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

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.

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.

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.

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)

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 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.

Методические указания содержат характеристику конечной продукции металлургического производства – холоднокатаной листовой стали различного назначения, а также описание показателей качества и требований, предъявляемых к ней соответствующими стандартами.

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.

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).

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

Основы автоматизации конструирования и технологической подготовки при производстве изделий методами статического деформирования. 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 методических указаниях изложены требования к выполнению выпускной квалификационной работы студентами, обучающимися по направлению 22.03.02 «Металлургия» профиля «Обработка металлов давлением» в соответствии со стандартом Липецкого государственного технического университета СТО-13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2).

Настоящие методические указания устанавливают требования кафедры ОМД к выпускной квалификационной работе студентов, обучающихся по направлению 22.03.02 «Металлургия» профиля «Обработка металлов давлением». Оформление проекта соответствует требованиям стандарта Липецкого государственного технического университета СТО-13-2011 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению».

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.

Методические указания содержат требования к выполнению выпускной квалификационной работы студентами, обучающимися по направлению 22.03.02 «Металлургия» профиля «Обработка металлов давлением» в соответствии со стандартом Липецкого государственного технического университета СТО-13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2). Изложен порядок проектирования технологии производства холоднокатаной листовой стали и основных характеристик прокатного стана.

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).

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.

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.

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.

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.

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

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 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.

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».

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.

Методические указания содержат краткое описание условий образований и регулирования продольной разнотолщинности полосы, а также её профиля и формы при холодной прокатке. Изложена методика выполнения лабораторных работ и требования к представлению результатов.

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.

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

Моделирование объектов в металлургии и обработке металлов давлением. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Методические указания содержат краткое описание условий образований и регулирования продольной разнотолщинности полосы, а также её профиля и формы при холодной прокатке. Изложена методика выполнения лабораторных работ и требования к представлению результатов.

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

Методические указания содержат требования к выполнению лабораторных работ для студентов, обучающихся по программе подготовки специалистов среднего звена по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением», и соответствуют стандарту Липецкого государственного технического университета СТО-13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2).

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».

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.

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.

Методические указания определяют состав курсовой работы и последовательность ее выполнения. Курсовой проект направлен на приобретение практических навыков при решении задач профессиональной деятельности следующих типов: научно-исследовательской, технологической, проектной.

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.

Дано описание цикла лабораторных работ по экспериментальным исследованиям в листовой прокатке на лабораторном реверсивном стане холодной прокатки 300. Выполнение каждой работы предполагает предварительное знакомство студентов с методикой ее проведения, теорией и осуществляемыми расчетами и замерами.

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.

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.

Рассмотрены конструкции подшипниковых опор прокатных валков с подшипниками скольжения открытого типа, подшипниками жидкостного трения и подшипниками качения различного типа, а также конструкции подушек для указанных типов подшипников в сочетании с устройством для самоустановки валков и фиксации подушек в осевом направлении. Дан анализ работоспособности подшипниковых опор рабочих валков клетей-кварто и изложены способы повышения их работоспособности.

Приведено описание и методики расчета инструмента для прессования металлов и сплавов. Изложены современные методы расчета прочности основных деталей инструментальной наладки горизонтальных и вертикальных гидравлических прессов. Методики расчета каждой детали иллюстрируются примерами, в том числе с применением ЭВМ. Для ряда расчетов использован метод конечных элементов.

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.

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 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

Приведены основные положения технологии продольной прокатки металлов и сплавов, примеры расчетов режимов обжатий при горячей и холодной листовой и сортовой прокатке, алгоритмы программ, использование которых облегчает многовариантные расчеты, а также методики расчета технологических параметров процессов прокатки, совмещенной с операцией прессования.

Показано, что при определенного вида намеренно создаваемом неоднородном охлаждении можно не только количественно, но и качественно изменять эпюру остаточных радиальных напряжений. Предложено использовать неоднородное температурное поле как управляющий фактор, регулирующий величину и кинетику остаточных напряжений.

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».

Учебное пособие содержит методику расчета параметров динамических процессов, протекающих в очаге пластической деформации в нестационарных стадиях тонколистовой прокатки.