Патент на изобретение №2330739

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕЦИЗИОННЫХ ТРУБ

(57) Реферат:

Способ предназначен для производства прецизионных капиллярных труб волочением. Высокая точность и стабильность размеров трубы по диаметру и толщине стенки, качество поверхности и повышение выхода годного продукта достигается за счет того, что в способе, включающем волочение трубной заготовки на оправке, заготовку попеременно подвергают прокатке и безоправочному волочению с коэффициентом вытяжки, равным 7,0-10,0, после чего трубную заготовку подвергают безоправочному волочению по меньшей мере в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, затем осуществляют волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, далее трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7. 1 табл.

Изобретение относится к способам обработки металлов давлением, а именно к производству труб волочением трубной заготовки, и может быть использовано для производства прецизионных капиллярных труб.

Трубы, предназначенные для изготовления оболочек для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), должны быть идентичными в каждой кассете и отвечать повышенным по сравнению с другой подобной продукцией требованиям ТУ 14-159-264-97 и иметь следующие показатели точности размеров: по наружному диаметру +/-0,015 мм, по толщине стенки +/-0,015 мм.

Шероховатость наружной поверхности Ra должна быть не более 0,63 мкм.

Шероховатость внутренней поверхности Ra должна быть не более 0,80 мкм.

Кроме того, они должны иметь высокую точность и стабильность размеров по длине каждой трубы, труб в партии и между партиями труб.

Известен [1] способ производства прецизионных капиллярных труб волочением на оправке через вращающиеся волоки. Сущность изобретения состоит в деформации полой заготовки на оправке рядом последовательно расположенных вращающихся головок с телами качения с постоянным отношением удельной энергии по очагам деформации.

Основным недостатком данного способа является невозможность обеспечения высокой точности и стабильности размеров трубы по диаметру и толщине стенок, что приводит к снижению выхода годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97, на 35-40%.

В качестве прототипа принят способ получения прецизионных капиллярных труб [2], который включает волочение на оправке с коэффициентом вытяжки, равным 4.

Основным недостатком данного способа является невозможность обеспечения высокой точности и стабильности размеров трубы по диаметру и толщине стенок, одинаково высокого качества внутренней и наружной поверхностей труб, что приводит к снижению выхода годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97, на 35-40%.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение высокой точности и стабильности размеров трубы по диаметру и толщине стенки, одинаково высокого качества внутренней и наружной поверхностей труб и вследствие этого повышение выхода годного продукта.

Задача решается тем, что в способе производства прецизионных труб, включающем волочение трубной заготовки на оправке, заготовку попеременно подвергают прокатке и безоправочному волочению с коэффициентом вытяжки, равным 7,0-10,0, после чего трубную заготовку подвергают безоправочному волочению по меньшей мере в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, затем осуществляют волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, далее трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7.

Сочетание прокатки и безоправочного волочения с коэффициентом вытяжки, равным 7,0-10,0 на первом этапе, безоправочного волочения по меньшей мере в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0 на втором этапе; и волочения на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, обработки трубы с оправкой телами качения, а затем безоправочного волочения трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7 на последнем этапе позволяет добиваться на каждом этапе максимально возможной деформации трубной заготовки по диаметру и толщине стенки при высоких качественных характеристиках ее поверхностей. Высокая точность и стабильность размеров капиллярных труб с одновременной субмикронной чистотой наружной и внутренней поверхностей труб, снижение количества брака, обеспечиваемых предлагаемой технологией, повышают выход годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97.

Коэффициенты вытяжки и количество проходов на каждой операции лимитируются требованиями получения необходимых размеров при одновременно высоком качестве поверхностей. Поэтому волочение в один проход на втором этапе не позволит добиться поставленной задачи.

При коэффициентах вытяжки: менее 7,0 – на первом этапе; менее 1,4 – на втором этапе; менее 1,2 – на длинной оправке; менее 1,2 – б/о волочения на последнем этапе – не будут достигнуты нужные размеры с необходимой степенью шероховатости наружной поверхности, не будет проработана структура металла. Вследствие чего снизится выход годного продукта.

Испытания предложенной технологии проводились по нижеуказанному маршруту (по основным операциям, без упоминания вспомогательных термообработки, обезжиривания, правки и т.п.). Маршрут включал:

1. Подготовку заготовки

2. Прокатку трубной заготовки на стане ХПТ-55

3. Прокатку на стане ХПТ-32

4. Прокатку на стане ХПТР-15-30

5. Безоправочное (б/о) волочение

6. Прокатку на стане ХПТР-8-15

7. Б/о волочение

8. Прокатку на стане ХПТР-8 -15

9. Б/о волочение

10. Б/о волочение

11. Волочение на длинной оправке на предготовый размер

12. Обкатка трубы с оправкой

13. Б/о волочение на готовый размер 2,3×0,30

В таблице 1 приведены результаты осуществления производства прецизионных труб в режимах предлагаемой технологии.

Анализ приведенных примеров показывает, что использование предлагаемого изобретения позволяет достичь нового технического результата – обеспечить высокую точность и стабильность размеров трубы по диаметру и толщине стенки, одинаково высокое качество внутренней и наружной поверхностей труб.

Отбраковка по несоответствию требованиям ТУ 14-159-264-97 на трубы, применяемые в атомной промышленности, снизилась с 35-40 до 10-12%.

Список использованной литературы

1. Патент РФ №2025161 кл. В21С 3/08. Способ производства тонкостенных труб, И.И.Казакевич, Д.И.Казакевич, В.А.Шелементьев, Н.П.Рябихин, заявитель Акционерное общество “Электростальский завод тяжелого машиностроения», опубл. 1994.12.30., заявка. №5060729/27, з. 1992.07.07.

2. Особенности производства прецизионных труб малых размеров в условиях современных мини-производств. Ю.Н.Стасовский, А.А.Верещагин, М.: Сталь, 2004 г., №10, с.56.

Формула изобретения

Способ производства прецизионных труб, включающий волочение трубной заготовки, отличающийся тем, что заготовку попеременно подвергают прокатке и безоправочному волочению с коэффициентом вытяжки, равным 7,0-10,0, после чего трубную заготовку подвергают безоправочному волочению по меньшей мере в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, затем осуществляют волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, далее трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7.