ФГАОУ ВО НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
А. С. Будников, аспирант, ассистент кафедры ОМД, эл. почта: fiar128@yandex.ru
Е. А. Харитонов, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры ОМД, эл. почта: haritonov45@mail.ru
А. С. Алещенко, канд. техн. наук, зав. кафедрой ОМД, эл. почта: judger85@mail.ru

АО «Первоуральский новотрубный завод» (АО «ПНТЗ»), Первоуральск, Россия:
Р. В. Исхаков, ведущий инженер-технолог, эл. почта: ruslan.iskhakov@chelpipe.ru

С целью повышения технологических возможностей трехвалковых калибровочных станов винтовой прокатки проведено исследование процесса деформирования полых труб без применения оправки. Такой процесс можно применять при получении труб малого диаметра из непрерывнолитой заготовки, он позволяет исключить перекат заготовки на меньший диаметр. Немаловажным вопросом при использовании данного процесса является получение трубы с заданным значением толщины стенки. Для его решения была предложена методика оценки изменения толщины стенки трубы, основанная на закономерностях интенсивности изменения толщины стенки с различными параметрами процесса деформирования и очага деформации. Рассмотрено влияние безоправочной прокатки или редуцирования труб с обжатием по диаметру 5–25 % в трехвалковом стане винтовой прокатки. Представлена методика оценки интенсивности изменения толщины стенки гильзы в очаге деформации, характеризуемого углом τ. Методика позволяет определить конечное значение толщины стенки при безоправочной прокатке в широком диапазоне значений суммарного обжатия, геометрических параметров исходной гильзы (отношение диаметра к толщине стенки) и калибровки рабочих валков. Описаны результаты экспериментальной безоправочной прокатки гильз с D/S = 5–10 на полупромышленном стане МИСиС 130. Установлена зависимость между значением угла τ, отношением D/S исходной гильзы и суммарным обжатием по диаметру. Осуществлена проверка методики оценки интенсивности изменения толщины стенки в промышленных условиях на ТПА 160 АО «ПНТЗ», где отмечено влияние калибровки валков, а также суммарного обжатия по диаметру на значения угла τ. На основе экспериментальных данных безоправочной прокатки построена и реализована конечно-элементная модель процесса в программе DEFORM-3D, позволяющая расширить возможности исследования интенсивности изменения толщины стенки, выраженной углом τ, определить взаимосвязи с основными деформационными параметрами процесса редуцирования. Разработанная методика оценки изменения толщины стенки может быть применима также в условиях винтовой раскатки труб на оправке. В зонах редуцирования очага деформации с повышенным обжатием по диаметру оценка изменения толщины стенки позволяет точнее изучить условия деформации труб и выбрать наиболее рациональные режимы их раскатки.

1. Romanenko V. P., Stepanov P. P., Kriskovich S. M. Production of Hollow Railroad Axles by Screw Piercing and Radial Forging // Metallurgist. 2018. Vol. 61, Iss. 9-10. P. 873–877.
2. Romancev B. A., Goncharuk A. V., Aleshchenko A. S., Gamin Y. V. Production of hollow thick-walled profi les and pipes made of titanium alloys by screw rolling // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2015. Vol. 56, Iss. 5. P. 522–526.
3. Romantsev B. A., Galkin S. P., Mikhajlov V. K. Bar micromill // Steel in Translation. 1995. Vol. 2. P. 40–42.
4. Романцев Б. А., Гончарук А. В., Хе Ч. С. Получение горячекатаных полых заготовок из легированных сталей // Производство проката. 2015. № 5. С. 23–26.
5. Pavlov D. A., Bogatov A. A., Pavlova E. A. Effect of Kinematic Tension Coefficient on Wall Thickness Variation for Tube/Pipe Rolled in a Reducing Mill // Metallurgist. 2018. Vol. 62. No. 3-4. P. 203–206.
6. Jiang Y.-Z., Tang H.-P. Method for improving transverse wall thickness precision of seamless steel tube based on tube rotation // Journal of Iron and Steel Research International. 2015. Vol. 22, Iss. 10. P. 924–930.
7. Будников А. С., Харитонов Е. А., Сорокин Ф. В. Исследование разностенности труб в процессе редуцирования на трехвалковом стане винтовой прокатки // Сталь. 2017. № 10. С. 31–34.
8. Исследование процесса винтовой прокатки толстостенных гильз и труб : дис. … канд. техн. наук / В. И. Шаманаев, И. Н. Потапов. — М. : МИСиС, 1979. — 251 с.
9. Pat. 4409810 US. Process for manufacturing seamless metal tubes / T. Yamada. — 1983.
10. Pat. 3495429 US. Method of reducing tubes, especially thick-walled tubes and means for practicing the method / G. Muller. — 1966.
11. Ершов С. В., Штода М. Н. Точность моделирования процессов обработки металлов давлением методом конечных элементов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2016. № 4. С. 284–286.
12. Skripalenko M. M., Bazhenov V. E., Romantsev B. A. Mannesman Piercing of Ingots by Plugs of Different Shapes // Materials Science and Technology. 2016. Vol. 32. No. 16. P. 1712–1720.
13. Шимов Г. В., Ерпалов М. В., Павлов Д. А. Влияние модели материала на напряженно-деформированное состояние в очаге деформации на примере процесса безоправочного волочения трубы // Черные металлы. 2018. № 10. С. 27–32.
14. Богатов А. А., Нухов Д. Ш., Панасенко О. А., Толкушкин А. О. Способ физического моделирования процесса разрушения металлов при винтовой прокатке заготовок // Черные металлы. 2018. № 10. С. 6–10.
15. Skripalenko M. M., Bazhenov V. E., Romantsev B. A. Computer modeling of chain processes in the manufacture of metallurgical products // Metallurgist. 2014. Vol. 58. No. 1-2. P. 86–90.
16. Pan K., Wang X., Qing G. Finite element simulation of tube stretchreducing wall thickness cross-section with round passes system // Journal of University of Science and Technology Beijing. 2000. Vol. 22, Iss. 1. P. 38–40.