Богородский филиал АО «НПО «Прибор» им. С. С. Голембиовского, Ногинск, Россия

Д. А. Кацуба, директор, эл. почта: katsubada@pribor-bf.ru
В. А. Медведев, инженер-технолог, канд. техн. наук, эл. почта: 10-bmt@mail.ru

Московский политехнический университет, Москва, Россия

Р. Л. Шаталов, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: mmomd@mail.ru

Приведены результаты исследования показателей качества круглых профилей с дном из стали 50 при производстве опытной партии числом 360 ед. на линии горячей винтовой прокатки и прессования (ГВПиП) БФ АО «НПО «Прибор». Показано, что после винтовой прокатки заготовок диаметром 42 мм и длиной 70 мм на стане 30-80 отклонения наружных диаметров по длине профилей составили 0,5–0,7 мм, а внутренней полости у верхней кромки — около 0,5 мм. По высоте разброс составляет 3 мм по внешней стороне и 5 мм по глубине полости. После калибровки штамповкой на горизонтальном прессе усилием 500 кН наружные диаметры уменьшились от 36,5 до 33 мм, а у полости диаметр увеличился от 19 до 20 мм. Неравномерность диаметров наружных донной и верхней частей не более 0,3 мм, внутреннего около 0,1 мм. Общая высота после штамповки увеличилась от 119 до 127 мм, полости — от 107,4 до 112,2 мм. Неравномерность наружной высоты выросла до 4 мм, а внутренней сохранилась на прежнем уровне (5 мм). Установлено, что после прокатки и штамповки твердость по длине полуфабрикатов распределена неравномерно — от 22 до 26 HRC. Выявлен слой обезуглероживания толщиной ~273 мкм. Форма зерна в основном округлая, размер от 70 до 80 мкм. Однако наблюдаются зерна меньших размеров — от 41 до 54 мкм (до 25 %). Распределение зернистого перлита по высоте профиля также неравномерное и составляет 3–7 балла. Подтверждена эффективность и универсальность технологии производства круглых профилей с дном на линии ГВПиП. Выявленные отклонения показателей качества деформированных круглых профилей могут быть использованы при совершенствовании температурных и деформационных режимов ГВПиП.

1. Романцев Б. А., Гамин Ю. В., Гончарук А. В., Алещенко А. С. Инновационное оборудование для получения экономичных полых заготовок деталей машиностроения малого диаметра // Металлург. 2017. № 3. С. 36–38.
2. Пат. 2761838 РФ. Способ винтовой прокатки / Галкин С. П., Алещенко А. С., Гамин Ю. В., Романцев Б. А. и др. ; заявл. 19.04.2021 ; опубл. 13.12.2021.
3. Гамин Ю. В., Романцев Б. А. Особенности процесса прошивки коротких заготовок малого диаметра на мини-стане винтовой прокатки // Производство проката. 2015. № 11. С. 25–31.
4. Романцев Б. А., Гончарук А. В., Вавилкин Н. М., Самусев С. В. Обработка металлов давлением : учебник. — М. : МИСиС, 2008. — 960 с.
5. Голенков В. А., Яковлев С. П., Головин С. А., Яковлев С. С. и др. Теория обработки металлов давлением : учебник для вузов / под ред. В. А. Голенкова, С. П. Яковлева. — М. : Машиностроение, 2009. — 442 с.
6. Выдрин А. В., Король А. В. Определение настроечных параметров процесса прошивки на двухвалковых станах винтовой прокатки // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2016. Т. 16. № 2. С. 74–80.
7. Bogatov A. A., Nukhov D. Sh., Toporov V. A. Simulation of rotary piercing process // Metallurgist. 2017. Vol. 61, Iss. 1-2. P. 101–105. DOI: 10.1007/s11015-017-0460-6
8. Tipalin S. A., Petrov M. A., Shpunkin N. F. To the influence of the deformation speed on hardening process during the cold sheet forming // Solid State Phenomena. 2018. Vol. 284 SSP. P. 513–518. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.284.513
9. Петров М. А., Матвеев А. Г., Петров П. А., Сапрыкин Б. Ю. Расчет и анализ процессов объемной штамповки с вращающимся инструментом при помощи конечно-элементного моделирования // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 1. С. 226–244.
10. Петров М. А., Матвеев А. Г., Петров П. А., Сапрыкин Б. Ю. Сравнение технологических процессов штамповки с вращающимся инструментом при помощи конечно-элементного моделирования в программе qеform // Авиация и космонавтика: тезисы 20-й Международной конференции. Москва, 2021. С. 517–519.
11. Tipalin S. A., Belousov V. B., Lyubetskaya S. I. Testing the cross-sectional microhardness in sheets with A 0.08% carbon concentration // Solid State Phenomena. 2021. Vol. 316. P. 269–275.
12. Киселев Д. О., Типалин С. А., Шпунькин Н. Ф., Типалина А. В. Влияние изменения скорости деформации на характер упрочнения материала // Известия МГТУ МАМИ. 2014. Т. 2. № 4 (22). С. 13–16.
13. Высокопроизводительная обработка металлов резанием. — М. : Полиграфия, 2003. — 301 с.
14. Козлов В. Н., Чжан Х., Дин Ц., Ди Ч. и др. Определение влияния скорости резания на силы резания // Современные проблемы машиностроения : Сборник статей XVI Международной научно-технической конференции. — Томск, 2024. С. 247–250.
15. Некрасов С. С. Обработка материалов резанием : учебник. — М. : Колос, 1997. — 320 с.
16. Yin Y. D., Wang M. J., Li S. Z., Wang P. Z. et al. Influence of roll rotational speed on inside bore and lamination defects in rotary piercing large diameter heavy wall P92 steel pipe process // Applied Mechanics and Materials. 2013. Vol. 421. P. 205–211. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.421.205
17. Liu F., Qiu Y. L., Song Z. H., Wang S. W. Numerical simulation of the piercing process of large-sized seamless steel tube // Applied Mechanics and Materials. 2013. Vol. 319. P. 444–450. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.319.444
18. Дибров И. А. Литейное производство — прогресс машиностроения // Литейщик России. 2019. № 8. С. 13–24.
19. Витязь П. А., Шелег В. К., Ильющенко А. Ф., Савич В. В. Порошковая металлургия: современное состояние и перспективы // Порошковая металлургия. Республиканский межведомственный сборник научных трудов. Национальная академия наук Беларуси, Белорусский государственный производственный концерн порошковой металлургии, Государственное научное учреждение «Институт порошковой металлургии». — Минск, 2004. С. 5–29.
20. Никулин А. Н. Винтовая прокатка. Напряжения и деформации. — М. : Металлургиздат, 2015. — 380 с.
21. Medvedev V. A., Shatalov R. L. Properties and structure control of hotworked vessels by varying the cooling media at the outlet of the rollingpress line // Steel in Translation. 2023. Vol. 53. No. 10. P. 826–829. DOI: 10.3103/s0967091223100169
22. Скрипаленко М. М., Романцев Б. А., Юсупов В. С., Андреев В. А. и др. Моделирование очага деформации и напряженно-деформированного состояния при винтовой прокатке заготовок из труднодеформируемого сплава // Сталь. 2023. № 9. С. 16–20.

23. Romantsev B. A., Gamin Y. V., Goncharuk A. V., Aleshchenko A. S. Innovative equipment for producing cost-effective hollow billets for mechanical-engineering parts of small diameter // Metallurgist. 2017. Vol. 61, Iss. 3-4. P. 217–222.
24. Skripalenko M. M., Karpov B. V., Rogachev S. O., Kaputkina L. M. et al. Simulation of the kinematic condition of radial shear rolling and estimation of its influence on a titanium billet microstructure // Materials. 2022. Vol. 15, Iss. 22. 7980. DOI: 10.3390/ma15227980
25. Shatalov R. L., Zagoskin E. E., Medvedev V. A. Effects of uneven temperature variations on the mechanical properties of a rolling and pressing line deforming tool // Metallurgist. 2023. Vol. 67, Iss. 7-8. DOI: 10.1007/s11015-023-01600-6
26. Топоров В. А., Богатов А. А., Нухов Д. Ш., Панасенко О. А. Определение геометрических соотношений очага деформации при винтовой прошивке заготовок // Черные металлы. 2019. № 4. С. 27–31.
27. ГОСТ 1050–88. Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. — Введ. 01.01.1991.
28. ГОСТ 166–89. Штангенциркули. — Введ. 01.01.1991.
29. ГОСТ 427–75. Линейки измерительные металлические. — Введ. 01.01.1977.
30. ГОСТ 9013–59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу. — Введ. 01.01.1969.
31. ГОСТ 5640–68. Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры шестов и ленты. — Введ. 01.01.1970.
32. ГОСТ 8233–56. Сталь. Эталоны микроструктуры. — Введ. 01.07.1957.