[go: up one dir, main page]

RU2710285C1 - Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels - Google Patents

Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels Download PDF

Info

Publication number
RU2710285C1
RU2710285C1 RU2019128454A RU2019128454A RU2710285C1 RU 2710285 C1 RU2710285 C1 RU 2710285C1 RU 2019128454 A RU2019128454 A RU 2019128454A RU 2019128454 A RU2019128454 A RU 2019128454A RU 2710285 C1 RU2710285 C1 RU 2710285C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpieces
deforming tool
working surfaces
lubricant
annealing
Prior art date
Application number
RU2019128454A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Викторович Анненков
Алексей Евгеньевич Белов
Владимир Тимофеевич Собкалов
Виктор Дмитриевич Зайцев
Тамара Петровна Барычева
Юрий Иванович Захаренко
Николай Никитович Подколзин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" имени А.Н. Ганичева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" имени А.Н. Ганичева" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" имени А.Н. Ганичева"
Priority to RU2019128454A priority Critical patent/RU2710285C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2710285C1 publication Critical patent/RU2710285C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14Spinning
    • B21D22/16Spinning over shaping mandrels or formers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00Making hollow objects
    • B21D51/16Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to metal forming, particularly, to press, thermal and rotary treatment of steel thin-walled shells of high-pressure vessels. Cutting of pipes into workpieces, calibration, mechanical and rotary treatment is performed, wherein during calibration and rotary drawing there is used emulsion of perfluoropolyether acid in industrial oil as lubricant and lubricant-coolant, as well as antifriction fluorine-containing coating of deforming tool in the form of solution of perfluoropolyether silicon solution in coolant 113.EFFECT: higher stability of deforming tool, increased accuracy of geometrical dimensions and quality of treated surface, increased structural and cyclic strength and reduced internal stresses.3 cl, 2 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам изготовления стальных сосудов высокого давления и может быть использовано при изготовлении стальных сосудов из углеродистых и легированных сталей, работающих под давлением, используемых в различных хозяйственных областях при изготовлении огнетушителей, кислородных и других газовых баллонов.The invention relates to the field of metal forming, and in particular to methods for manufacturing steel pressure vessels and can be used in the manufacture of steel vessels from carbon and alloy steels working under pressure, used in various economic fields for the manufacture of fire extinguishers, oxygen and other gas cylinders.

К сосудам предъявляются высокие требования по геометрической точности, качеству обработанной поверхности, герметичности и прочности.High demands are placed on the vessels in terms of geometric accuracy, quality of the treated surface, tightness and strength.

Важнейшей задачей при изготовлении оболочек, представляющих собой основной корпусной деталью сосудов высокого давления является обеспечение высокой точности геометрических размеров, высокого качества обработанной поверхности, зависящих от стойкости деформирующего инструмента, а также высокая конструктивная и циклическая прочность при высокой производительности и низкой себестоимости.The most important task in the manufacture of shells, which are the main body part of high-pressure vessels, is to ensure high accuracy of geometric dimensions, high quality of the processed surface, depending on the resistance of the deforming tool, as well as high structural and cyclic strength at high productivity and low cost.

Известен способ изготовления осесимметричных корпусов, работающих под давлением патент РФ №2295416, кл. МПК В21Д 51/24, опубл. 20.03.2007, БИ №8.A known method of manufacturing axisymmetric housings operating under pressure is RF patent No. 2295416, class. IPC V21D 51/24, publ. 03/20/2007, BI No. 8.

Способ включает закалку, отпуск, холодную пластическую деформацию методом ротационной вытяжки в два прохода, низкотемпературный отжиг.The method includes hardening, tempering, cold plastic deformation by rotational drawing in two passes, low-temperature annealing.

Используют легированную сталь, осуществляют закалку и отпуск, ротационную вытяжку осуществляют без промежуточного отжига.Alloy steel is used, hardening and tempering are carried out, rotational drawing is carried out without intermediate annealing.

Известен также способ изготовления баллонов из конструкционных малоуглеродистых сталей для сжиженного газа, описанный в патенте РФ №1798589, кл. МПК Р17С 1/00, опубл. 28.02.1993.There is also a method of manufacturing cylinders of structural low-carbon steels for liquefied gas, described in the patent of the Russian Federation No. 1798589, class. IPC R17C 1/00, publ. 02/28/1993.

Баллон изготавливают из сваренных в стык тонкостенных оболочек, получаемых ротационной вытяжкой.The cylinder is made of butt-welded thin-walled shells obtained by a rotational hood.

Недостатками данных способов является низкое качество обработанной поверхности из-за низкой стойкости деформирующего инструмента.The disadvantages of these methods is the low quality of the processed surface due to the low resistance of the deforming tool.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является способ изготовления стальных тонкостенных цилиндрических деталей методом ротационной вытяжки, описанный в книге М.А. Гредитора «Давильные работы и ротационное выдавливание», изд. Машиностроение, г. Москва, 1971 г., стр. 111, рис. 66,67.The closest in technical essence and the achieved technical result is a method of manufacturing steel thin-walled cylindrical parts by rotational drawing, described in the book of M.A. Gredor "Squeeze work and rotational extrusion", ed. Engineering, Moscow, 1971, p. 111, Fig. 66.67.

На трехроликовых давильно-раскатных станках выполняют ротационную вытяжку тонкостенных цилиндрических деталей из стальных заготовок, получаемых вытяжкой из кружка на прессовом оборудовании. Заготовка устанавливается и закрепляется на оправке (поз. 1) рис. 66. Затем давильные ролики вдавливаются в заготовку (поз. II и III), обеспечивая утонение заготовки до заданной толщины за несколько переходов с промежуточным отжигом и травлением окисной пленки.Three-roller pressing and rolling machines perform rotational extraction of thin-walled cylindrical parts from steel billets, obtained by extracting from a mug on pressing equipment. The workpiece is installed and fixed on the mandrel (item 1) fig. 66. Then the pressure rollers are pressed into the billet (poses II and III), providing thinning of the billet to a predetermined thickness in several transitions with intermediate annealing and etching of the oxide film.

При ротационной вытяжке заготовок из никелевых или легированных сталей используют смазочно-охлаждающую жидкость в виде одной части масла с двадцатью частями воды. Поверхность оправки и внутренняя поверхность обработанной заготовки покрывают слоем смазки на основе лития или коллоидального цинка (стр. 115).When rotating the blanks from nickel or alloy steels, a cutting fluid is used in the form of one part of oil with twenty parts of water. The surface of the mandrel and the inner surface of the processed workpiece are coated with a lithium or colloidal zinc-based lubricant (p. 115).

К недостаткам данного способа относится низкая точность и качество обработанной поверхности деталей из-за низкой стойкости деформирующего инструмента - роликов и оправки, а также низкий коэффициент использования металла, обусловленный использованием кружка при изготовлении заготовки под ротационную вытяжку на прессовом оборудовании.The disadvantages of this method include the low accuracy and quality of the machined surface of the parts due to the low resistance of the deforming tool — the rollers and the mandrel, as well as the low metal utilization rate due to the use of the mug in the manufacture of blanks for rotary hoods using press equipment.

Кроме того, применение смазочно-охлаждающей жидкости в виде смеси масла с водой неэффективно из-за малого количества смазывающего вещества этой смеси, а смазка на основе лития или коллоидного цинка не универсальна и малоэффективна при обработке заготовок из углеродистых и легированных сталей с другим химическим составом.In addition, the use of a cutting fluid in the form of an oil-water mixture is ineffective due to the small amount of the lubricant of this mixture, and lithium or colloidal zinc-based lubricants are not universal and ineffective when processing carbon and alloy steel billets with a different chemical composition.

Недостатком способа, принятого за прототип, является также нанесение смазки только на внутреннюю поверхность деталей и на наружную поверхность оправки, а наружная поверхность заготовки и деформирующих роликов оставляют без смазки.The disadvantage of the method adopted for the prototype is the application of lubricant only on the inner surface of the parts and on the outer surface of the mandrel, and the outer surface of the workpiece and the deforming rollers are left without lubrication.

Задачей технического решения, принятого заявителем за прототип, является получение тонкостенных цилиндрических деталей методом ротационной вытяжки на трехроликовых давильно-раскатных станках из заготовок, получаемых вытяжкой из кружка на прессовом оборудовании.The objective of the technical solution adopted by the applicant for the prototype is to obtain thin-walled cylindrical parts by rotational drawing on three-roller press-rolling machines from workpieces obtained by extracting from a mug on press equipment.

Общими признаками с предлагаемым заявителями способом является наличие прессовых операций получения заготовок, термических операций в виде отжига и ротационной обработки в виде ротационной вытяжки с использованием смазочно-охлаждающей жидкости и смазки.Common features with the method proposed by the applicants is the presence of press operations for the preparation of blanks, thermal operations in the form of annealing and rotary processing in the form of a rotational hood using cutting fluid and lubricant.

В отличие от прототипа, предлагаемый заявителями способ изготовления стальных тонкостенных оболочек сосудов высокого давления основан на том, что выполняют резку труб на мерные заготовки, калибровку заготовок по наружной или внутренней поверхности за одну или несколько операций с предварительным, промежуточным и окончательным рекристаллизационным отжигом, предварительную механическую обработку, ротационную вытяжку заготовок за один или несколько переходов с отжигом, уменьшающим внутренние напряжения после первого и последнего переходов и отжигом рекристаллизационным перед последним переходом, при этом при прессовой и ротационной обработке в качестве смазки рабочих поверхностей деформирующего инструмента и заготовок используют эмульсию перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле, кроме того на рабочие поверхности деформирующего инструмента прессовой и ротационной обработки наносят антифрикционное фторсодержащее покрытие, затем выполняют окончательную механическую обработку.In contrast to the prototype, the method of manufacturing steel thin-walled shells of pressure vessels proposed by the applicants is based on the fact that they perform pipe cutting into measured billets, calibrate the billets on the outer or inner surface in one or several operations with preliminary, intermediate and final recrystallization annealing, preliminary mechanical processing, rotational extraction of workpieces for one or more transitions with annealing, which reduces internal stresses after the first and last of passes and annealing by recrystallization before the last transition, while during press and rotary processing, an emulsion of perfluoropolyether acid in industrial oil is used to lubricate the working surfaces of the deforming tool and workpieces, in addition, the antifriction fluorine-containing coating is applied to the working surfaces of the deforming tool of press and rotational processing, and then machining.

В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения изобретение характеризуется следующими признаками:In special cases, that is, in specific forms of execution, the invention is characterized by the following features:

- в качестве смазки рабочих поверхностей деформирующего инструмента и наружной поверхности заготовок используют эмульсию перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в индустриальном масле при соотношении компонентов, масс %: (0,2÷10) и (99,8÷90), соответственно;- as a lubricant of the working surfaces of the deforming tool and the outer surface of the workpieces use an emulsion of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in industrial oil with a ratio of components, mass%: (0.2 ÷ 10) and (99.8 ÷ 90), respectively;

- на рабочие поверхности деформирующего инструмента наносят антифрикционное фторсодержащее покрытие в виде (0,5÷5)% раствора перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в хладоне 113.- an antifriction fluorine-containing coating in the form of a (0.5 ÷ 5)% solution of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in freon 113 is applied to the working surfaces of the deforming tool.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.This is what allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.These signs, distinctive from the prototype and to which the requested amount of legal protection applies, are sufficient in all cases.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности изготовления стальных тонкостенных оболочек сосудов высокого давления с высокой точностью геометрических размеров и качеством обработанной поверхности, конструктивной и циклической прочностью, высокой стойкостью деформирующего инструмента, высоким коэффициентом использования металла, низкой трудоемкостью и себестоимостью изготовления.The objective of the invention is to provide the possibility of manufacturing steel thin-walled shells of pressure vessels with high accuracy of geometric dimensions and surface quality, structural and cyclic strength, high resistance to the deforming tool, high metal utilization, low labor and manufacturing costs.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что при известном способе, включающем прессовую, термическую и ротационную обработку заготовок с использованием смазочно-охлаждающей жидкости и смазки, особенность заключается в том, что выполняют резку труб на мерные заготовки, калибровку заготовок по наружной или внутренней поверхности за одну или несколько операций с предварительным, промежуточным и окончательным рекристаллизационным отжигом, предварительную механическую обработку, ротационную вытяжку заготовок за один или несколько переходов с отжигом, уменьшающим внутренние напряжения после первого и последнего переходов и отжигом рекристаллизационным перед последним переходом, при этом при прессовой и ротационной обработке в качестве смазки рабочих поверхностей деформирующего инструмента и заготовок используют эмульсию перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле, кроме того на рабочие поверхности деформирующего инструмента наносят антифрикционное фторсодержащее покрытие, затем выполняют окончательную механическую обработку.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that with the known method, including pressing, heat and rotary processing of workpieces using cutting fluid and lubricant, the feature is that the pipes are cut into measured workpieces, the workpieces are calibrated according to external or internal surfaces for one or several operations with preliminary, intermediate and final recrystallization annealing, preliminary machining, rotary drawing billets for one or several transitions with annealing that reduces internal stresses after the first and last transitions and recrystallization annealing before the last transition, while in the press and rotary processing, an emulsion of perfluoropolyether acid in industrial oil is used as a lubricant for the working surfaces of the deforming tool and the workpieces, in addition an antifriction fluorine-containing coating is applied to the working surfaces of the deforming tool, then the final mechanical rabotku.

Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:A new set of operations, as well as the presence of relations between them, allows, in particular, due to:

- резки труб на мерные заготовки повысить коэффициент использования металла;- cutting pipes into measured billets to increase the utilization of metal;

- калибровки заготовок за одну или несколько операций по наружной или внутренней поверхности, в зависимости от номенклатуры труб, обеспечить необходимые диаметральные размеры заготовок под последующую обработку;- calibration of the workpieces for one or more operations on the outer or inner surface, depending on the nomenclature of the pipes, to provide the necessary diametrical dimensions of the workpieces for subsequent processing;

- предварительного, промежуточного и окончательного рекристаллизационного отжига снять наклеп, повысить пластичность и снизить твердость металла заготовок под калибровку и под дальнейшую механическую и ротационную обработку;- preliminary, intermediate and final recrystallization annealing to remove hardening, increase ductility and reduce the hardness of the metal blanks for calibration and for further mechanical and rotary processing;

- предварительной механической обработки обеспечить необходимые размеры заготовок под ротационную вытяжку;- preliminary machining to ensure the necessary dimensions of the workpieces for a rotational hood;

- ротационной вытяжки заготовок за один или несколько переходов с промежуточными отжигами получить тонкостенную оболочку с высокой точностью геометрических размеров и качеством обработанной поверхности;- rotary drawing of blanks for one or several transitions with intermediate annealing to obtain a thin-walled shell with high accuracy of geometric dimensions and the quality of the processed surface;

- выполнения отжига, уменьшающего внутренние напряжения после первого и последнего перехода снизить уровень внутренних остаточных напряжений заготовок без уменьшения предела прочности металла заготовки;- performing annealing, which reduces internal stresses after the first and last transition, reduce the level of internal residual stresses of the workpieces without reducing the tensile strength of the metal of the workpiece;

- выполнения рекристаллизационного отжига перед последним переходом ротационной вытяжки снять наклеп металла, повысить пластичность и снизить твердость металла заготовки;- perform recrystallization annealing before the last transition of the rotary hood to remove metal hardening, increase ductility and reduce the hardness of the workpiece metal;

- использования в качестве смазки рабочих поверхностей деформирующего инструмента и заготовок эмульсии перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле снизить силу трения в очагах деформации, повысить точность и качество обрабатываемой поверхности оболочек и повысить стойкость деформирующего инструмента;- the use of perfluoropolyether acid acid emulsion in industrial oil as a lubricant for the working surfaces of the deforming tool and the workpiece emulsion, to reduce the friction force in the deformation zones, to increase the accuracy and quality of the surface of the shells and to increase the resistance of the deforming tool;

- нанесения на рабочие поверхности деформирующего инструмента антифрикционного фторсодержащего покрытия повысить срок службы деформирующего инструмента, сократить потери времени на замену изношенного инструмента, повысить точность и качество обрабатываемой поверхности, снизить трудоемкость и себестоимость изготовления оболочек;- applying an antifriction fluorine-containing coating to the working surfaces of the deforming tool, increase the service life of the deforming tool, reduce the time spent on replacing the worn tool, increase the accuracy and quality of the surface to be treated, reduce the complexity and cost of manufacturing shells;

- выполнения окончательной механической обработки подготовить заготовки оболочек для соединения с комплектующими деталями.- perform the final machining to prepare blanks of shells for connection with components.

Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:A new set of operations, as well as the presence of relations between them, allows, in particular, due to:

- использования в качестве смазки рабочих поверхностей деформирующего инструмента и наружной поверхности заготовок эмульсии перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в индустриальном масле при соотношении компонентов, масс %: (0,2÷10) и (99,8÷90), соответственно, обеспечить оптимальное соотношение компонентов, при содержании перфторполиэфиркислоты менее 0,2% возрастает сила трения, при содержании более 10% увеличивается расход перфторполиэфиркислоты и возрастает стоимость эмульсии;- use as a lubricant the working surfaces of the deforming tool and the outer surface of the workpieces of the emulsion of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in industrial oil with a ratio of components, mass%: (0.2 ÷ 10) and (99.8 ÷ 90), respectively, to ensure the optimal ratio of components , when the content of perfluoropolyether acid is less than 0.2%, the friction force increases, when the content is more than 10%, the consumption of perfluoropolyether acid increases and the cost of the emulsion increases;

- нанесения на рабочие поверхности деформирующего инструмента антифрикционного фторсодержащего покрытия в виде (0,5÷5) % раствора перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в хладоне 113 обеспечить оптимальное соотношение компонентов раствора, так как при содержании менее 0,5% перфторполиэфиркислоты в растворе снижается износостойкость инструмента, а при содержании более 5% увеличивается расход перфторполиэфиркислоты и возрастает стоимость раствора.- applying on the working surfaces of the deforming tool an antifriction fluorine-containing coating in the form of a (0.5 ÷ 5)% solution of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in Freon 113 to ensure the optimal ratio of the components of the solution, since when the content is less than 0.5% perfluoropolyether acid in the solution, the tool wear resistance decreases, and with a content of more than 5%, the consumption of perfluoropolyether acid increases and the cost of the solution increases.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение, от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».The features that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and are not known from the prior art in the process of conducting patent research, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательный уровень».Examining the prior art during a patent search on all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution does not explicitly follow from the prior art, therefore we can conclude that the criterion of "inventive step" .

Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления стальных тонкостенных оболочек сосудов высокого давления выполняют резку труб на мерные заготовки, калибровку заготовок по наружной или внутренней поверхности за одну или несколько операций с предварительным, промежуточным и окончательным рекристаллизационным отжигом, предварительную механическую обработку, ротационную вытяжку заготовок за один или несколько переходов с отжигом, уменьшающим внутренние напряжения после первого и последнего переходов и отжигом рекристаллизационным перед последним переходом, при этом при прессовой и ротационной обработке в качестве смазки рабочих поверхностей деформирующего инструмента и заготовок используют эмульсию перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле, кроме того на рабочие поверхности деформирующего инструмента наносят антифрикционное фторсодержащее покрытие, затем выполняют окончательную механическую обработку.The essence of the invention lies in the fact that in the method of manufacturing thin-walled steel shells of pressure vessels, pipes are cut into measured billets, the billets are calibrated on the outer or inner surface in one or more operations with preliminary, intermediate and final recrystallization annealing, preliminary mechanical processing, rotary drawing blanks for one or more transitions with annealing that reduces internal stresses after the first and last transitions and annealing the regs stallizatsionnym before the last passage, wherein when the rotary press and processed as a lubricant working surfaces of the deforming tool and workpiece perftorpoliefirkisloty emulsion used in industrial oil, in addition to the working surfaces of the deforming tool is applied a fluorine-containing anti-friction coating, then perform final machining.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен процесс калибровки трубных заготовок 21 и 22 пуансоном 1 в матрице 3, установленной в бандаже 4, 5 - смазочная жидкость, залитая в полость между матрицей 3, бандажом 4 и заготовкой 21, А и Б - рабочие поверхности пуансона 1 и матрицы 3.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the calibration process of pipe blanks 2 1 and 2 2 with a punch 1 in a matrix 3 installed in a band 4, 5 - a lubricant filled into the cavity between the matrix 3, a band 4 and a workpiece 2 1 , A and B - the working surfaces of the punch 1 and matrices 3.

На фиг. 2 изображен процесс ротационной вытяжки заготовки 6 толщиной стенки t0 (мм) за несколько переходов деформирующими роликами 10 на оправке 11.In FIG. 2 shows the process of rotational drawing of a workpiece 6 with a wall thickness t 0 (mm) for several transitions by deforming rollers 10 on the mandrel 11.

Заготовка 6 установлена на оправке 11 и зафиксирована на ней кольцом 12 и прижимом 13.The workpiece 6 is mounted on the mandrel 11 and fixed on it by a ring 12 and a clip 13.

На фиг. 2 также изображены: 7 - заготовка первого перехода, автраектория роликов 10 первого перехода, t1 (мм) - толщина стенки заготовки первого перехода, 8 - заготовка второго перехода, cd - траектория роликов 10 второго перехода, t2 (мм) - толщина стенки заготовки второго перехода, 9 - заготовка последнего перехода, ef - траектория роликов 10 последнего перехода, t3 (мм) - толщина стенки заготовки последнего перехода.In FIG. 2 also shows: 7 — blank of the first transition, auto-path of the rollers 10 of the first transition, t 1 (mm) - wall thickness of the blank of the first transition, 8 — blank of the second transition, cd — path of the rollers 10 of the second transition, t 2 (mm) - wall thickness blanks of the second transition, 9 - blank of the last transition, ef - trajectory of the rollers 10 of the last transition, t 3 (mm) - wall thickness of the blank of the last transition.

В - рабочие поверхности роликов 10.In - the working surface of the rollers 10.

Г - рабочая поверхность оправки 11.G - the working surface of the mandrel 11.

Sмин -1 - скорость вращения оправки и заготовки.S min -1 - the rotation speed of the mandrel and the workpiece.

Fмм/мин - осевая подача роликов.F mm / min - axial feed rollers.

Предлагаемый способ изготовления стальных тонкостенных оболочек осуществляется следующим образом.The proposed method for the manufacture of steel thin-walled shells is as follows.

Вначале выполняют резку труб из углеродистых и легированных сталей на мерные заготовки на трубоотрезных станках.Initially, pipes are cut from carbon and alloy steels into measured billets on pipe-cutting machines.

Выполняют отжиг рекристаллизационный смягчающий в электропечах. Затем калибруют заготовки по наружной или внутренней поверхности за одну или несколько операций, в зависимости от номенклатуры труб, на гидравлических прессах с промежуточным и окончательным рекристаллизационным смягчающим отжигом.Recrystallization softening annealing is performed in electric furnaces. Then the workpieces are calibrated on the outer or inner surface in one or several operations, depending on the nomenclature of the pipes, on hydraulic presses with intermediate and final recrystallization softening annealing.

При рабочем ходе пресса смазочная жидкость 5, на основе эмульсии перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле, поступает на рабочие поверхности А и Б деформирующего инструмента - пуансона 1 и матрицы 3, и наружные поверхности заготовок 21 и 22.During the working stroke of the press, lubricating fluid 5, based on an emulsion of perfluoropolyether acid in industrial oil, enters the working surfaces A and B of the deforming tool - the punch 1 and matrix 3, and the outer surfaces of the workpieces 2 1 and 2 2 .

На рабочие поверхности А пуансона 1 и Б матрицы 3 нанесено антифрикционное фторсодержащее покрытие.An antifriction fluorine-coated coating is applied to the working surfaces A of the punch 1 and B of the matrix 3.

После этого выполняют предварительную механическую - токарную обработку на токарных станках по наружной и внутренней и торцевым поверхностям с получением необходимых размеров для последующей ротационной вытяжки. Получают заготовку 6 (фиг. 2) под дальнейшую обработку.After this, preliminary mechanical - turning is performed on lathes on the outer and inner and end surfaces to obtain the required dimensions for subsequent rotational drawing. Get the workpiece 6 (Fig. 2) for further processing.

Ротационную вытяжку выполняют на давильно-раскатных станках за один или несколько переходов (фиг. 2) деформирующими роликами 10 на оправке 11.A rotary hood is performed on press-rolling machines for one or more transitions (Fig. 2) by deforming rollers 10 on the mandrel 11.

Заготовку 6 с толщиной стенки t0 (мм) устанавливают на оправку 11 и фиксируют на ней кольцом 12 и прижимом 13.A blank 6 with a wall thickness t 0 (mm) is mounted on the mandrel 11 and fixed on it with a ring 12 and a clamp 13.

Ротационную вытяжку за несколько переходов выполняют с промежуточным отжигом, уменьшающим внутренние напряжения после первого и последнего переходов и с рекристаллизационным смягчающим отжигом перед последним переходом.Rotary drawing for several transitions is performed with intermediate annealing, which reduces internal stresses after the first and last transitions and with recrystallization softening annealing before the last transition.

На первом переходе получают заготовку 7 с толщиной t1 (мм) при перемещении роликов 10 по траектории ав, заготовку 8 с толщиной t2 (мм) получают на втором переходе при перемещении роликов 10 по траектории cd, заготовку 9 с толщиной t3 (мм) - на последнем переходе при перемещении роликов по траектории ef.At the first transition, a workpiece 7 with a thickness of t 1 (mm) is obtained when moving the rollers 10 along the path Av, a workpiece 8 with a thickness of t 2 (mm) is obtained at the second transition when the rollers 10 are moving along the cd path, the workpiece 9 with a thickness of t 3 (mm ) - at the last transition when moving the rollers along the path ef.

В процессе ротационной вытяжки в качестве смазки рабочих поверхностей В и Г, соответственно, роликов 10 и оправки 11 и заготовок 6, 7, 8 по наружной поверхности используют эмульсию перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле.In the process of rotational drawing, as an lubricant of the working surfaces B and D, respectively, of the rollers 10 and the mandrel 11 and the workpieces 6, 7, 8, an emulsion of perfluoropolyether acid in industrial oil is used on the outer surface.

На рабочие поверхности В и Г, соответственно, роликов 10 и оправки 11 нанесено антифрикционное фторсодержащее покрытие.On the working surfaces B and D, respectively, of the rollers 10 and the mandrel 11, an antifriction fluorine-containing coating is applied.

Выполняют окончательную механическую - токарную обработку.Perform the final mechanical - turning.

Пример 1.Example 1

Горячедеформированные трубы из легированной стали СП28 (28Х3СНМВФА) режут на мерные заготовки на трубоотрезных станках.Hot-deformed pipes made of alloy steel SP28 (28H3SNMVFA) are cut into measuring billets on pipe-cutting machines.

Получают трубные заготовки размером 425×20 мм и длиной 500 мм. Выполняют рекристаллизационный смягчающий отжиг в электропечах.Get tube blanks measuring 425 × 20 mm and a length of 500 mm. Recrystallization softening annealing is performed in electric furnaces.

Затем трубные заготовки калибруют по наружному диаметру (фиг. 1) за две операции с промежуточным и окончательным рекристаллизационным отжигом.Then the tube blanks are calibrated by the outer diameter (Fig. 1) in two operations with intermediate and final recrystallization annealing.

Перед калибровкой на рабочие поверхности А пуансона 1 и Б матрицы 3 наносят высокостойкое антифрикционное фторсодержащее покрытие в виде (0,5-5)% раствора перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в хладоне 113 с длительным сроком действия и многократно повышающее срок службы деформирующего инструмента.Before calibration, a high-resistance antifriction fluorine-containing coating in the form of a (0.5-5)% solution of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in Freon 113 with a long life and many times increasing the service life of the deforming tool is applied to the working surfaces A of the punch 1 and B of matrix 3.

При рабочем ходе пресса смазочная жидкость 5 (фиг. 1) в виде эмульсии перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле при соотношении компонентов, масс %: (0,2÷10) и (99,8÷90), соответственно, поступает из полости между бандажем 4 и заготовкой 21 на рабочие поверхности Б матрицы 3 и на наружную поверхность заготовок 21 и 22.During the working stroke of the press, lubricating fluid 5 (Fig. 1) in the form of an emulsion of perfluoropolyether acid in industrial oil with a ratio of components, mass%: (0.2 ÷ 10) and (99.8 ÷ 90), respectively, comes from the cavity between the bandage 4 and the workpiece 2 1 on the working surface B of the matrix 3 and on the outer surface of the workpieces 2 1 and 2 2 .

После первого перехода калибровки получают заготовки оболочек размером 420×20 мм, и после второго перехода размером 415×20 мм.After the first transition of calibration, blanks of shells of 420 × 20 mm in size are obtained, and after the second transition of 415 × 20 mm in size.

Затем выполняют предварительную токарную обработку на токарных станках с получением заготовки 6 с размером 412×12 (мм) (фиг. 2).Then, preliminary turning is performed on lathes to obtain a blank 6 with a size of 412 × 12 (mm) (Fig. 2).

Выполняют ротационную вытяжку заготовки 6 (фиг. 2) за три перехода на давильно-раскатных станках.Perform a rotational hood billet 6 (Fig. 2) for three transitions on press-rolling machines.

После первого перехода получают заготовку 7 с толщиной стенки t1=8 (мм), после второго перехода - заготовку 8 с толщиной стенки t2=5 (мм), после третьего перехода заготовку 9 с толщиной стенки t3=2,5 (мм).After the first transition, a workpiece 7 with a wall thickness t 1 = 8 (mm) is obtained, after the second transition, a workpiece 8 with a wall thickness t 2 = 5 (mm) is obtained, after the third transition, a workpiece 9 with a wall thickness t 3 = 2.5 (mm) )

После первого и третьего перехода выполняют отжиг, уменьшающий внутренние напряжения.After the first and third transitions, annealing is performed to reduce internal stresses.

Перед третьем переходом выполняют рекристаллизационный смягчающий отжиг.Before the third transition, recrystallization softening annealing is performed.

Перед ротационной вытяжкой на рабочие поверхности В и Г деформирующего инструмента - роликов 10 и оправки 11 наносят высокостойкое антифрикционное фторсодержащее покрытие в виде (0,5÷5)% раствора перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в хладоне 113 с длительным сроком действия, многократно повышающее срок службы роликов и оправки.Before the rotary hood, on the working surfaces B and D of the deforming tool — rollers 10 and mandrel 11, a high-resistance antifriction fluorine-containing coating is applied in the form of a (0.5–5)% solution of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in Freon 113 with a long term of operation, which significantly increases the life of the rollers and mandrels.

Перед каждым переходом ротационной вытяжки на рабочие поверхности В и Г роликов 10 и оправки 11, а также на наружные поверхности заготовок 6, 7 и 8 наносят смазку в виде эмульсии перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле, при соотношении компонентов, масс %: (0,2÷10) и (99,8÷90), соответственно.Before each transition of the rotary hood to the working surfaces of B and D of the rollers 10 and mandrel 11, as well as to the outer surfaces of the blanks 6, 7 and 8, grease is applied in the form of an emulsion of perfluoropolyether acid in industrial oil, with a ratio of components, mass%: (0.2 ÷ 10) and (99.8 ÷ 90), respectively.

В процессе ротационной вытяжки на каждом переходе на рабочие поверхности роликов, оправки и наружные поверхности заготовок подается смазочно-охлаждающая жидкость в виде индустриального масла.In the process of rotational drawing at each transition, cutting lubricants in the form of industrial oil are supplied to the working surfaces of the rollers, mandrels and the outer surfaces of the workpieces.

Затем выполняют окончательную токарную обработку.Then perform the final turning.

Пример 2Example 2

Горячедеформированные трубы из углеродистой стали сталь 10 режут на мерные заготовки размером 425×18 мм длиной 425 мм.Hot-deformed carbon steel steel 10 pipes are cut into dimensional blanks of 425 × 18 mm in length and 425 mm in length.

Выполняют рекристаллизационный смягчающий отжиг.Recrystallization softening annealing is performed.

Перед калибровкой на рабочие поверхности пуансона 1 и матрицы 3 (фиг. 1) наносят высокостойкое антифрикционное покрытие (см. пример 1)Before calibration, a high-resistance antifriction coating is applied to the working surfaces of the punch 1 and die 3 (Fig. 1) (see example 1)

Затем трубные заготовки калибруют по наружному диаметру за одну операцию с получением заготовки размером 420×18 мм.Then the tubular billets are calibrated by the outer diameter in one operation to obtain a billet with a size of 420 × 18 mm.

При рабочем ходе пресса смазка 5 поступает на рабочие поверхности Б матрицы 3 и на наружную поверхность заготовок (см. пример 1).During the working stroke of the press, lubricant 5 enters the working surfaces B of the matrix 3 and the outer surface of the workpieces (see example 1).

Выполняют рекристаллизационный смягчающий отжиг.Recrystallization softening annealing is performed.

Затем выполняют предварительную токарную обработку с получением заготовки 6 (фиг. 2) с размерами 416×12 мм.Then, preliminary turning is performed to obtain a workpiece 6 (Fig. 2) with dimensions of 416 × 12 mm.

Перед ротационной вытяжкой на рабочие поверхности В и Г роликов 10 и оправки 11 наносят высокостойкое антифрикционное фторсодержащее покрытие (см. пример 1).Before the rotary hood, on the working surfaces B and D of the rollers 10 and the mandrel 11, a highly resistant antifriction fluorine-containing coating is applied (see example 1).

Выполняют ротационную вытяжку заготовки 6 за два перехода с рекристаллизационным смягчающим отжигом перед вторым переходом.Rotate the billet 6 for two transitions with recrystallization softening annealing before the second transition.

Перед каждым переходом ротационной вытяжки на рабочие поверхности В и Г роликов 10 и оправки 11, а также на наружные поверхности заготовок 6,7 наносят смазку (см. пример 1).Before each transition of the rotary hood to the working surfaces B and D of the rollers 10 and the mandrel 11, as well as on the outer surfaces of the workpieces 6,7 apply lubricant (see example 1).

В процессе ротационной вытяжки на каждом переходе подается смазочно-охлаждающая жидкость (см. пример 1).In the process of rotational drawing, cutting fluid is supplied at each transition (see example 1).

После первого перехода получают заготовку 7 толщиной t1=6,5 мм, после второго перехода - заготовку 8 толщиной t2=2,2 мм.After the first transition, a workpiece 7 with a thickness of t 1 = 6.5 mm is obtained, after the second transition, a workpiece 8 with a thickness of t 2 = 2.2 mm is obtained.

Выполняют отжиг уменьшающий напряжения.Perform annealing to reduce stress.

В заключение выполняют окончательную токарную обработку.In conclusion, perform the final turning.

Выполнение способа в соответствии с изобретением обеспечивает возможность изготовления стальных тонкостенных оболочек сосудов высокого давления с высокой точностью и качеством обработанной поверхности, высокой стойкостью деформирующего инструмента, высокой конструктивной и циклической прочностью, низким уровнем остаточных напряжений, высоким коэффициентом использования металла, низкой трудоемкостью и себестоимостью изготовления.The implementation of the method in accordance with the invention enables the manufacture of steel thin-walled shells of pressure vessels with high accuracy and quality of the processed surface, high resistance to the deforming tool, high structural and cyclic strength, low residual stresses, high metal utilization, low labor and production costs.

Изобретение может быть использовано при производстве различных стальных оболочек.The invention can be used in the manufacture of various steel shells.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями оболочек, изготовленных по данному способу.The indicated positive effect is confirmed by tests of shells made by this method.

Claims (3)

1. Способ изготовления стальных тонкостенных оболочек сосудов высокого давления, включающий прессовую, термическую и ротационную обработку заготовок с использованием смазочно-охлаждающей жидкости и смазки, отличающийся тем, что выполняют резку трубы на мерные заготовки, калибровку заготовок по наружной или внутренней поверхности за несколько операций с предварительным, промежуточным и окончательным рекристаллизационным отжигом, предварительную механическую обработку, ротационную вытяжку заготовок с отжигом, уменьшающим внутренние напряжения после первого и последнего переходов и отжигом рекристаллизационным перед последним переходом, при этом при прессовой и ротационной обработке в качестве смазки рабочих поверхностей деформирующего инструмента и заготовок используют эмульсию перфторполиэфиркислоты в индустриальном масле, причем на рабочие поверхности деформирующего инструмента наносят антифрикционное фторсодержащее покрытие, затем выполняют окончательную механическую обработку.1. A method of manufacturing steel thin-walled shells of pressure vessels, including pressing, heat and rotary processing of workpieces using cutting fluid and lubricant, characterized in that the pipe is cut into measured workpieces, calibrating the workpieces on the outer or inner surface in several operations with preliminary, intermediate and final recrystallization annealing, preliminary machining, rotational drawing of billets with annealing, reducing internal voltage after the first and last transitions and recrystallization annealing before the last transition; in this case, during press and rotary processing, an emulsion of perfluoropolyether acid in industrial oil is used to lubricate the working surfaces of the deforming tool and the workpieces, and an antifriction fluorine-containing coating is applied to the working surfaces of the deforming tool, then the final machining. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве смазки рабочих поверхностей деформирующего инструмента и наружной поверхности заготовок используют эмульсию перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в индустриальном масле при соотношении компонентов, мас. %: (0,2÷10) и (99,8÷90), соответственно.2. The method according to p. 1, characterized in that as a lubricant of the working surfaces of the deforming tool and the outer surface of the workpieces use an emulsion of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in industrial oil with a ratio of components, wt. %: (0.2 ÷ 10) and (99.8 ÷ 90), respectively. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на рабочие поверхности деформирующего инструмента наносят антифрикционное фторсодержащее покрытие в виде (0,5÷5)% раствора перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в хладоне 113.3. The method according to p. 1, characterized in that an antifriction fluorine-containing coating is applied to the working surfaces of the deforming tool in the form of a (0.5 ÷ 5)% solution of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in freon 113.
RU2019128454A 2019-09-10 2019-09-10 Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels RU2710285C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128454A RU2710285C1 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128454A RU2710285C1 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2710285C1 true RU2710285C1 (en) 2019-12-25

Family

ID=69022999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019128454A RU2710285C1 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2710285C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773976C1 (en) * 2021-12-13 2022-06-14 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" Method for manufacturing axisymmetric thin-walled shells

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989434A (en) * 1989-08-09 1991-02-05 Adolph Coors Company Method and apparatus for doming can bottoms
RU2426617C1 (en) * 2010-03-18 2011-08-20 Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" Method of producing thin-wall shells
RU2502576C1 (en) * 2012-11-09 2013-12-27 Николай Алексеевич Поролло Method of making thin-wall large-sized shells by rotary drawing
RU2511166C1 (en) * 2012-09-07 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Method of producing thin-wall complex-shape shells
RU2538792C1 (en) * 2013-05-29 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" Rotary drawing of thin-wall shells with crowning
RU2638605C2 (en) * 2015-05-25 2017-12-14 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Технологический центр" Method for manufacturing thin-walled shells of complex form

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989434A (en) * 1989-08-09 1991-02-05 Adolph Coors Company Method and apparatus for doming can bottoms
RU2426617C1 (en) * 2010-03-18 2011-08-20 Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" Method of producing thin-wall shells
RU2511166C1 (en) * 2012-09-07 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Method of producing thin-wall complex-shape shells
RU2502576C1 (en) * 2012-11-09 2013-12-27 Николай Алексеевич Поролло Method of making thin-wall large-sized shells by rotary drawing
RU2538792C1 (en) * 2013-05-29 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" Rotary drawing of thin-wall shells with crowning
RU2638605C2 (en) * 2015-05-25 2017-12-14 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Технологический центр" Method for manufacturing thin-walled shells of complex form

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гредитор М.А. Давильные работы и ротационное выдавливание. изд. Машиностроение, Москва, 1971, с.111, рис. 66, 67. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775305C1 (en) * 2021-09-14 2022-06-29 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева Method for manufacturing axisymmetric alloy steel housings
RU2773976C1 (en) * 2021-12-13 2022-06-14 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" Method for manufacturing axisymmetric thin-walled shells
RU2780417C1 (en) * 2022-02-07 2022-09-22 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" Method for manufacturing axisymmetric shells
RU2835610C1 (en) * 2024-02-27 2025-02-28 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" Method of making thin-walled shells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005068098A9 (en) Method for producing seamless pipe
CN112845658B (en) A kind of preparation method of UNS N08825 small diameter precision seamless pipe
CN113600637B (en) Seamless steel pipe and preparation method thereof
CN104551669A (en) Production method of cold-drawn high-precision seamless steel tube
CN104338778A (en) Method for manufacturing precise inner hole honing tube
RU2710311C1 (en) Method of making thin-wall shells from alloyed steels
CN105880934A (en) Manufacturing method for high-precision cold-drawn inner-hole honed pipe
RU2710285C1 (en) Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels
RU2461436C1 (en) Method of producing variable cross-section thin-wall shells
EP0913213A1 (en) Metalworking method and product obtained with the method
RU2722939C1 (en) Method of making complex profile axisymmetric parts
CN104759834A (en) Hot-rolled high-strength oil pipe manufacturing method
RU2426617C1 (en) Method of producing thin-wall shells
RU2727370C1 (en) Method of making axially symmetric thin-wall shells and device for making axially symmetric thin-wall shells
RU2775305C1 (en) Method for manufacturing axisymmetric alloy steel housings
RU2615959C1 (en) Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method
RU2623203C1 (en) Manufacturing method of the periodic profile thin-wall shells from aluminium alloys
RU2773976C1 (en) Method for manufacturing axisymmetric thin-walled shells
RU2814100C1 (en) Method for manufacturing complex-profile shells with internal grooves
RU2780417C1 (en) Method for manufacturing axisymmetric shells
RU2799823C1 (en) Method for manufacturing steel complex-shaped shells
RU2759144C1 (en) Method for manufacturing axisymmetric shells with internal riffles
RU2695095C1 (en) Method of making thin-walled axially symmetric vessels bodies from alloyed steels operating under high pressure
CN116984833A (en) Processing method of nickel-based superalloy pipe
RU2343035C2 (en) Method for rotary drawing of complex profile shells