Влияние коэффициента трения на коэффициент уширения при прокатке круглых полос в овальном калибре с задним натяжением

Abstract

В статье приведены лабораторные исследования с использованием круглых алюминиевых и свинцовых полос. Диаметр заготовок составлял 6,5 мм, а диаметр валков стана – 210 мм. Прокатка осуществлялась в овальном калибре шириной 8,8 мм. Во время прокатки создавалось заднее натяжение различной величины. Для создания разных режимов трения в очаге деформации заготовки прокатывались с сухой поверхностью, а также с покрытием мылом или мелом. Экспериментальные данные обрабатывались методами статистического анализа. Результаты исследований показывают, что условия трения в очаге деформации при прокатке круглых полос в овальных калибрах независимо от режима натяжения и прокатываемого материала существенно влияют на величину поперечной деформации металла. Во всех исследуемых случаях, снижение коэффициента трения вызывает снижение уширения, а повышение коэффициента трения – увеличивает поперечное течение металла в очаге деформации. Прокатка свинцовых и алюминиевых круглых полос, покрытых мылом, в овальном калибре протекала с однозонным очагом деформации, то есть при отрицательных значениях опережения. При этом известные формулы для расчета абсолютного уширения не работают, так как все они выведены для условия наличия зоны опережения. Предлагаемая модель учитывает возможность прокатки в овальном калибре с однозонным очагом деформации. Расчетные значения коэффициента уширения при значениях коэффициента трения f = 0,05-0,45 близки к экспериментальным данным. Разработана новая математическая модель для определения коэффициента уширения при прокатке круглых полос в овальных калибрах. Методика расчета коэффициента уширения может быть использована для расчета деформации металла при производстве катанки в высокоскоростных блоках современных прокатных станов.This article describes laboratory studies performed using round aluminum and lead bars. The diameter of bars was 6.5 mm and diameter of rolls was 210 mm. The rolling was made in an oval caliber 8.8 mm wide. During rolling, back tension of various sizes was created. To create different friction modes in the deformation zone, billets were rolled with a dry surface, as well as coated with soap or chalk. Experimental data was processing by statistical analysis methods. Research results show that the friction conditions in deformation zone during rolling round bars in oval calibers affect significantly on value of the transversal deformation of metal, it is regardless of the tension mode and rolled material. In all studied cases, a decrease in the friction coefficient is causes a decrease in broadening, and an increase in friction coefficient increases the transversal flow of the metal in deformation zone. The rolling of lead and aluminum round bars coated with soap in an oval caliber proceeded with a single-area deformation zone, i.e., at negative values out-running. Moreover, the well-known formulas for calculating the absolute broadening do not work, since all of them are derived for condition when presence of outrunning area. The proposed model takes into account the possibility of rolling in an oval caliber with a single-area deformation zone. The calculated values of broadening coefficient at the values of friction coefficient f = 0.05-0.45 are close to experimental data. New mathematical model has been developed to determine the coefficient of broadening when rolling round bars in oval calibers. The methodology of calculate the coefficient broadening can be used to calculate metal deformation in the production of wire rod in the high-speed blocks of modern rolling mills.