Московский политехнический университет, Москва, Россия

Р. Л. Шаталов, профессор кафедры обработки материалов давлением и аддитивных технологий, докт. техн. наук, эл. почта: mmomd@mail.ru

ООО «Хоббика», Москва, Россия
А. С. Калмыков, конструктор технологических систем и оборудования, эл. почта: kalmykov.artiom@yandex.ru

Богородский филиал АО «НПО «Прибор», Ногинск, Россия
В. А. Медведев, инженер-технолог, канд. техн. наук, эл. почта: 10-bmt@mail.ru

ООО «Кольчугинский завод ОЦМ», Кольчугино, Россия
С. А. Александров, начальник прокатного отдела, эл. почта: sergeialeks33@gmail.com

Исследовано влияние направления деформации на распределение механических свойств, структуру и формирование размеров при холодной прокатке латунных листов (Л63) толщиной 3,2 мм из заготовок размером 4,5×380×380 мм на стане 610×940 Кольчугинского завода по обработке цветных металлов. Исходные заготовки прокатывали в два прохода с общим суммарным относительным обжатием, равным 30 %. Часть заготовок деформировали в продольном направлении, а часть – с разворотом на 90 град. перед вторым проходом. Установлено, что направление деформации влияет на величину и распре деление механических свойств по длине и ширине листа: при продольной прокатке средние значения твердости составили 80 HRB, предела текучести – 253 МПа, временного сопротивления разрыву – 401 МПа; при прокатке с разворотом средние значения твердости составили 83 HRB, предела текучести – 261 МПа, временного сопротивления разрыву – 419 МПа. При прокатке листа с разворотом перед вторым проходом показатели механических свойств возрастают на 3–5 %. Также отмечены увеличение и более равномерное распределение поверхностной твердости за счет дополнительного искажения кристаллической решетки. При этом существенно уменьшилась анизотропия твердости – от 8 до 3 HRB (на 38 %). Показано, что направление деформации листа оказывает значительное влияние на размер и форму зерна. При продольной прокатке в микроструктуре выраженная направленная текстура зерен длиной около 70 мкм и шириной 25 мкм. При прокатке с разворотом в микроструктуре присутствуют дробленные зерна округлой формы размером около 30 мкм. Экспериментально установлено, что при развороте в ходе прокатки с суммарным обжатием, равным 30 %, величина разноширинности листов δ_В уменьшается на 1,34 мм (на 87 %) по сравнению с продольной прокаткой. Значения истинных деформаций при продольной прокатке и с разворотом листа перед вторым проходом исследованы в программном комплексе DEFORM-3D. Установлено, что при продольной прокатке листов в одном направлении величина относительной деформации составила 0,304, с разворотом – 0,181, т. е. на 40 % ниже. При этом направление прокатки влияет на формирование формы листов: прямоугольника или квадрата. Проведенные исследования позволили разработать и внедрить рациональные режимы прокатки с разворотом латунных листов (Л63) на стане 610×940 Кольчугинского завода ОЦМ и повысить качество листового проката на 7–9 %.

Авторы выражают благодарность в предоставлении помощи при проведении опытно-промышленного эксперимента на Кольчугинском заводе ОЦМ главному инженеру Е. А. Юдину.

1. Типалин С. А., Шаталов Р. Л., Белоусов В. Б. Штамповка вытяжкой осесимметричных деталей из латунных листов с регламентируемым утонением // Цветные металлы. 2022. № 3. С. 91–95.
2. Тушин Р. А. Определение характеристик латуни для операции «Осадка» при производстве гильз // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. № 3. С. 591–595.
3. Рыбин Ю. И., Рудской А. И., Золотов А. М. Математическое моделирование и проектирование технологических про цессов обработки металлов давлением. – СПб. : Наука, 2004. – 644 с.
4. Efimenko S. P., Yusupov V. S. Some problems in prediction of development of metallurgical technology (as a matter for discussion) // Steel in Translation. 1995. №. 10. Р. 69–73.
5. Шаталов Р. Л., Медведев В. А., Комаров Ю. Ю. Исследование влияния обжатия на механические свойства и структуру свинцовых лент С1 // Цветные металлы. 2024. № 8. С. 91–96.
6. Skripalenko M. N., Skripalenko M. M., Ashikhmin D. A. et al. Wavelet analysis of fluctuations in the thickness of cold-rolled strip // Metallurgist. 2013. Vol. 57, Iss. 7–8. P. 606–611.
7. Гречников Ф. В., Ерисов Я. А. Влияние параметров текстуры на устойчивость процессов формообразования анизотропных заготовок // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. № 4. С. 293–298.
8. Гречников Ф. В., Ерисов Я. А., Зайцев В. М. К расчету среднего значения коэффициента анизотропии листовых материалов // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. № 4–1. С. 154–157.
9. Jiang Z., Zhao J., Xie H. Simulation of micro ultrathin strip rolling // Microforming Technology. 2017. Р. 187–214. DOI: 10.1016/B978-0-12-811212-0.00009-1
10. Skripalenko M. N., Skripalenko M. M., Tran Ba Hui et al. Detection of influence of upper working rolls vibration on thickness of sheet at cold rolling with the help of DEFORM-3D software // Computer Research and Modeling. 2017. Vol. 9, Iss. 1. P. 111–116.
11. Шипьянов Е. К. Анизотропия листовых материалов и ее влияние на процессы пластического деформирования // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Инновации в технологиях и образовании» (г. Белово, 28–29 марта 2014 г.) : сборник статей участников. Ч. 1. С. 101–105.
12. Бельский С. М., Мазур И. П., Дождиков В. И., Васильев В. Б. Регулирование плоскостности прокатываемых полос на базе математической модели распределения продольных напряжений // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естест венные и технические науки. 2013. Т. 18. № 1. С. 17–22.
13. Мунтин А. В., Севидов А. Е., Тихонов С. М., Ионов С. М. и др. Анализ особенностей износа рабочих валков чистовой группы клетей в условиях стана 1950 ЛПК АО «ВМЗ» // Металлург. 2021. № 3. С. 57–62.

14. Tipalin S. A., Belousov V. B., Lyubetskaya S. I. Testing the cross-sectional microhardness in sheets with a 0.08% carbon concentration // Solid State Phenomena. 2021. Vol. 316. Р. 269–275.
15. Махутов Н. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. – Новосибирск : Наука, 2005. – 494 с.
16. Шаталов Р. Л., Калмыков А. С., Таупек И. М. Исследование процесса деформирования методами прокатки и компьютерного моделирования при кантовке латунных листов на двухвалковом стане // Технология металлов. 2020. № 9. С. 31–37.
17. Сидельников С. Б., Довженко Н. Н., Загиров Н. Н. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов и сплавов: монография. – М. : МАКС Пресс, 2005. – 344 с.
18. Скрипаленко М. М., Скрипаленко М. Н. К вопросу выбора программных продуктов для моделирования процессов обработки металлов давлением // Металлург. 2013. № 1. С. 20–23.
19. Скрипаленко М. Н., Скрипаленко М. М., Хюи Ч. Б., Ашихмин Д. А. и др. Определение с помощью вычислительной среды deform-3d влияния вибраци й рабоче го валка на формирование толщины полосы при холодной прокатке // Компьютерные исследования и моделирование. 2017. Т. 9, № 1. С. 111–116.
20. Koshmin A. N., Zinoviev A. V., Chasnikov A. Y., Grachev G. N. Investigation of the stress-strain state and microstructure transformation of electro technical copper buses in the deformation zone during continuous extrusion // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2021. Vol. 62, No 2. P. 179–189.
21. Belousov V. B., Tipalin S. A., Kalpin Y. G. How the material thickness affects 0,08% carbon cold-rolled sheet steel // Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299. P. 409–417.
22. Shatalov R. L., Kalmykov A. S., Yudin E. A. Development and study of conditions for rolling brass sheets with turning providing rolled product improved quality // Metallurgist. 2021. Vol. 65, Iss. 3-4. P. 423–432.
23. Muhin U., Koinov T., Belskij S., Makarov E. Simulation of accelerated strip cooling on the hot rolling mill run-out roller table // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2014. Vol. 49, Iss. 1. P. 60–64.
24. Песин А. М., Пустовойтов Д. О. Моделирование кинематики течения металла при асимметричной тонколистовой прокатке алюминиевого сплава 5083 // Заготовительные производства в машиностроении. 2016. № 4. С. 26–31.
25. ГОСТ 166–89. Штангенциркули. Технические условия. – Введ. 01.01.1981.
26. ГОСТ 427–75. Линейки измерительные металлические. Технические условия. – Введ. 01.01.1977.
27. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. – Введ. 01.01.1986.
28. ГОСТ 9013–59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу. – Введ. 01.01.1960.
29. ГОСТ 5640–68. Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и ленты. – Введ. 01.01.1970.
30. Kozhevnikov A. V., Skripalenko M. M., Kozhevnikova I. A., Skripalenko M. N. Comparative evaluation of kinematic parameters at symmetric and asymmetric cold rolling of strip using computer simulation // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 25. P. 29–33.