также качественного (или некачественного) соединения компонентов бинарной системы

В"третьей главе произведена критериальная оценка стабильности процесса «прокатка-протяжка» и качества соединения компонентов Определены диапазоны значения основных параметров управления

На основании, проведенных аналитических исследований установлено, что доминирующим механизмом, определяющим верхнее значение диапазона изменения мощности натяжения биметаллической катанки, является ее обрыв на выходе из прокатной клети (критерий К" Верхнее значение мощности натяжения биметаллической катанки соответствует 687 Вт (рис 3) Превышение единичного значения обусловливает возможность разрыва катанки при выходе из клети Мощность натяжения биметаллической катанки, как важнейший параметр процесса ППр, не оказывает влияния на значения критериев соединения компонентов биметалла

Вторым важнейшим параметром управления процесса производства биметаллической сталемедной катанки является температура заготовки при ее входе в прокатную клеть От величины данного параметра зависит не только стабильность процесса ППр, но и качество соединения стальной и медной составляющих композиции Нижнюю границу диапазона температур (870* С) определяет необходимость достижения качественного соединения

При этом доминирующим критерием является относительная прочность сцепления, формирующаяся во второй паре валков, поскольку в процессе прокатки происходит падение температур биметаллической заготовки

.Скорость вращения прокатных валков (в первой приводной паре) оказывает существенное влияние на критерии как стабильного ведения процесса ППр, так и качество соединения элементов в биметаплической композиции Для обеспечения стабильного

процесса ППр диапазон изменения скорости вращения должен находиться между значениями 12 и 68 об/мин.

КЛОК I

dt

'cepi.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

d,

s,

и,

m

ni

Et

Л N.

БЛОК 2

«КАЛИБРЫ»

РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ, КИНЕМАТИЧЕСКИХ И ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ОВАЛЬНОГО И ' КРУГЛОГО КАЛИБРОВ _____ПРИ ППР. _

.О

JL

J*ti__Я

t

БЛОКЗ

«ТЕМПЕРАТУРА»

РАСЧЕТ ТЕМ П Р Р А ГУРЫ НА РАЗЛИЧНЫХ

СТАДИЯХ ПРОЦЕССА ППР

Ч

'1

'ш

БЛОК 4

«МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА»

РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОНЕНТОВ И СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИИ СОГЛАСНО ПРАВИЛУ АДДИТИВНОСТИ.

Ест!

Едл

л

Osant,

OsCul

БЛОК 5

«БИМЕТАЛЛИЧРСКАЯ _КАТАНКА»_

ПРОВЕРКА НЕРАЗРЫВНОСТИ И ОТСУТСТВИЯ ОТСЛОЕНИЙ КОМПОНЕНТОВ В ПК ПО /С/ И Кг

БЛОК б

«МЕЖКЛЕТЬЕВОЙ ПРОМЕЖУТОК»

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЛОСЫ В МКП ПО КРИТЕРИЮ К]

Кз>0

Кз<0

БЛОК 7

«СЦЕПЛЕНИЕ»

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ

К?р>0,7

БЛОК 6Б

«СЖАТИЕ»

УСЛОВИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЛОСЫ В МКП по _Kl_

Ki<l

БЛОК 6А

«РАСТЯЖЕНИЕ»

УСЛОВИЯ НЕРАЗРЫВНОСТИ И ОТСУТСТВИЯ ОТСЛОЕНИЙ В МКП по

СООТВЕТСТВЕННО

К4<1 | AW

t

БЛОК 8

«СГАЬИЛЫЮС'1 Ь ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВО СОЕДИНЕННА»

СТАБИЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВО СОЕДИНЕНИЯ ЗАДАННЫХ УСЛОВИЙ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ВСЕХ КРИТЕРИЕВ К,

КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ

К,<1

Кг<1

К4<1

Ks<l

Кь<1

K7fr0,7

Рис. 2. Блок схема математической модели критериальной оценки процесса ППр

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

Мощность сил натяжения Вт

Рис. 3. Влияние мощности сил натяжения переднего конца катанки на стабильность процесса ППр-1 - критерий К1;2 - критерий К2; 3 - критерий К4;

4 - критерий К5; 5 - критерий К6

При этом доминирующими критериями будут являться критерий неразрывности биметаллической катанки на выходе из прокатной клети (КО, который определяет нижнее значение параметра, а также критерий потери устойчивости биметаллической заготовки в МКП (К6), который определяет верхнее значение диапазона изменения данного параметра.

Установлено, что диапазон изменения скорости вращения валков, при котором возможно достижение требуемого уровня прочности сцепления слоев композиции, определяет критерий К72, характеризующий формирование адгезионных свойств биметалла во второй (не приводной) паре валков. По указанному критерию формируется диапазон возможных скоростей вращения приводной пары валков, ограничивая минимальное и максимальное значение интервала, равные соответственно 17 и 53 об/мин.

Произведена корректировка полученных данных при значениях параметров управления процессом, находящихся на границах диапазонов стабильности процесса ППр и качественного соединения элементов биметаллической композиции. Получены рациональные значения границ диапазона возможного изменения начальной температуры заготовки составляющие 870-900° С, мощности 250-350 Вт и скорости вращения валков до 25-35 об/мин (что соответствует скорости прокатки 12-18 м/мин)

В четвертой главе представлены экспериментальные исследования влияния режимов подготовки контактных поверхностей, деформаций и нагрева на параметры состояния композиции сталь-медь.

На основании проведенных исследований установлено, что наиболее интенсивный рост прочности соединения меди со сталью наблюдается в диапазоне температур прокатки 650-750° С, а максимальные значения достигаются при 850-900° С. Причем наиболее существенное влияние на прочность оказывают параметры деформации и энергетическое состояние поверхности стального сердечника. Увеличение степени деформации с 21 до 28% приводит к росту прочности на 50-70 МПа, а относительного поверхностного потенциала сердечника, определяемого режимом предварительной обработки, с 0,3 до 0,6 - на 30 МПа.

Влияние скорости деформации на прочность соединения и неравномерность послойной деформации носит экстремальный характер. Максимальная прочность и минимальная неравномерность наблюдаются в диапазоне скоростей деформации 2,5-3,0 с"1, что соответствует скорости прокатки для данных условий 15-18 м/мин и хорошо согласуется с диапазоном скоростей стабильного процесса ППр, полученным в результате аналитических исследований.

Экспериментальные исследования электролитно-плазмен-ных процессов предварительной обработки поверхности (ЭПО) и скоростного нагрева (ЭПН), показали их высокую эффективность при применении в процессах производства сталемедных изделий.

При ЭПО стального сердечника, как наиболее трудно деформируемого и активируемого компонента сталемедной композиции, возможно формирование приповерхностных слоев с неравновесной структурой и развитого рельефа поверхности, что позволяет получить прочное соединение между компонентами.

Полученные экспериментальные данные позволили установить значения скоростей нагрева при .ЭПН, достигающих 120 град/сек, и рассчитать коэффициенты теплоотдачи и максимальную температуру плазменного слоя, а также установить их связь с электрическими параметрами процесса ЭПН. На основе этих данных разработан режим ЭПН сталемедной заготовки, позволяющий при температурах плазменного слоя значительно превышающих температуру плавления медной оболочки проводить скоростной поточный нагрев без опасности ее оплавления и перегрева сталемедной заготовки. Для определения параметров ЭПН при задан-

ных температурно-скоростных условиях процесса ППр построена номограмма (рис. 4).

733 775 SCO К5 ЭЗЗ 875 900 2£ S5D 975 1000 1Ш5 1ЭЯ) 1075 1100 Температура нэгревз перед прокзтюй, С

Рис. 4. Номограмма выбора рациональных режимов нагрева заготовки при заданных скоростях и температуре прокатки

В пятой главе представлены конкретные технические и технологические решения, позволившие разработать промышленную линию для производства сталемедной катанки.

Схема, новой технологии заключается в особенности реализации следующих операций:

- одновременная подача стального сердечника и медной ленты, с заранее сформированными рельефом шероховатости и энергетическим состоянием поверхности стального сердечника;

- модификация.поверхности стального сердечника электро-литно-плазменным упрочнением в режиме импульсного тока, после предварительной очистки в режиме постоянного тока;

- однокомпонентная деформация медной оболочки сталемедной заготовки на 20-25%;

- высокоскоростной поточный нагрев с промежуточными выдержками в течение 1-2 с в пароводяной среде;

- двухстадийная деформация слоистой композиционной заготовки в предчистовом калибре осуществляется в режиме прокатки, а в чистовом - в режиме протяжки.

Процесс изготовления биметаллической сталемедной катанки методом твердофазного соединения компонентов осуществляется на технологической линии, состоящей из формовочного и прокатного станов. Технологический процесс производства и новая конструкция линии защищены патентами РФ.

Технические характеристики формовочного и прокатного станов приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Техническая характеристика формовочного стана ФСБ-8

Наименование параметра Значение

Диаметр сталемедной заготовки, мм 8,0

Максимальная масса бунта заготовки, кг 1200

Максимальная скорость сварки заготовки, м/мин 15

Занимаемая площадь (без электрической части), м 3x12

Потребляемая мощность, кВт/час 120'

Расход воды, л/мин 3

Расход аргона, л/мин 12

Расход электролита, л/мин 30

Расход воздуха, л/мин до 300

Максимальная производительность, кг/час 360

Таблица 2

Техническая характеристика прокатного стана ПСБ-7

Наименование параметра Значение

Максимальная производительность, кг/час 360

Диаметр катанки, мм 7,0

Смотка катанки на катушку

Максимальная масса катанки на катушке, кг 1200

Максимальная скорость прокатки, м/мин 20

Потребляемая мощность, кВт/час 160

Расход электролита, л/мин 25

Расход воздуха, л/мин до 300

Общая схема технологического процесса и состав оборудования комплексной линии представлены на рис. 5.

Рис. 5. Общая схема технологического процесса производства сталемедной катанки

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа процессов производства биметаллической сталемедной катанки предложена и обоснована схема деформации слоистой композиции «прокатка-протяжка». Реализация такой схемы дает возможность не только исключить потерю устойчивости, но и управлять величиной усилия в межклетьевом промежутке изменением мощности намоточно-протяжного устройства в определенном интервале, добиваясь получения требуемого уровня сцепления компонентов БСМ катанки.

2. Для обеспечения возможности стабилизации и управления комплексом агрегатов (двумя парами валков и намоточно-протяжным устройством), связанных в единую систему деформи-

руемой заготовкой, предложены и обоснованы критериальные условия, обеспечивающие стабильность ведения процесса ППр и качественное соединение компонентов биметалла.

3. Разработана математическая модель стабильного процесса ППр для получения качественной БСМ катанки, представляющий собой комплекс уравнений, позволяющих определять входящие в критерии параметры состояния биметаллической заготовки и катанки на стадиях процесса ППр. В соответствии с математической моделью разработан алгоритм решения задачи, реализованный в программе Microsoft Excel. Программа позволяет при дискретном вводе значений исходных данных автоматически получать значения критериев с лингвистическим указанием стабильности (или нестабильности) исследуемого процесса, а также качественного (или некачественного) соединения компонентов бинарной системы.

4. Разработанные критерии стабильности процесса прокатки - протяжки при производстве биметаллической сталемедной катанки, а также математическая модель данного процесса, позволили получить рациональные значения границ диапазона возможного изменения начальной температуры БСМ заготовки составляющие 870-900° С, мощности протяжки 250-350 Вт и скорости вращения валков до 25-35 об/мин, что соответствует скорости прокатки 12-18 м/мин.

5. На основании экспериментальных исследований получены новые результаты влияния энергетического состояния поверхности стального сердечника при электролитно-плазменной обработке и температурно-скоростных параметров прокатки на прочность соединения стали с медью при совместной деформации в калибрах. Разработан ступенчатый режим электролитно-плазменного высокоскоростного нагрева слоистой заготовки с легкоплавкой оболочкой в потоке, позволяющий достигать требуемых температур для прочного соединения компонентов биметалла и стабильного ведения процесса ППр.

6. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработан-технологический процесс производства биметаллической сталемедной катанки методом твердофазного соединения компонентов при совместной пластической деформации в калибрах путем реализации процесса про катки-протяжки с'возло-жением протяжной функции на намоточно-протяжное устройство.

7. Создана и внедрена в производство в условиях ЗАО «Профит» технологическая линия в составе формовочного и про-

катного станов для промышленного производства высококачественной сталемедной катанки с массовым содержанием меди 25% и 33%. На базе данной линии в условиях завода металлоизделий ЗАО «Профит» организовано промышленное производство сталемедной проволоки широкого сортамента и сталемедных неизолированных проводов.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах

1. Стеблянко В.Л., Бухиник Г.В., Ситников И.В. и др. Новая технология производства биметаллов соединением компонентов при прокатке в калибрах // Материалы Всесоюзн. науч.-техн.. конф.: Челябинск, 1989.

2. Стеблянко В.Л., Ситников И.В., Щербо Ю.А. и др. Разработка и освоение опытно-промышленной линии производства сталемедной заготовки // Новые технологии получения слоистых материалов и композиционных покрытий: Материалы Междунар. на-уч.-техн. конф. -Сочи, 1992. -С. 11.

3. А.С.№ 1780251, СССР, МКИ6 В 21 С 23/22. Способ изготовления биметаллической проволоки / Солдатенко А.Ф., Ситников И.В. Опубл. в Б.И. № 18, 1992.

4. Стеблянко В.Л., Ситников И.В.. Использование высокочастотного дугового разряда атмосферного давления для очистки и активации металлических поверхностей // Плазмотехнология: Сб. науч. тр. - Киев, 1990.- С. 81-85.

5. Стеблянко В.Л., Ситников И.В., Люльчак В.И.. Непрерывный контроль состояния поверхности металлов в процессах плакирования и нанесения покрытий // Неразрушающие физические методы контроля: Материалы 12 Всесоюзной науч.-техн. конф. -Свердловск, 1990. -С. 9-10.

6. Стеблянко В.Л., Ситников И.В.. Очистка и активация поверхности металлов перед плакированием и нанесением покрытий // «Черметинформация»: Обзорная информация -М., 1991.-22с.

7. Пат. 2008109 РФ, МКИб, В 21 С 23/22. Способ изготовления биметаллической проволоки / Стеблянко В.Л., Бухиник Г.В., Ситников И.В., Веремеенко В.В., Трахтенгерц В.Л., Люльчак В.И. Опубл. 28.02.94. БИ. № 4.

8. А.С. № 1747213, СССР, МКИ6 й 08 й 7/04. Способ очистки металлических поверхностей. В.Л. Стеблянко, И.В. Ситников, В.И. Люльчак. - Опубл. в Б.И. № 26, 1992.

9. Стеблянко В.Л., Ситников И.В.. К вопросу очистки поверхности компонентов в поточной технологической линии производства сталемедной биметаллической проволоки // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр.. - МГМИ, 1991. -С. 41-46. .

10. Рябков В.М., Стеблянко В.Л, Ситников И.В.. Влияние электроразрядной обработки на состояние поверхности металлов и закономерности их совместной деформации при сварке давлением // Новые технологии получения слоистых материалов и композиционных покрытий: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. -Сочи, 1992.-С. 12.

11. Ситников И.В. Температурно-скоростные условия получения сталемедной заготовки при прокатке с многосторонним обжатием // Сб. науч.-техн. тр. Магнитогорск: МГМИ., 1993.

12. Пат. № 2056960, РФ, МКИ6 В 23 К 20/00. Способ изготовления слоистых изделий / Ситников И.В. Опубл. в Б.И. № 24, 1994.

13. Патент № 2122908, РФ, МКИ6 В 23 К. Способ изготовления биметаллической проволоки / Ситников И.В., Щербо Ю А., Андреев А.В. Опубл. в Б.И № 34,1998.

14. Патент № 2135364, РФ, МКИ6 В 32 В 31/12. Способ изготовления слоистых металлических материалов / Ситников И.В., Щербо Ю.А. Опубл. в Б.И. № 24, 1999.

15. Патент № 2158641, РФ, МКИ6 В 21 С 1/00. Способ производства профильных композиционных изделий / Рашников С.Ф., Ситников И.В., Щербо Ю.А., Циулин СВ. Опубл. в Б.И. № 31, 2000.

16. Патент № 2158665, РФ, МКИ6 В 23 К 9/22. Линия для производства слоистых металлических изделий / Щербо Ю.А., Ситников И.В., Рашников С.Ф., Опубл. в Б.И. №31, 2000.

17. Ситников И.В., Щербо Ю.А Современная промышленная линия производства сталемедной биметаллической катанки // Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2002.-С. 58-65.

18. Ситников И.В., Чукин М.В., Анцупов А.В. Обоснование схемы совместной пластической деформации биметаллической сталемедной заготовки // Обработка сплошных,и слоистых материалов: Сб. науч. тр. -Магнитогорск, 2003. -С. 97-100.

19. Ситников И.В., Чукин М.В., Анцупов А.В. Блок-схема математической модели стабильного процесса прокатки-протяжки для получения качественной биметаллической сталемедной заго-. товки // Обработка сплошных и слоистых материалов: Сб,.науч. тр.. Магнитогорск, 2003 С. 92-97.

Подписано в печать 2.02.04. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1. Плоская печать. Усл.печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 70.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок МГТУ

Li -31 39

Список принятых сокращений и обозначений.

Введение.

Глава 1. Актуальность разработки технологии и оборудования для промышленного производства сталемедной катанки и проволоки.

1.1. Современное состояние производства сталемедной проволоки.

1.2. Основы разработки технологий твердофазного соединения металлов при совместной деформации.

1.3. Анализ эффективности процессов деформации при твердофазном соединении металлов.

1.4. Анализ эффективности и технологичности процессов обработки поверхности и нагрева металлов.

Выводы по главе и постановка задач исследований.

Глава 2. Математическая постановка задачи критериальной оценки стабильности процесса «прокатка-протяжка» (ППр) при получении сталемедной катанки.

2.1. Обоснование схемы деформации сталемедной заготовки.

2.2. Выбор и обоснование критериев получения качественной сталемедной катанки в процессе ППр.

2.2.1. Критерии стабильности процесса ППр.

2.2.2. Критерии качества соединения компонентов композиции.

2.3. Разработка математической модели критериальной оценки процесса ППр сталемедной катанки.

2.3.1. Модель критериальной оценки.

2.3.2. Расчет изменения температуры сталемедной композиции на различных стадиях процесса ППр.

2.3.3. Расчет изменения механических характеристик компонентов на различных стадиях процесса ППр и определение свойств композиции.

2.4. Алгоритм критериальной оценки процесса ППр.

Выводы по главе.

Глава 3. Определение параметров стабильности процесса ППр на основе модели критериальной оценки.

3.1. Определение диапазона значений мощности натяжения сталемедной катанки.

3.2. Определение диапазона температур деформации сталемедной заготовки.

3.3. Определение скоростного режима деформации сталемедной заготовки.

3.4. Критериальная оценка стабильности процесса ППр и качества соединения элементов композиции при граничных значениях диапазонов исследуемых параметров управления.

Выводы по главе.

Глава 4. Экспериментальные исследования влияния режимов деформации, подготовки поверхности и нагрева на параметры состояния сталемедной композиции.

4.1. Исследования влияния температурно-скоростных условий деформации и энергетического состояния поверхности стального сердечника на соединение меди со сталью при прокатке в калибрах.

4.2. Экспериментальные исследования процесса электролитно-плазменной обработки поверхности стального сердечника.

4.3. Экспериментальное исследование особенностей электролитноплазменного нагрева сталемедной заготовки.

Выводы по главе.

Глава 5. Разработка технологической схемы и оборудования промышленной линии для производства сталемедной катанки.

5.1. Разработка общей технологической схемы производства сталемедной катанки.

5.2. Разработка оборудования формовочного стана для производства сталемедной заготовки.

5.2.1. Выбор схемы калибровки и расчет формующего блока медной оболочки.

5.2.2. Выбор оборудования сварки продольного шва и предварительной деформации медной оболочки.

5.2.3. Разработка конструкции агрегата электролитно-плазменной очистки сердечника.

5.3. Разработка оборудования прокатного стана для получения сталемедной катанки.

5.3.1. Разработка конструкции и выбор привода прокатного блока и намоточно-протяжного устройства, расчет мощности электродвигателей.

5.3.2. Разработка конструкции агрегата электролитно-плазменного нагрева.

5.3.3. Общая характеристика комплексной промышленной линии.

5.4. Внедрение технологии получения сталемедной катанки на основе процесса ППр и организация производства сталемедной продукции на ЗМИ ЗАО «Профит».

На современном этапе развития науки и техники слоистые металлы находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности, в частности, на железных дорогах, городском электротранспорте, в электротехнике и электронике, благодаря тому, что слоистая композиция сочетает в себе высокие электропроводные и прочностные свойства. Слоистые проводники имеют, как правило, меньшую массу и более высокую коррозионную стойкость при минимальном расходе дорогостоящих цветных металлов. Так, сталемедная проволока с массовым содержанием меди от 20 до 70% используется в качестве проводниковых и силовых элементов подвески контактной сети электрифицированных железных дорог, телефонных проводов, специальных микрокабелей, авиа и сейсмографических кабелей, выводов радиодеталей и компонентов электронной техники.

Вместе с тем, к слоистым проводниковым металлам, в частности, к широко используемой сталемедной биметаллической проволоке, предъявляются все более жесткие требования по качеству, особенно при применении в изделиях, предназначенных для оборонной промышленности и авиации. Поэтому разработка более совершенных технологических процессов производства биметаллической сталемедной продукции является весьма важной и актуальной задачей для всей экономики Российской Федерации.

Основными показателями качества, определяющими эксплуатационные свойства сталемедных проводников, являются:

1. Прочное сцепление медной оболочки со стальным сердечником, обеспечивающее совместную деформацию компонентов без разрывов медного слоя при действии на проводник знакопеременных изгибающих и растягивающих напряжений в процессе эксплуатации.

2. Минимальная разнотолщинность медной оболочки по периметру и длине проводника, обеспечивающая стабильность электропроводных свойств.

3. Плотная и равномерная структура медной оболочки, обеспечивающая высокую коррозионную стойкость проводника в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Обеспечение высокого уровня приведенных выше показателей качества сталемедных проводников, особенно тонких (диаметром от 1 мм и ниже) размеров, определяется, в основном, способом, технологической схемой и конструкцией оборудования для получения сталемедной заготовки (катанки), которая в последующем будет перерабатываться в проволоку на станах сухого и мокрого волочения.

Целью диссертационной работы является разработка технологии и оборудования промышленной линии для производства сталемедной катанки с высоким уровнем прочности соединения компонентов композиции и минимальной разнотолщинностью оболочки.

Сформулированная цель определяет необходимость постановки и решения следующих задач:

- обоснование эффективности схемы деформации сталемедной композиции и математическая постановка задачи критериальной оценки стабильности данного процесса для получения качественной сталемедной катанки;

- аналитическая оценка стабильности процесса и установление допустимых диапазонов значений основных параметров управления процессом, определяющих достижение требуемого уровня качественных показателей сталемедной катанки;

- экспериментальные исследования влияния температурно-скорос-тных условий деформации, режимов нагрева сталемедной заготовки и подготовки контактных поверхностей компонентов на качественные характеристики сталемедной катанки;

- разработка технологии и оборудования промышленной линии для производства качественной сталемедной катанки.

Решение поставленных задач позволит организовать промышленный выпуск сталемедной проволоки и сталемедных изделий различных марок и сортамента.

Выводы по главе

1. На основании проведенных экспериментальных исследований влияния температурно-скоростных условий прокатки сталемедной заготовки установлено, что наиболее интенсивный рост прочности соединения меди со сталью наблюдается в диапазоне температур прокатки 650-750° С, а максимальные значения достигаются при температуре прокатки 850-900° С.

2. Существенное влияние на прочность соединения оказывает степень деформации сталемедной заготовки и средняя по очагу скорость деформации. Увеличение степени деформации сталемедной заготовки с 21 до 28% приводит к росту прочности соединения на 50-70 МПа. Влияние скорости деформации носит экстремальный характер. Максимальная прочность соединения и минимальная неравномерность деформации компонентов наблюдается в диапазоне скоростей деформации 2,5-3,0 с"1, что соответствует скорости прокатки 15-18 м/мин и хорошо согласуется с результатами аналитических исследований.

3. На основании проведенных экспериментов определено влияние элек-тролитно-плазменной обработки (ЭПО) на структуру приповерхностных слоев и параметры шероховатости поверхности, установлена область значений напряжения ЭПО для эффективной очистки поверхности стального сердечника. В результате ЭПО в приповерхностных слоях формируется мелкозернистая неравновесная структура, а на поверхности - развитый микрорельеф, характеризующийся значительной опорной площадью.

4. Изменение энергетического состояния поверхности стального сердечника, оцениваемого по величине поверхностного потенциала, значительно влияет как на прочность соединения, так и на неравномерность деформации компонентов. Увеличение относительного значения поверхностного потенциала за счет предварительной электролитно-плазменной обработки с 0,3 до 0,6, приводит при прочих равных условиях деформации к увеличению прочности соединения компонентов на 30 МПа и способствует выравниванию послойных деформаций сталемедной композиции.

5. На основании проведенных экспериментальных исследований и аналитических расчетов определены значения коэффициента теплоотдачи и температуры плазменного слоя при электролитно-плазменном нагреве слоистой заготовки, которые достигают 1600 Вт/м -град и 2800° С, соответственно, обоснована эффективность применения электролитно-плазменного нагрева сталемедной заготовки в промышленной технологии получения качественной катанки. Во избежание оплавления медной оболочки, обусловленного значительным градиентом температур по сечению (до 250° С), разработан режим ступенчатого нагрева с промежуточными выдержками в среде низкой теплопроводностью в течение 1-2 с. Построена номограмма для определения параметров электролит-но-плазменного нагрева при заданных температурно-скоростных условиях процесса ППр сталемедной заготовки.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЕМЕДНОЙ КАТАНКИ

Проведенный критериальный анализ процесса ППр, а также выполненные аналитические и экспериментальные исследования, в ходе которых были установлены значения параметров управления, обеспечивающих стабильность процесса производства биметаллической сталемедной катанки с прочным соединением элементов композиции, позволили разработать технологический процесс производства данного вида продукции и реализовать этот процесс на специально спроектированной и изготовленной промышленной линии.

В настоящем разделе диссертационной работы представлены особенности технологического процесса получения сталемедной катанки, конструкция линии для реализации этого процесса и результаты промышленной эксплуатации оборудования.

5.1. Разработка общей технологической схемы производства сталемедной катанки

На базе научных и опытно-конструкторских разработок, проводившихся в Магнитогорском горно-металлургическом институте в 1983-1993 годах с участием автора [17,19,91,93], в 1999 году на предприятии ЗАО «Профит» (г. Магнитогорск) была разработана и пущена в эксплуатацию линия по производству сталемедной катанки. В 2002 году с целью повышения качества сталемедной продукции и стабильности производства биметаллической катанки, основываясь на представленных в настоящей диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследованиях, линия реконструировалась. В основу реконструкции положена реализация процесса ППр с возложением функции протяжки на намоточное устройство. Технологические возможности этой линии позволяют получать сталемедную катанку с массовым содержанием меди от 20 до 70%, используемую в качестве заготовки при производстве проволоки марок БСМГ, БСМО, БСМ1, БСМ2, ПБВ, ПБР и неизолированных проводов марок ПБСМ и ПБСМД.

Технологический процесс производства и новая конструкция линии защищены патентами РФ [100-102].

Схема новой технологии заключается в особенности реализации следующих операций:

• одновременная подача стального сердечника и медной ленты, с заранее сформированными рельефом шероховатости и энергетическим состоянием поверхности;

• модификация поверхности стального сердечника электролитно-плазменным упрочнением в режиме импульсного тока, после предварительной очистки в режиме постоянного тока;

• однокомпонентная деформация медной оболочки сталемедной заготовки на 20-25%;

• высокоскоростной поточный нагрев с промежуточными выдержками в течение 1-2 с в пароводяной среде;

• двухстадийная совместная деформация слоистой заготовки в режиме «прокатка-протяжка», когда деформация слоистой композиционной заготовки в предчистовом калибре осуществляется в режиме прокатки, а в чистовом -в режиме протяжки.

Процесс изготовления биметаллической сталемедной катанки методом твердофазного соединения компонентов осуществляется на технологической линии, состоящей из формовочного и прокатного станов. Общая схема технологического процесса и состав оборудования комплексной линии представлены на рис. 5.1.

Формовочный стан ФСБ N

Рис. 5.1. Общая схема технологического процесса производства сталемедной катанки

Согласно приведенному рисунку, технологическая схема реализуется следующим образом: стальной сердечник в виде проволоки подвергают поверхностной обработке в агрегате ЭПО для удаления с поверхности оксидов, окалины, смазок и активации, после чего сердечник подают в блок формовки оболочки, где при подаче плакирующего слоя в виде ленты из устройства подготовки происходит формирование биметаллической заготовки путем оборачивания стального сердечника медной лентой с заваркой продольного шва на плакирующей оболочке. Затем биметаллическая заготовка нагревается в проходном агрегате ЭПН и деформируется прокаткой в калиброванных валках, имеющих регулируемый привод. Полученный предчистовой профиль протягивается через валковый калибр с получением биметаллической катанки. Усилие и скорость протяжки задаются приводом намоточно-протяжного устройства (НПУ).

При разработке технологического процесса производства сталемедной катанки на основе процесса ППр, обеспечивающего стабильность производства и высокое качество соединения слоев композиции, использовались ранее разработанные с участием автора и хорошо зарекомендовавшие себя технологии изготовления слоистых металлических материалов и процессы поверхностной обработки металлов, изложенные в работах [94-99].

Далее в работе рассматриваются более подробно основные технологические этапы производства биметаллической сталемедной катанки и оборудование для реализации технологического процесса.

5.2. Разработка оборудования формовочного стана для производства сталемедной заготовки

5.2.1. Выбор схемы калибровки и расчет формующего блока медной оболочки

Для обеспечения необходимой величины электрического сопротивления, массовая доля меди в катанке для получения проволоки марки БСМ1 должна составлять не менее 33%, а в проволоке марок ПБВГ, ПБВМ и ПБР — не менее 25%. При формовке оболочки ширина формуемой ленты, рассчитывалась по формуле, приведенной в работе [84]:

5.1) где D - диаметр сформованной оболочки, мм; S - толщина оболочки, мм; S -обжатие в последней формующей клети (принимается 0,6-0,8%); ЛТсв - коэффициент, учитывающий потери металла в зоне сварки (при сварке неплавя-щимся электродом равен 1,0).

С использованием уравнения (5.1) была определена ширина медной ленты, составляющая 31,4 мм, при толщине:

- для катанки БСМ1 - 0,9 мм;

- для катанки ПБВГ, ПБВМ, ПБР - 0,65 мм;

- первоначальный диаметр формируемой оболочки составляет 10 мм.

При расчетах диаметр оболочки выбрался исходя из практики производства тонкостенных труб из цветных металлов [83]. Поскольку при плотной формовке сердечник оказывает негативное влияние на стабильность процесса сварки и качество сварного шва, была принята схема со свободным формованием ленты, с установлением радиального зазора между лентой и сердечником не менее 0,5 мм. При этом, для сохранения заданного содержания меди в биметаллической заготовке, толщина медной ленты должна быть не менее 0,65 мм для заготовки под проволоку БСМ1 и не менее 0,5 мм для заготовку под проволоку ПБВГ, ПБВМ и ПБР при ширине ленты для всех марок - 31,0 мм. Соотношение диаметра оболочки к толщине ленты (D/ Bs) при этом составляет 15,4-20.

Калибровка валков формующего блока должна обеспечивать, в первую очередь, устойчивость медной ленты в валках при минимальном удлинении ее кромок.

Все разнообразие калибровок формовочных станов сводится к различным комбинациям из трех основных типов [84]:

1. Профили валков калибровки выполнены одним, постепенно уменьшающимся радиусом. Преимуществом калибровки этого типа является возможность формования в клетях с открытыми калибрами трубных оболочек различных диаметров. Существенным недостатком этого типа калибровки является неустойчивость ленты и в меньшей степени повышенное удлинение кромок.

2. Профили валков калибровки построены двумя радиусами, причем радиус центральных участков больше радиуса периферийных (обычно равных радиусу готовой оболочки). Преимуществом калибровки этого типа является высокая устойчивость ленты в калибрах при формовании оболочек с трудными в технологическом отношении размерами (малое отношение толщины ленты к диаметру готовой оболочки). Однако, при применении этой калибровки сортамент стана ограничен.

3. Профили валков калибровки также построены двумя радиусами, но радиусы центрального участка (обычно равные радиусу готовой трубной оболочки), меньше радиусов периферийных участков. Частным случаем этого типа калибровки является выполнение периферийных участков с радиусом, стремящимся к бесконечности (прямолинейными). Преимуществом такой калибровки является возможность уменьшения числа формующих клетей.

На основании выполненных расчетов размеров медной ленты и с учетом значения D / Bs и оценки систем калибровок, при разработке профиля валков формующего блока была принята схема калибровки второго типа (1-4 клети), с добавлением элементов калибровки третьего типа (5 и 6 клети), а также редуцированием медной оболочки до плотной осадки на стальной сердечник после сварки продольного стыка ленты [101]. Схема калибровки приведена на рис. 5.2.

Важной задачей операции формовки медной оболочки является расчет формующих валков.

Исходным параметром для расчета, согласно [83], является длина непрерывного формования L , которая зависит от относительного упругого удлинения кромок ленты.

Величина относительного упругого удлинения £ кромок ленты определяется в соответствии с законом Гука и зависит от предела текучести сгг материала ленты.

Для ленты из меди марки Ml в мягком состоянии <тг = 60 МПа. С учетом предварительно рассчитанного значения С, и выбранного диаметра формуемой оболочки (D =31,0 мм) было получено значение = 727 мм.

В практике производства тонкостенных труб [83] длину формования принимают равной (1,2-1,3) L , что для рассматриваемого случая составляет 873945 мм. Исходя из практической длины формования и выбранной схемы калибровки формующих валков, определен формующий диаметр валков равный 91,0 мм, а межцентровое расстояние - 180 мм.

Процесс формовки по выбранной схеме можно рассматривать как пластический изгиб криволинейного бруса бесконечной длины, деформация которого начинается в момент соприкосновения с валками и заканчивается на выходе из калибра. Достаточно полно факторы взаимодействия формуемой заготовки с валками отражает методика расчета, приведенная в [83].

IV кпеть

Рис. 5.2. Схема формовки медной оболочки

Действующие усилия на валки при формовке выражаются следующей формулой: где от и ои - предел текучести медной полосы и действующее напряжение на ее наружной поверхности, соответственно; S - толщина формуемой полосы (0,50-0,65 мм); R - катающий радиус формующих валков (45,5 мм); г - радиус подгиба кромок ленты (5,5 мм).

С учетом значения сгн, рассчитанного по методике [83], значений параметров формуемой ленты и размеров формующих валков, среднее усилие формовки Р = 880 Н. Рассчитанная по формуле А.И. Целикова для двухопорного рабочего валка [86] средняя величина прогиба бочки формующего валка составляет 3,6x10"4 мм, что значительно меньше допуска ленты по толщине, составляющего 3,0x10"2 мм.

Формующий механизм монтируется на съемной плите. Агрегат снабжается комплектами формующих устройств для лент различных размеров. Так как процесс формовки протекает со сравнительно небольшой скоростью (до 15 м/мин), в состав стана входит тяговое устройство и формующий механизм выполняется неприводным.

Опробование данной конструкции формующего блока показало высокую устойчивость ленты в процессе формовки медной оболочки. Выбранная схема калибровки формующих валков позволила получать медную оболочку из ленты толщиной от 0,4 до 0,8 мм без перестройки и дополнительной регулировки валков. Внешний вид формующего блока показан на рис. 5.3.

5.2)

Рис. 5.3. Формующий блок стана ФСБ-8

5.2.2. Выбор оборудования сварки продольного шва и предварительной деформации медной оболочки

Накопленный производственный опыт показывает [83], что эффективным процессом сварки медных лент толщиной 0,5-1,0 мм является дуговая сварка в среде защитных газов.

Достоинствами способа дуговой сварки оболочек в защитном газе являются следующие факторы: сварной шов достаточно прочен; благодаря защите расплавленного металла от окисления инертной средой качество шва получается высоким; негерметичные места в оболочке в основном образуются за счет дефектов самой ленты, а не сварного шва; ввиду ограниченного объема нагреваемого металла теплота легко рассеивается в оболочке и поэтому сердечник не подвергается большим тепловым воздействиям.

Для получения качественных швов при сварке тонколистовых материалов необходимо обеспечить стабильность горения дуги, постоянство параметров режима и условий теплоотвода, исключить окисление и наводораживание шва.

В составе формовочного стана использовалась сварочная головка АСГВ^ производства ОАО «Электромеханика» (г. Ржев), которая предназначена для автоматической аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом продольных швов из цветных металлов. Головка имеет системы автоматического слежения за свариваемым стыком и поддержания заданной величины дугового промежутка. Ее характеристики приведены в табл. 5.1.

Сварочная горелка расположена на плите формовочного блока над опорно-сварочными роликами, ее положение легко регулируется. Горелка содержит держатель с электродом, устройство для регулирования их положения, водяной охладитель держателя и токоподводящего провода, каналы и сопло подачи аргона.

Сварочные электроды вольфрамо-ториевые. Расход аргона составляет 2-3 л/мин. Защитный газ направляется в зону сварки соплом. Атмосфера защитного газа охватывает не только область сварочной дуги, но и участок расплавленного металла (для предотвращения его окисления в тот короткий период, когда он еще имеет высокую температуру).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате решения поставленных в диссертационной работе задач по разработке технологии и промышленной линии для производства биметаллической сталемедной катанки на основе критериальной оценки стабильности процесса «прокатка-протяжка» и качества соединения элементов композиции можно сделать следующие выводы.

1. На основании анализа процессов производства биметаллической сталемедной катанки предложена и обоснована схема деформации слоистой композиции «прокатка-протяжка». Реализация такой схемы дает возможность не только исключить потерю устойчивости, но и управлять величиной усилия в межклетьевом промежутке изменением мощности намоточно-протяжного устройства в определенном интервале, добиваясь получения требуемого уровня сцеплеиия компонентов БСМ катанки.

2. Для обеспечения возможности стабилизации и управления комплексом агрегатов (двумя парами валков и намоточно-протяжным устройством), связанных в единую систему деформируемой заготовкой, предложены и обоснованы критериальные условия, обеспечивающие стабильность ведения процесса ППр и качественное соединение компонентов биметалла.

3. Разработана математическая модель стабильного процесса ППр для получения качественной БСМ катанки, представляющий собой комплекс уравнений, позволяющих определять входящие в критерии параметры состояния биметаллической заготовки и катанки на стадиях процесса ППр. В соответствии с математической моделью разработан алгоритм решения задачи, реализованный в программе Microsoft Excel. Программа позволяет при дискретном вводе значений исходных данных автоматически получать значения критериев с лингвистическим указанием стабильности (или нестабильности) исследуемого процесса, а также качественного (или некачественного) соединения компонентов бинарной системы.

4. Разработанные критерии стабильности процесса прокатки-протяжки при производстве биметаллической сталемедной катанки, а также математическая модель данного процесса позволили получить рациональные значения границ диапазона возможного изменения начальной температуры БСМ заготовки, составляющие 870-900° С, мощности протяжки - 250-350 Вт и скорости вращения валков до 25-35 об/мин (что соответствует скорости прокатки 12-18 м/мин).

5. На основании экспериментальных исследований получены новые результаты влияния энергетического состояния поверхности стального сердечника при электролитно-плазменной обработке и температурно-скоростных параметров прокатки на прочность соединения стали с медью при совместной деформации в калибрах. Разработан ступенчатый режим электролитно-плазменного высокоскоростного нагрева слоистой заготовки с легкоплавкой оболочкой в потоке, позволяющий достигать требуемых температур для прочного соединения компонентов биметалла и стабильного ведения процесса ППр.

6. На основании теоретических и экспериментальных исследований усовершенствован технологический процесс производства биметаллической сталемедной катанки методом твердофазного соединения компонентов при совместной пластической деформации в калибрах путем реализации процесса прокатки-протяжки с возложением протяжной функции на намо-точно-протяжное устройство.

7. Создана и внедрена в производство в условиях ЗАО «Профит» технологическая линия в составе формовочного и прокатного станов для промышленного производства высококачественной сталемедной катанки с массовым содержанием меди 25 и 33%. На базе данной линии в условиях ЗМИ ЗАО «Профит» организовано промышленное производство сталемедной проволоки широкого сортамента и сталемедных неизолированных проводов.

1. Новые материалы для электроники / Под ред. Д.И. Лайнера. М.: Металлургия, 1967. - 268 с.

2. Тарнавский А.Л., Бурылев В.В., Щуровский Б.В. Биметаллическая проволока. -М.: Металлургиздат,1963. 124 с.

3. Маковский В.А., Ейльман Л.С. Биметаллические прутки. М.: Металлургия, 1981. 179 с.

4. Башнин Ю.А., Улановский Ф.Б., Перепелица И.В. Термобиметаллы: композиции, обработка, свойства. М.: Машиностроение, 1986.- 136 с.

5. Максимова Г.К., Костогрызов И.Д. Нанесение толстых медных покрытий гальваническим способом // Теория и практика процессов обработки композиционных и сплошных материалов: Межвузовский сборник.-Магнитогорск, 1990.-С. 58-67.

6. А.С. № 587848 СССР, МКИ6 В 21 С 23/22, 1978.

7. Campo Richard A. Innovative approaches in composite wire design. «Wire J. Int.», 1983, 16, №3. C. 68-80.

8. Заявка № 58-17717, Япония, МКИ6 В 23 К 9/22. Линия для изготовления проволоки, покрытой медью.

9. Заявка № 59-147788, Япония, МКИ6 В 23 К 20/00. Способ изготовления композиционной проволоки с толстым покрытием.

10. Заявка № 63-137591, Япония, МКИ6 В 23 К 20/00. Линия для производства биметаллических прутков.

11. Заявка № 61-220378, Япония, МКИ6 В 23 К 9/22. Линия для производства биметаллических изделий.

12. Пат. № 5087300, США, МКИ6 В 32 В 31/20. Метод изготовления электропроводного троллейного медного провода со стальной сердцевиной. Опубл. в 1992.

13. Пат. № 4331283, США, МКИ6 В 23 К 20/04. Способ получения биметаллических прутков.

14. Ziemek Gerhard. Contrinuous process for manufacture of copperclad wires. «Metallurgies 1976, 16, № 2, P. 125-129

15. A.C. № 1759497 СССР, МКИ6, В 21 С 23/22. Способ получения платинитовой проволоки / Пагиев С.С., Дзуцов К.Г., Дудаев А.К. Опубл. в Б.И. №33, 1992.

16. Стеблянко В.Л., Бухиник Г.В., Ситников И.В. и др. Новая технология производства биметаллов соединением компонентов при прокатке в калибрах//Материалы Всесоюзн. науч.-технич. конф.: Челябинск, 1989.

17. Стеблянко В.Л. Создание технологий получения биметаллической проволоки и покрытий на основе процессов, совмещенных с пластическим деформированием. Дисс. на соискание уч. ст. докт. техн. наук. Магнитогорск, 2000.

18. Андреев А.В. Создание новой комплексной технологии производства сталемедной проволоки на основе непрерывной прокатки-прессования биметаллической заготовки. Дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. Челябинск, 2001. 156 с.

19. Аркулис Г.Э. Совместная пластическая деформация разнородных металлов. М.: Металлургия, 1964.- 272 с.

20. Аркулис Г.Э. Закономерности совместной пластической деформации разных металлов. Магнитогорск: МГМИ, 1990.- 88 с.

21. Семенов А.П. О природе схватывания твердых тел.- М.: Наука, 1967.-206 с.

22. Каракозов Э.С., Шоршоров М.Х. О понятии энергии активации топохимической реакции между металлами в твердой фазе // Физ. и хим. обраб. Матер. 1971, №4.-с.94-100.

23. Каракозов Э.С., Зотин В.И., Александров А.А. Особенности образования соединения при сварке прокаткой // Автоматическая сварка. -1983,31. С. 22-29.

24. Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. М. Машиностроение, 1986г, 280 с.

25. Красулин Ю.Л., Шоршоров М.Х. О механизме образования соединения разнородных металлов // Физ. и хим. обраб. матер. 1967, №1,- С. 89-97.

26. Шоршоров М.Х., Колесниченко В.А., Алехин В.П. Клинопрессовая сварка разнородных металлов. М. Металлургия, 1982. 112 с.

27. В.Н. Анциферов, Г.В. Бобров, Л.К. Дружинин. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. М.: Металлургия, 1987. 792 с.

28. Чарухина К.Е., Голованенко С.А., Мастеров В.А., Казаков Н.Ф. Биметаллические соединения. М.: Металлургия, 1970. 280 с.

29. Голованенко С.А. Сварка прокаткой биметаллов. М.: Металлургия, 1977.-160 с.

30. Афанасьев С.Д., Корягин Н.Н., Ковалев С.И. Феноменологическая модель соединения разнородных металлов в процессе совместной пластической деформации. Изв. АН СССР. Металлы. 1983. № 3. С. 16-20.

31. Kowalczyk L. Energia powierzchni miedzi przygotowania do spajania. Budy i metale niezel. 1984. V.29. № 3, P. 121-126.

32. Марутьян С.В., Бойко И.А., Голубев А.И. Активация поверхности стали путем ее ударной обработки. Физическая и химическая обработка материалов. 1988. № 2. С. 74-78.

33. Andreu М., Gilbert Y. Взаимосвязь между шероховатостью, поверхностной энергией и механической прочностью соединенных объектов // Mater. Et. Techn., 1987, № 3.4. с. 147-150, 75.

34. Леонов В.В., Брюханов А.В. Взаимосвязь поверхностной энергии вещества с его микротвердостью // Физ. и хим. обраб.матер., 1987, № 5. С. 151153.

35. Носовский И.Г., Исаев Э.В. Влияние дефектов тонкой структуры на схватывание металлов при трении // Проблемы трения и изнашивания: Респ. Межведомств, науч.-техн. сб. Техника, Киев, 1981, вып.20, с.3-9.

36. Nishiguchi Kimlyuki, Takanashi Yasuo. Количественный анализ процессов соединения в твердой фазе на базе фундаментальных исследований механизма сцепления // Есецу гаккай ромбунсю, Quart. J. Jap.Weld Soc., 1985, №2, -С. 303-315.

37. Лукашкин Н.Д., Башкирова Т.И. Некоторые закономерности формирования биметаллического соединения при совместной пластической деформации однородных и разнородных металлов. / Изв. АН СССР. Металлы, №4, 1984. С.96-99.

38. Арефьев Б.А., Бакаринова В.И., Юдицкий С.А. Кинетика компактирования сплава АМгб прокаткой // Физ. и хим. обраб. матер., 1986, № 5. С. 126-129.

39. Король В.К., Гильденгорн М.С. Основы технологии производства многослойных прутков. М.: Металлургия, 1970. - 236 с.

40. Кобелев А.Г., Потапов И.Н., Кузнецов Е.В. Технология слоистых металлов. М. Металлургия, 1991. 248 с.

41. Швыдкий В.И., Рыбаков В.А., Зуев Б.М. Анализ способов изготовления биметаллической проволоки композиции нержавеющая стальмедноникелевый сплав // Повышение эффективности использования металла в метизном производстве. М.: Металлургия, 1983.

42. Манчаш Р.И., Стащук П.В. Математическая модель волочения трехслойной композиционной заготовки // Теория и практика производства метизов. Межв. Сб. науч. Тр. Свердловск, 1986. С. 52-55.

43. Поляков М.Г., Никифоров Б.А., Гун Г.С. Деформация металла в многовалковых калибрах. М.: Металлургия, 1979. 240 с.

44. Харитонов В.А., Манякин А.Ю. Сравнительная оценка неравномерности деформации при волочении круглой проволоки в монолитной и роликовой волоках // Обработка сплошных и слоистых материалов. Магнитогорск, 2003. С.209-216.

45. Харитонов В.А., Посадский С.Г. Повышение технико-экономических параметров непрерывных станов холодной прокатки проволоки // Обработка сплошных и слоистых материалов. Магнитогорск, 2003. С. 179184.

46. Кулаков J1.B., Жучков С.М., Лохматов А.П и др. Особенности проектирования комплекса «приводная-неприводная клети» в системе сортового стана // Сталь. 1998. № 2. С. 30-33.

47. Стабильность формоизменения при прокатке стальной и сталемедной катанки. Рашников С.Ф., Тулупов О.Н., Логинов В.Г. и др. — Магнитогорск, ПМП «МиниТип», 1998,108 с.

48. Стеблянко В.Л., Солдатенко А.Ф., Щербо Ю.А. Формоизменение и качество соединения компонентов биметалла при сварке прокаткой в калибре. Теория и практика производства метизов. Межв. сб. науч. тр. Свердловск, 1986. С. 56-63.

49. Стеблянко В.Л., Солдатенко А.Ф. Неравномерность деформации компонентов при сварке биметалла прокаткой в калибрах. Теория и практика процессов обработки композиционных и сплошных материалов. Магнитогорск, 1990. С. 11-19.

50. Аркулис Г.Э., Стеблянко B.JI., Солдатенко А.Ф. Закономерности развития совместной пластической деформации при сварке биметалла прокаткой. Теория и практика производства метизов. Межв. сб. науч. тр. Свердловск, 1986. С. 40-48.

51. Смирнов В.К., Шилов В.А., Литвинов К.И. Деформации и усилия в калибрах простой формы. М.: Металлургия, 1982. 144 с.

52. А.С. № 1475742, СССР, МКИ6 В 21 В 1.16. Система калибров для прокатки круглых профилей / Никифоров Б.А., Харитонов В.А., Копьев А.В. и др. Опубл. в Б.И. № 16, 1989.

53. А.С. № 1493337, СССР, МКИ В 21 В 1.16. Система вытяжных многовалковых калибров / Никифоров Б.А., Харитонов В.А., Завадский Г.С. и др. Опубл. в Б.И. №26, 1989.

54. А.С.№ 1780251, СССР, МКИ В 21 С 23/22. Способ изготовления биметаллической проволоки / Солдатенко А.Ф., Ситников И.В. Опубл. в Б.И.№ 18, 1992.

55. Технологический прорыв в будущее // ЭКО, № 2, 1986, с. 33-62.

56. Вишницкий А.А. Электрофизическая и электромеханическая обработка металлов. М.: Машиностроение, 1971.

57. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Анищенко Л.М. Высокотемпературные технологические процессы. М.: Наука, 1986.-172 с.

58. Булат В.Е., Эстерлис М.Х. Очистка металлических изделий от окалины, окисной пленки и загрязнений электродуговым разрядом в вакууме // Физ. и хим. обраб. матер., № 3, 1987. С. 49-53.

59. А.С. № 952388, СССР, МКИ6 В 08 В 7/04.Способ вакуумно-дуговой очистки поверхности труб. Опубл. в Б.И. № 31, 1982.

60. А.С. № 952141, СССР, МКИ6 В 08 В 3/10. Способ очистки металлических изделий. Опубл. в Б.И. № 22, 1982.

61. А.С. № 690689, СССР, МКИ6 В 08 В 7/04. Устройство для электродуговой очистки длинномерных изделий.

62. А.С. № 937059, СССР, МКИ6 В 08 В 7/04. Способ очистки металлических поверхностей от загрязнений. Опубл. в Б.И. № 23, 1982.

63. Заявка № 61-157868, Япония, МКИ6 С 30 С 14/48. Устройство для плазменной обработки. Опубл. в 1988.

64. Стеблянко B.JI., Ситников И.В. Использование высокочастотного дугового разряда атмосферного давления для очистки и активации металлических поверхностей // Плазмотехнология: Сб. науч. тр. Киев, 1990.-С. 81-85.

65. Игнатьев Г.Ф., Чурилов Г.Н. Перспективы применения разряда килогерцового диапазона частот для электродуговой очистки, совмещенной с индукционным отжигом. // Цветные металлы, 1989, № 1. С. 109-111.

66. Терехов В.П. Очистка поверхности проволоки дуговым разрядом. Бюл. ин-та «Черметинформация», №7, 1976. С. 49-50.

67. Терехов В.П., Ручкин И.И. Влияние некоторых параметров процесса при дуговой очистке проволоки на состояние ее поверхности // В кн.: Совершенствование технологических процессов метизного производства. Сб. науч. тр. № 1, Орел, 1977. С. 73-76.

68. Занин А.Я., Сердюк М.И. Агрегат электролитно-плазменной очистки медной катанки // Инф. листок № 83-53. ДЦНТИ, Донецк, 1984.

69. Еретнов К.И., Артемьев А.В. Очистка металлической поверхности при повышенных напряжениях и высокой плотности тока. Обзорная информация. «Черметинформация», М., 1988. 11 с.

70. Занин А.Я., Коваленко П.М., Сердюк М.И. Электролитная очистка стальной проволоки от окалины в коммутационном режиме // Электр, обраб. матер., № 4, 1983. С. 85-87.

71. Баскаков А.П. Скоростной безокислительный нагрев и термическая обработка в кипящем слое. М.: Металлургия, 1968. 223 с.

72. Дунаевский В.И., Занин А.Я., Авдюшкин О.А. Скоростная термическая обработка круглого проката электролитно-плазменным способом // Тр. ВНИИметмаш. № 56, 1978. С. 90-98.

73. Третьяков А.В., Трофимов Г.Г., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением, М. Металлургия, 1966. 222 с.

74. Процесс непрерывной прокатки. Выдрин В.Н., Федосеенко А.С., Крайнов В.И. М.: Металлургия, 1970. 456 с.

75. Свойства элементов: Справочник: В 2-х ч. / Т.В. Андреева и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1976. 684 с.

76. Механические и технологические свойства металлов. Бобылев А.В. Справочник. М.: Металлургия, 1980. 296 с.

77. Биргер И.А. Общие алгоритмы решения задач упругости, пластичности и ползучести // Успехи механики деформируемых сред. М., 1975. С. 61-73.

78. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. Л.: Энергия, 1976, 352 с, ил.

79. Углов А.А., Иванов В.В., Тужиков А.И. и др. Расчет температур в зоне воздействия концентрированных потоков энергии на металлы // Промышленная теплотехника, т. 2, 1980. С. 68.

80. Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986.-560 с.

81. Сварка особотонкостенных труб. Под. Ред. Дудко Д.А. М.: Машиностроение, 1977. 128 с.

82. Матвеев Ю.М., Ваткин Ю.Я., Кричевский Е.М. Сварные трубы. М.: Металлургия. 1972.184 с.

83. Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. М.: Металлургиздат, 1962. 494 с.

84. Теория прокатки. Целиков А.И., А.Д.Томленов, В.И.Зюзин и др. Справочник. М.: Металлургия, 1982. 335 с.

85. Берин И.Ш., Днестровский Н.З. Производство медной и алюминиевой проволоки. М.: Металлургия, 1975. 200 с.

86. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. Изд. 3-е. М.: Высшая школа, 1969. 734 с.

87. А.С. № 367182, СССР, МКИ6 В08В 1/00. Способ восстановления окислов, например, окиси меди / Алехин В.Я., Иофф М.М., Стрешнева A.M. Опубл. в Б.И. №8, 1973.

88. Steblyanko V.L., Sitnikov I.V., Goon G.S. / A model of plasma preparation of components for composite materials // International Composits Conferens, Moscow, 1990. Elsevier Applied Science, London and New York. -p.1088-1092.

89. Стеблянко В.Л., Ситников И.В. Очистка и активация поверхности металлов перед плакированием и нанесением покрытий // «Черметинформация»: Обзорная информация М., 1991.- 22с.

90. Пат. 2008109 РФ, МКИ6 В 21 С 23/22, В 23 К 35/40, В 23 К 20/04. Способ изготовления биметаллической проволоки/ Стеблянко В.Л., Бухиник Г.В., Ситников И.В., Веремеенко В.В., Трахтенгерц В.Л., Люльчак В.И. Опубл. 28.02.94. БИ. № 4.

91. А.С. № 1747213, СССР, МКИ6 D 08 D 7/04. Способ очистки металлических поверхностей. В.Л. Стеблянко, И.В. Ситников, В.И. Люльчак. -Опубл. в Б.И. № 26, 1992.

92. Стеблянко В.Л., Ситников И.В. К вопросу очистки поверхности компонентов в поточной технологической линии производства сталемедной биметаллической проволоки // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвузовский сб. науч. тр. МГМИ, 1991. - С. 41 -46.

93. Ситников И.В. Температурно-скоростные условия получения сталемедной заготовки при прокатке с многосторонним обжатием // Сб. науч.-техн. тр. Магнитогорск: МГМИ, 1993.

94. Пат. № 2056960, РФ, МКИ6 В 23 К 20/00. Способ изготовления слоистых изделий / Ситников И.В. Опубл. в Б.И. № 24, 1994.

95. Патент № 2122908, РФ, МКИ6 В 23 К. Способ изготовления биметаллической проволоки / Ситников И.В., Щербо Ю.А., Андреев А.В. Опубл. в Б.И. №34,1998.

96. Патент № 2135364, РФ, МКИ6 В 32 В 31/12. Способ изготовления слоистых металлических материалов / Ситников И.В., Щербо Ю.А. Опубл. в Б.И. № 24, 1999.

97. Патент № 2158641, РФ, МКИ6 В 21 С 1/00. Способ производства профильных композиционных изделий / Рашников С.Ф., Ситников И.В., Щербо Ю.А., Циулин С.В. Опубл. в Б.И. № 31, 2000.

98. Патент № 2158665, РФ, МКИ6 В 23 К 9/22. Линия для производства слоистых металлических изделий / Щербо Ю.А., Ситников И.В., Рашников С.Ф., Опубл. в Б.И. №31, 2000.

99. Ситников И.В., Щербо Ю.А. Современная промышленная линия производства сталемедной биметаллической катанки // Сб. науч. тр. факультета технологий и качества МГТУ. Магнитогорск, 2002.-С.58-65.

100. Ситников И.В., Чукин М.В., Анцупов А.В. Обоснование схемы совместной пластической деформации биметаллической сталемедной заготовки // Обработка сплошных и слоистых материалов: Сб. науч. тр. Магнитогорск, 2003. С. 97-100.