Повышение эффективности технологии производства высокоуглеродистой проволоки волочением на основе математического моделирования

• Автор: Сафонов, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ ПРОВОЛОКИ ВОЛОЧЕНИЕМ.

1.1. Современные направления развития металлургических технологий

1.2. Описание технологического процесса изготовления высокоуглеродистой проволоки волочением

1.3. Технологические особенности волочения проволоки в монолитных волоках .

1.4. Факторы, определяющие качество продукции при волочении.

1.5. Влияние технологических параметров на энергосиловые характеристики процесса волочения.
1.6. Математическое моделирование технологического процесса изготовления проволоки волочением.

1.7. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОЛОЧЕНИЯ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ ПРОВОЛОКИ
2.1. Выбор заготовки для волочения по соотношению величина суммарного обжатия содержание углерода
2.2. Разработка методики расчета маршрутов волочения по однородности напряженнодеформированного состояния в очаге деформации и характеру остаточных напряжений в проволоке.
2.3. Экспериментальные исследования влияния маршрута волочения на механические свойства проволоки.
2.4. Температурноскоростной режим и деформационное старение стали в
процессе многократного волочения
ГЛАВА 3. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСЧЕТ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ ПРОВОЛОКИ ВОЛОЧЕНИЕМ
3.1. Напряжение и усилие при волочении высокоуглеродистой проволоки
3.2. Определение влияния технологических параметров очага деформации на
энергосиловые характеристики процесса волочения.
3.3. Разработка программного обеспечения для расчета ресурсосберегающей технологии изготовления высокоуглеродистой проволоки
3.4. Проверка адекватности математической модели
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЛОЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОЙ УГЛЕРОДИСТОЙ ПРОВОЛОКИ
4.1. Технология изготовления арматурной проволоки диаметром 3,0 мм из сорбитизированной катанки диаметром 6, мм.
4.2. Технология изготовления арматурной проволоки диаметром 3,0 мм из сорбитизированной катанки диаметром 5, мм.
4.3. Технология изготовления пружинной проволоки второго класса по ГОСТ
из сорбитизированной катанки диаметром 5,5 мм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
ЛИТЕРАТУРА


Качество пружин, во многих случаях, определяет надежность работы механизмов. Недостаточная стабильность силовой характеристики пружины может привести, например, к нарушению графика взаимодействия частей механизмов или к укорочению срока службы пружины как двигателя. Другой причиной нарушения нормальной работы механизмов может явиться преждевременная поломка пружины вследствие усталости при ее циклическом нагружении. Поэтому наряду с высоким уровнем прочности и упругости пружины должны обладать высокими релаксационной стойкостью и циклической прочностью. Пружинную проволоку изготавливают в соответствии с ГОСТ для пружин, навиваемых в холодном состоянии и не подвергаемых закалке. В строительстве все большее распространение находит предварительно напряженный железобетон. Для этого осуществляют предварительное растяжение проволоки или канатов, вложенных в элементы бетона метод предварительного напряжения, или сжатие бетона арматурой метод последующего напряжения. Такая арматура должна обладать высокими пределами прочности и текучести, а также высоким удлинением и хорошим сцеплением с бетоном. Вместе с тем требуются высокие реологические свойства арматуры, оцениваемые показателями релаксационной стойкости и сопротивления ползучести. Арматурная проволока для предварительно напряженного железобетона изготавливается по ГОСТ . Исходной заготовкой для производства проволоки служит горячекатаный прокат катанка диаметрами 5,0 ,0 мм. Наиболее часто используют катанку диаметром 6,5 мм. В качестве термической обработки при изготовлении холоднотянутой проволоки из высокоуглеродистых марок сталей применяют патентирование 6. Патентирование заключается в нагреве стали выше Лсз на С, переохлаждении до температуры С в соляной или свинцовой ванне и последующем охлаждении на воздухе. Эти операции осуществляют при непрерывном прохождении проволоки через нагревательную печь и ванну с расплавом соли или свинца. Структура стали после такой обработки представляет собой однородную смесь высокодисперсного цементита в форме пластинок, закономерно чередующихся с ферритом. Патентирование обеспечивает высокую пластичность стали, а после волочения высокую прочность при достаточном уровне пластичности. Оптимальная структура патентированной стали должна состоять только из сорбита и не содержать продуктов промежуточного превращения. Процесс, обеспечивающий получение такой структуры, можно считать оптимальным процессом патентирования. Патентирование заготовки можно осуществлять как со специального, так и с прокатного нагрева. Наилучшие структура и свойства катанки получаются после патентирования с прокатного нагрева нитью или спиралью. Катанка, патентированная как с прокатного, так и со специального нагрева, имеет примерно одинаковые механические характеристики 7. Микротвердость катанки, патснтированной с прокатного и специального нагрева, мало различается. Сорбитизация осуществляется посредством двухстадийного регулируемого охлаждения проката. На первой стадии выполняют циклическое охлаждение водой до среднемассовой температуры С со средней скоростью градс. При этом температура поверхности не опускается ниже температуры начала мартенситного превращения. На второй стадии катанка охлаждается воздухом, подаваемым вентиляторами, до температуры С. В результате такой обработки получается структура пластинчатого перлита с межпластинчатым расстоянием в пределах 0,0, мкм и структурносвободным ферритом в количестве 7. Термообработка в потоке стана требует значительно меньших удельных затрат, чем традиционные способы, однако по однородности свойств катанка, сорбитизированная с прокатного нагрева, к настоящему времени несколько уступает катанке после патентирования 8. Основным способом изготовления проволоки в настоящее время является волочение в монолитных волоках. Этот способ отличается относительной простотой и хорошо изучен теоретически. Для его осуществления имеется необходимое оборудование, освоено производство инструмента. Волоченные изделия отличаются большой точностью геометрических форм и высоким качеством поверхности.