Прокатка, прессование, выдавливание, волочение и другие виды обработки давлением (кроме ковки и штамповки)

В данном методическом указании определены содержание и структура отчета по курсовому проекту, связанному с разработкой технологии производства горячекатаной и холоднокатаной листовой стали.В соответствии с заданием на проектирование необходимо выполнить анализ требований стандартов к указанному виду продукции, выполнить литературный обзор с целью установления технологических ограничений и выполнить расчет режимов прокатки, настройки прокатного стана и т.д.

В учебном пособии изложены основные принципы автоматизации управления качеством металлургического комбината. Основное внимание уделено рассмотрению и анализу этапов создания автоматизированной системы управления качеством продукции листопрокатного цеха (АСУК ЛПЦ).

Исследовано механическое деформирование высокотемпературной сверхпроводящей иттриевой керамики (ВТСП), а также впервые выполненное детектирование сверхпроводящего перехода в ВТСП с помощью импульсного тока и установленные доземитрические свойства ВТСП. Рассмотрены новые композитные материалы на основе несмешивающихся компонент и способы их производства и обработки, в частности методом прокатки с использованием ЭПЭ. Рассмотрено контактное легирование как альтернативный метод производства сплавов из несмешивающихся компонент, новые технологические возможности метода контактного легирования, и свойства новых материалов. В заключительной главе дополнительно рассмотрены технологические проложения ЭПЭ, особенности электропластической прокатки стальной полосы, а также повышение электропластичности металла в скрещенных электромагнитных полях. Дан ответ на критические замечания в статьях в отношении ЭПЭ.

Указания соответствуют дисциплине 110792 «Производственная практика», входящей в учебный план высшего профессионального образования для подготовки бакалавров направления 150400 (22.03.02) «Металлургия» профиля «Обработка металлов давлением».

Методические указания включают цели и задачи , порядок прохождения производственной практики в одном из прокатных цехов ПАО «НЛМК»; соответствуют дисциплине «Производственная практика», входящей в учебный план высшего профессионального образования для подготовки бакалавров направления 22.03.02 «Металлургия» профиля «Обработка металлов давлением».

Рассматриваются в популярной форме история и состояние металлургии металлов и сплавов, а также процессов обработки металлов давлением: ковки, волочения, прокатки, прессования, штамповки. Описана роль инженера в современном производстве.

Рассматриваются в популярной форме история и состояние металлургии металлов и сплавов, а также процессов обработки металлов давлением: ковки, волочения, прокатки, прессования, штамповки. Описана роль инженера в современном производстве. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

В учебном пособии изложены основные понятия теории строения и нагрева металлов и их сплавов для различных процессов обработки металлов давлением и термической обработки. Приведены рекомендации по выбору режимов нагрева, учету возможных дефектов сплавов при нарушении технологии и параметров нагрева.

В сборник научных трудов вошли материалы международной научно-практической конференции «Современная металлургия нового тысячелетия», проходившей с 23 по 25 ноября 2016 года в г. Липецке, и научных исследований ведущих ученых и специалистов в области металлургии из России и СНГ. Особое внимание уделено вопросам совершенствования металлургических технологий в условиях рыночной экономики. Конференция посвящается 60-летию Липецкого государственного технического университета.

В монографии рассматриваются вопросы развития технологий и методов расчета параметров непрерывной разливки стали и прокатки стальных полос на непрерывных широкополосных станах горячей прокатки (НШСГП); отдельно рассматриваются вопросы разработки литейно-прокатных агрегатов (ЛПА) различных типов, их достоинства и недостатки. В части 1 монографии подробно описаны классические и вновь разработанные методики расчета энергосиловых и деформационных параметров непрерывной разливки стальных слябов и их горячей прокатки в широкие и тонкие полосы, включая параметры затвердевания и деформации слябов, силовых, кинематических и деформационных параметров прокатки полос на гладкой бочке и упругих деформаций четырехвалковой системы.

Учебное пособие «Разработка процесса получения заготовок путем совмещения литья и высадки» составлено в соответствии с требованиями Государственного стандарта образования и программой, утверждённой Министерством образования и науки Республики Казахстан. В учебном пособии объектом исследования является машина для совмещения литья и выдавливания и способ обработки металлов для получения заготовок. На первом этапе проведен аналитический обзор, графическое и компьютерное моделирование процесса совмещения литья и высадки. На втором этапе произведена разработка конструкции лабораторного варианта машины, расчет основных деталей машины на прочность. На заключительном этапе разработан и изготовлен опытный образец машины для совмещения литья и выдавливания заготовок, которая моделирует работу производственных машин и обработку реальных металлов. По результатам исследования опубликованы 7 статей в зарубежных (РФ) рецензируемых научных журналах и получен патент на полезную модель. Спроектированный и изготовленный опытный вариант машины для литья и выдавливания испытан в лабораторных условиях. Испытания проведены для получения заготовок из материалов, моделирующих натуру, т. е реальные металлы и сплавы, в частности в лабораторных условиях были испытаны пластилиновые и пластопарафиновые образцы. Одной из основных задач было определение скоростных параметров выдавливания, т. е. скорости предвижения ползуна и матрицы, скорости вращения кривошипа и соответственно времени передвижения всех этих узлов и звеньев, т. к. от этого параметра зависит правильный выбор привода машины. Полученные результаты будут использованы при проектировании машины для получения заготовок из реальных металлов и сплавов в производственных условиях. Область применения: машиностроение и металлургия.

Рассмотрены методы деформационно-термической обработки, позволяющие формировать в жаропрочных никелевых сплавах ультрамелкозернистую структуру типа «микродуплекс», оптимальную для сверхпластической деформации. Продемонстрировано, что сверхпластическая раскатка является высокоэффективным методом изготовления дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов.

В настоящей работе показано, как посредством управления структурой и свойствами жаропрочных никелевых сплавов, используя ротационные методы формообразования осесимметричных деталей можно изготавливать крупногабаритные диски газотурбинных двигателей (ГТД) с высокими эксплуатационными свойствами. Рассмотрено, какие термомеханические условия деформации должно обеспечивать оборудование для раскатки – дискораскатные станы.

Инновационные технологии на основе прессования. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

В первой части приведены результаты фундаментальных опытов, приведших к открытию электропластического эффекта (ЭПЭ) и сотставляющих основу электропластической деформации металлов. Показано, что ЭПЭ - это новое физическое явление нетеплового происхождения, нетеплового действия тока высокой плотности (порядка 10*5-10*6 А/см*2) на пластическую деформацию металлов. Дано определение и содержание критических интенсивных технологий обработки металлов давлением (ОМД) с использованием ЭПЭ в качестве фактора интенсификации процесса. Определены сферы технологического применения ЭПЭ при прокате, волочении, плющении и штамповке металлов, а также при других видах тонкого и среднетонкого металлургического передела, в которых экономически оправдано и целесообразно использовать токи высокой плотности в импульсном режиме для стимулирования без большого нагрева материала процессов ОМД. Показано, что при этом достигается выигрыш в повышении пластичности материала (включая остаточную пластичность) и в снижении усилий деформации при ОМД, а также в улучшении физико-механических свойств и фазового состава материала заготовок после ОМД. Детально исследованы структурные аспекты электропластической деформации металлов и сплавов. Описаны методы залечивания дефектов в металлических материалах импульсным током. Исследован процесс упрочнения быстрорежущих инструментальных сталей при действии импульсами электрического тока. Изучено действие электростатических полей на процесс деформации и механические свойства металлов и сплавов.

В учебном пособии представлены функциональная структура, информационное и математическое обеспечение одной из подсистем АСУК ЛПЦ автоматизированной подсистемы анализа и выбора технологии холодной прокатки полос на многоклетьевом (реверсивном) стане. Особое внимание уделено разработке алгоритмов для начальной настройки стана, коррекции режимов прокатки в нестационарных стадиях и для локальных систем регулирования. Приведен пример практического использования подсистемы.

Применение материалов с эффектом памяти формы в производстве летательных аппаратов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Закономерности формирования текстурной морфологии листовых материалов при прокате. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Подробно рассмотрены и проанализированы стадии построения автоматизированной системы управления плоскостностью холоднокатаных полос. Приведены функциональная структура и основные виды обеспечения автоматизированных подсистем управления плоскостностью и качеством поверхности тонколистового проката, включенных в состав автоматизированной системы управления качеством продукции (АСУК) листопрокатного производства (ЛПП).

Определены последовательность и содержание производственной (ознакомительной) практики студентов, обучающихся по программе бакалавриата.

В монографии рассмотрены современные представления о теоретических и технологических основах расчета и моделирования температурно-скоростных и энергосиловых условий непрерывного прессования методом Конформ и режимов совмещенного процесса литья-прессования алюминиевых и медных сплавов. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований технологических параметров исследуемых процессов, а также информация о разработке технологии прессования методом Конформ, методике его проектирования и расчета с использованием ЭВМ. Представлены новые конструкции устройств для непрерывного прессования цветных металлов из прутковой заготовки, металлических гранул и порошков.

Существующие технологические процессы изготовления тонкостенных подшипников скольжения характеризуются низкой эффективностью. Решение проблемы видится в применении прогрессивных, металлосберегающих способов обработки. На примере изготовления самосмазывающихся тонкостенных подшипников скольжения предлагается методика моделирования технологических операций формирования их рабочих поверхностей в системах автоматизированного инженерного анализа SolidWorks и ANSYS, а также новый технологический процесс.

Методические указания содержат требования к прохождению учебной (ознакомительной) практики студентами 1 курса, обучающимися по направлению 22.03.02 «Металлургия» (профиль «Обработка металлов давлением», квалификация — бакалавр), и соответствуют стандарту Липецкого государственного технического университета СТО-13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2).

Основы автоматизации конструирования и технологической подготовки при производстве изделий методами статического деформирования. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Методы формоизменения профильных кольцевых заготовок раскаткой. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Соответствует содержанию федеральной дисциплины для подготовки магистров по направлению «Металлургия, машиностроение и материалообработка». Содержит сведения для чтения лекций и проведения лабораторных работ по изучению технологий получения ультрамелкозернистых металлических материалов (в том числе наноструктурных), основанных на применении методов пластического деформирования, термической и термомеханической обработки, порошковой металлургии и др., а также на использовании специального оборудования, в том числе для физического моделирования вышеупомянутых технологических процессов.

Приведена методика использования метода конечных элементов при разработке технологических процессов ковки и объемной штамповки. Значительное место уделено особенностям реализации метода конечных элементов в программе QForm — одном из наиболее востребованных программных продуктов для моделирования технологических процессов обработки давлением объемных заготовок. Показаны источники возможных ошибок при моделировании. Рассмотрены средства анализа результатов моделирования и интерпретации результатов расчета, настройки параметров расчета, примеры моделирования с использованием программы QForm. Приведены базовые материалы по основам физики и механики пластической деформации, технологии ковки и объемной штамповки, технологическим особенностям кузнечно-штамповочного оборудования. В конце каждого раздела пособия даны вопросы и задания для самоконтроля.

Пособие предназначено для студентов инженерно-технологического факультета, обучающихся по магистерской программе «Инновационные технологии получения и обработки материалов с заданными свойствами» по направлению 150400.68 «Металлургия».

Рассмотрены вопросы технических измерений геометрических параметров горячекатаной широкой полосы на непрерывных широкополосных станах. Описана работа системы измерения Radiometrie RM-312 НШСГП 2000.

Соответствует содержанию учебной программы по курсу «Волочение и прессование» вариативной части комплексной программы подготовки магистров по направлениям 150400 «Металлургия» и 150100 «Материаловедение и технология металлов». Даны основные теоретические и технологические понятия, методы расчетов, достижения и перспективы развития волочильного производства на крупных предприятиях и минизаводах. В духе традиций высшей политехнической школы основное внимание уделено разъяснению физической сущности технологических процессов. Приведены новые практические материалы по использованию волочения на современных минизаводах при производстве мелкосерийных партий проволоки из материалов со специальными свойствами. Может быть использовано студентами других специальностей, а также инженерами-технологами, работающими в области обработки металлов давлением.

Настоящие методические указания являются важной составной частью математической подготовки студентов. Разумное применение и квалифицированное использование методов приближенного численного анализа в курсовых работах, ВКР и научной деятельности позволит обучающимся глубже вникать в суть процессов и явлений обработки металлов давлением.

Дипломное проектирование листопрокатных цехов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Рассмотрены основные вопросы дипломного проектирования современных листопрокатных цехов. Приведены цели и задачи дипломного проектирования, рекомендации по сбору и анализу материалов, их распределению в дипломном проекте. Описаны методики проектирования технологии прокатки полуфабрикатов из алюминия и алюминиевых сплавов, включающие процессы горячей прокатки, холодной прокатки и отделки. Приведены требования по оформлению, а также по составу проекта, объему пояснительной записки и графической части проекта. Материал иллюстрирован примерами, снабжен методическими указаниями.

В монографии дан анализ имеющихся в научно-технической литературе результатов исследований механических свойств алюминиевых сплавов и рассмотрены подходы различных авторов к вопросам по определению сопротивления деформации металла в зависимости от температурно-скоростных и деформационных условий обработки. Описано оборудование и методики исследования механических свойств металла с помощью кручения и растяжения. Приведены результаты исследований сопротивления деформации прессованных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов различных систем методом кручения и прямого прессования. Дана оценка механических свойств и описание структуры литых и деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов с переходными и редкоземельными металлами.

Приведено описание лабораторных работ по теме «Обработка материалов давлением». Рассмотрены технологические процессы получения поковок и заготовок для горячей объёмной штамповки деталей, а также способы изготовления изделий из пластмасс прессованием и методы порошковой металлургии для получения материалов для твёрдых сплавов. Большое внимание уделено изучению технологии холодной листовой штамповки, методам получения объёмных наноматериалов, высокопроизводительным импульсным способам обработки металлов и использованию в обработке сверхвысоких давлений.

В учебном пособии изложены вопросы, касающиеся теории и технологии процессов прокатки, прессования и волочения металлов. Рассмотрен порядок технологических расчетов и приведены примеры расчетов получения длинномерных изделий методами прокатки, прессования и волочения.

В книге приведены результаты исследований возможности получения субмикронных и наноструктурированных металлических материалов с использованием жидкофазных технологий, а также с использованием методов термомеханической обработки. Приведены результаты исследований физических свойств некоторых нанопорошковых материалов, особенностей их компактирования и спекания. Рассмотрены проблемы и технологические решения при реализации процесса равноканального углового (РКУ) прессования, условия получения субмелкозернистых и наноструктурных материалов на основе алюминия.

В учебном пособии представлен анализ процессов образования и изменения при рекристаллизационном отжиге поля внутренних остаточных напряжений, определяющего плоскостность полос. Особое внимание уделено математическому описанию формирования различных видов неплоскостности полос при термической обработке в агрегате непрерывного отжига и в колпаковых печах.

В пособии рассмотрены вопросы классификации процессов обработки металлов давлением, типы заготовок деталей снарядов, а также виды деформации: горячая, полугорячая, полухолодная и холодная. Приведены теория внешнего трения при пластической деформации, методы термической обработки материалов, классификация конструкций печей. Представлен расчетный аппарат для подготовки технологических процессов получения заготовок.

Механическое оборудование прокатно-прессового производства. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

В учебном пособии рассмотрены комплексы оборудования для производства горяче- и холоднокатаных полос. Приведены традиционные и альтернативные схемы производства с использованием литейно-прокатных агрегатов. Рассмотрено оборудование листовых станов горячей и холодной прокатки: конструкции прокатных клетей их приводов, узлов и механизмов клетей, типов и конструкций рольгангов, моталок и разматывателей. Представлено описание, функциональное назначение и конструктивные особенности машин и оборудования для отделки листового проката, агрегатов поперечной, продольной резки и правки полос. Приведены методики расчетов оборудования для прокатки и резки полос.

Одним из технологических факторов, влияющих на долговечность стальных канатов, является качество канатной проволоки. Основным критерием качества и однородности металла канатной проволоки служат механические испытания (на разрыв по ГОСТ 10446, на перегиб по ГОСТ 1579 и скручивание по ГОСТ 1545). Однако традиционные испытания на перегиб и скручивание, когда материал образца проволок подвергается периодическому растяжению и сжатию в зоне пластических деформаций, не могут полностью характеризовать качество металла. Основными критериями браковки канатов считаются браковочные показатели по обрывам проволок, которые являются следствием усталостного разрушения, представляющего собой процесс, состоящий из двух фаз – образования макротрещины, а затем ее развития до полного разрушения образца. Для оценки качества материала канатной проволоки достаточно фиксировать момент образования макротрещины. Одним из способов, реализующих этот принцип, является испытание образца в условиях резонансного режима. Для совершенствования контроля качества канатной проволоки предлагается стандартные механические испытания по ГОСТ 3241 дополнить проведением ускоренных усталостных испытаний канатной проволоки, предложена конструкция установки, основанная на резонансном режиме, и методика проведения этих испытаний.

Дано определение специальным видам листовой штамповки, приведены конкретные примеры, предложен классификатор. Изложены основы штамповки эластичной средой. Рассмотрены разделительные, формообразующие процессы при получении деталей из листовых и полых заготовок, прессованных профилей, применяемое технологическое оснащение и оборудование. Даны примеры расчета и проектирования. Данные материалы являются частью лекционного курса по специальным видам листовой штамповки, читаемого автором студентам инженерно-технологического факультета. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Приведены пример расчета на ЭВМ в среде MathCAD крутильных колебаний электропривода рабочих валков сортопрокатной клети, пример обработки осциллограммы крутильных колебаний методом полных циклов с выявлением амплитудного спектра нагрузки и пример вычисления по диаграмме Веллера, построенной в логарифмических координатах, циклического ресурса опасного сечения рабочего валка.

Приведены сведения по конструктивным схемам и материалам цельных ненапряженных и предварительно напряженных валков, а также составных предварительно напряженных калиброванных валков. Рассмотрены методы расчета валков на прочность по максимальным нагрузкам и на усталостную прочность.

Учебное пособие написано по материалам исследований, проведенных на кафедре ОМД ЛГТУ и на ОАО «НЛМК». Предназначено для студентов ЛГТУ специальности «Обработка металлов давлением» и рассматривает вопросы обеспечения при холодной прокатке формирования шероховатости поверхности проката и качества отделки поверхности холоднокатаных полос.

Рассмотрены физические принципы построения рентгеновских толщиномеров для металлов с произвольным значением эффективного атомного номера. Приведены расчетные и экспериментальные зависимости измерительного сигнала от энергии излучения, толщины контролируемого объекта с учетом поправки на химический состав материала. Даны блок-схема и алгоритм работы рентгеновского толщиномера РИТ10-6. Подробно описаны процесс калибровки приборов, система диагностики и сбора статистики о сбоях и отказах интегрированная в состав РТ. Приведен паспорт рулона, содержащий информацию о разнотолщинности, дате и времени выпуска, длине рулона, номере цеха и бригады, изготовившей данный прокат, формируемый по окончанию процесса проката

Методические указания к внеаудиторной (самостоятельной) работе обучающегося по профессиональному модулю ПМ.02 «Оборудование цеха обработки металлов давлением, наладка и контроль за его работой» разработаны в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) среднего профессионального образования (далее – СПО) по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением».

Приведены методики экспериментального определения параметров напряженно-деформированного состояния с использованием методов координатной делительной сетки и линий тока в условиях плоской и осесимметричной деформации при прокатке, прессовании и волочении.

Приведены основные сведения о нагревательных печах, применяемых в кузнечно-штамповочном и прокатно-прессовом производствах. Рассмотрены конструкции печей для нагрева заготовок, слитков, блюмов, слябов из черных и цветных металлов для прессов пластической деформации металла на производствах обработки металлов давлением, а также различных видов термической обработки заготовок и изделий из них. Значительное внимание уделено выбору требований к нагреву металла, обоснованию выбора вида и оборудования для нагрева. Приведены рекомендации по повышению качества нагреваемых заготовок за счет механизации и автоматизации процессов загрузки, выгрузки, регулирования температуры нагрева. Приведенный справочный материал позволяет использовать пособие как в процессах обучения студентов, так и в заводской практике.