Исследование эффективности применения смазок валков при холодной прокатке тонких лент на промышленном двухвалковом стане 175х300

Материалы и методика исследования

На двухвалковом стане 175х300 для прокатки лент толщиной 0,55 мм используются заготовки толщиной 0,7 мм, вырезанных из рулона. К медной ленте для листовой штамповки деталей предъявляются высокие требования по толщине и механическим свойствам. Отклонения по толщине не должно превышать ±0,01 мм. Исходным материалом (подкатом) для прокатки и исследования послужили ленты размерами 0,7х20х2000мм, полученные после продольной и поперечной резки промышленных рулонных лент из медного сплава М0 на машиностроительном заводе в городе Донг Най.

Толщина по длине лент после прокатки должно соответствовать диапазону 0,55±0,01мм. Измерение толщины лент до и после прокатки проводили электронным штангенциркулем с погрешностью ±0,01мм, а длины с погрешностью ±0,1мм  [1, 2].

На стане 175х300 прокатали 20 опытных лент на толщину 0,55мм из медного сплава М0 с разными условиями смазывания валков, в том числе: 5 лент в сухих валках; 5 лент при подаче воды на валки; 5 лент — со смазкой валков индустриальным маслом И40 (5 %) и 5 лент — со смазкой валков индустриальным маслом И20 (5 %). Расчет коэффициента контактного трения  проводили по формуле А.П. Грудева [3–5].

Процесс холодной прокатки медных лент выполнен по двум и трем проходам. Количество проходов выбиралось в зависимости от качества (точность и механические свойства) лент после прокатки [6].

Результаты исследования

На основании результатов исследований были приведены влияния различных условий контактного трения на формирование толщины, деформационно-силовые показатели при холодной прокатки по длине медных лент на промышленном стане 175х300.

В процессе прокатки при отклонении толщины от номинала (0,55мм) по длине ленты формируется разнотолщинность. Продольная разнотолщинность отрицательно влияет не только на металлургический передел металла, но и на качество готовых изделий из проката.

Распределение толщины по длине медных лент после второго прохода при смазке валков индустриальным И20 (5%) и индустриальным маслом И40 (5 %) более равномерно, чем в сухих валках или со смазкой водой. В основной части проката толщина практически одинакова или с незначительным изменением. Заметим, что толщина лент по всей длине после второго прохода прокатки (на выходе из стана) со смазками И20 (5 %) и И40 (5 %) находится в диапазоне 0,54–0,56 мм. Это соответствует техническим требованиям для листовой штамповки точных деталей (h₁ = 0,55±0,01 мм) машиностроительного завода в г. Донг Най. А при прокатке в сухих валках или с водой толщина по длине лент после второго прохода не обеспечивает требования по точности (h₁>0,56 мм), поэтому в этом случае нужен третий проход. Таким образом, при применении смазок валков индустриальным маслом И20 (5 %) и И40 (5 %) на стане 175х300 позволяет уменьшить количество проходов прокатки лент с 3 до 2 и обеспечивать требуемую точность толщины ленты.

Выводы

1. Установлено, что применение смазок валков индустриальным маслом И20 (5 %) или И40 (5 %) на промышленном двухвалковом стане 175х300 позволяет уменьшить силу прокатки на 4–10 % и увеличить обжатие лент на 1,43–6,22 %.  Это обеспечивает возможность сокращения количества проходов при прокатке лент на стане с трех до двух и заданную точность толщины ленты для листовой штамповки деталей.
2. Результаты исследований позволили разработать рациональные режимы прокатки медных лент из сплава М0 с уменьшением неравномерности распределения по длине проката сил прокатки с 37 % до 23 % и относительных обжатий с 4,71 % до 1,55 %, а толщины по всей длине лент находится в диапазоне 0,54–0,56 мм при применении смазок валков индустриальным маслом И20 (5 %) или И40 (5 %) на промышленном двухвалковом стане 175х300. Установлены количественные закономерности о влиянии смазок валков на распределение параметров прокатки по длине медных лент.
3. Разработка и внедрение новых режимом прокатки с применением смазки валков индустриальным маслом И20 или И40 на двухвалковом стане 175х300, обеспечило заданную точность толщины 0,55 мм по длине лент при значительном сокращении времени на деформацию на машиностроительном заводе в г. Донг Най во Вьетнаме.