Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания
Выполнен анализ существующих подходов к выявлению причин, по которым значительная часть контактной поверхности металла с валком при прокатке становится зоной прилипания. Выявлены параметры прокатки, при которых вся контактная поверхность стремится быть зоной прилипания. Уточнены сочетания параметров...
Saved in:
| Date: | 2011 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2011
|
| Series: | Металл и литье Украины |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104379 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания / И.К. Огинский // Металл и литье Украины. — 2011. — № 1. — С. 14-17. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104379 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1043792025-02-09T16:59:10Z Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания Умови, при яких вся контактна поверхня при прокатці може бути зоною прилипання The conditions under which the entire contact surface during rolling can be a zone of sticking Огинский, И.К. Выполнен анализ существующих подходов к выявлению причин, по которым значительная часть контактной поверхности металла с валком при прокатке становится зоной прилипания. Выявлены параметры прокатки, при которых вся контактная поверхность стремится быть зоной прилипания. Уточнены сочетания параметров прокатки, характеризующих условия полного прилипания. Детализированы кинематические особенности течения металла в области значений коэффициентов вытяжки, которые удовлетворяют условиям полного прилипания. Виконано аналіз існуючих підходів до виявлення причин, за яких значна частина контактної поверхні металу з валком при прокатці стає зоною прилипання. Виявлено параметри прокатки, при яких вся контактна поверхня може бути зоною прилипання. Уточнено поєднання параметрів прокатки, що характеризують умови повного прилипання. Деталізовано кінематичні особливості течії металу в області значень коефіцієнтів витяжки, які задовольняють умовам повного прилипання. The analysis of existing approaches to identifying the causes, that make a significant portion of the contact surface of the metal with the roller by rolling to become a zone of sticking was done. Parameters of rolling in which all the contact surface tends to be slip zone were elictited. The combinations of rolling parameters characterizing the conditions of full sticking were identified. The kinematic features of the metal flow in the values range of the coefficients of reduction ratio which satisfy the conditions of full sticking were detailed. 2011 Article Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания / И.К. Огинский // Металл и литье Украины. — 2011. — № 1. — С. 14-17. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104379 621.771 ru Металл и литье Украины application/pdf Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Выполнен анализ существующих подходов к выявлению причин, по которым значительная часть контактной поверхности металла с валком при прокатке становится зоной прилипания. Выявлены параметры прокатки, при которых вся контактная поверхность стремится быть зоной прилипания. Уточнены сочетания параметров прокатки, характеризующих условия полного прилипания. Детализированы кинематические особенности течения металла в области значений коэффициентов вытяжки, которые удовлетворяют условиям полного прилипания. |
| format |
Article |
| author |
Огинский, И.К. |
| spellingShingle |
Огинский, И.К. Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания Металл и литье Украины |
| author_facet |
Огинский, И.К. |
| author_sort |
Огинский, И.К. |
| title |
Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания |
| title_short |
Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания |
| title_full |
Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания |
| title_fullStr |
Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания |
| title_full_unstemmed |
Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания |
| title_sort |
условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2011 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104379 |
| citation_txt |
Условия, при которых вся контактная поверхность при прокатке может быть зоной прилипания / И.К. Огинский // Металл и литье Украины. — 2011. — № 1. — С. 14-17. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT oginskijik usloviâprikotoryhvsâkontaktnaâpoverhnostʹpriprokatkemožetbytʹzonojprilipaniâ AT oginskijik umovipriâkihvsâkontaktnapoverhnâpriprokatcímožebutizonoûprilipannâ AT oginskijik theconditionsunderwhichtheentirecontactsurfaceduringrollingcanbeazoneofsticking |
| first_indexed |
2025-11-28T05:06:42Z |
| last_indexed |
2025-11-28T05:06:42Z |
| _version_ |
1850009360512581632 |
| fulltext |
14 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (212) ’2011
УДК 621.771
И. К. Огинский
Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск
Условия, при которых вся контактная поверхность
при прокатке может быть зоной прилипания
Выполнен анализ существующих подходов к выявлению причин, по которым значительная часть контактной по-
верхности металла с валком при прокатке становится зоной прилипания. Выявлены параметры прокатки, при
которых вся контактная поверхность стремится быть зоной прилипания. Уточнены сочетания параметров про-
катки, характеризующих условия полного прилипания. Детализированы кинематические особенности течения
металла в области значений коэффициентов вытяжки, которые удовлетворяют условиям полного прилипания.
Ключевые слова: прокатка, прилипание, опережение, параметр, угол захвата, валок
П
рилипание при прокатке взаимосвязано с други-
ми проявлениями на контакте, в частности с опе-
режением, о котором стало известно намного
раньше, но в природе которого остаются невы-
ясненные обстоятельства. О прилипании стали гово-
рить значительно позже (начиная с 30-х годов про-
шлого столетия), но его открытие не внесло ясности
в понимание явления опережения и процесса про-
катки в целом, а напротив, породило множество раз-
личных точек зрения [1-6], и такое состояние сохраня-
ется по настоящее время (об этом говорится, в част-
ности, в работах [7, 8]). Впервые мысль о том, что вся
контактная поверхность может быть зоной прилипа-
ния, высказал Н. А. Соболевский [9]. Многие иссле-
дователи продолжительное время ставили под со-
мнение наличие зоны прилипания или возможность
ее протяженности в пределах всей площади кон-
такта. Автор [9] говорил о сплошном прилипании как
о частном случае, но его утверждение часто воспри-
нималось как преобладающее явление. Возникали
возражения, поскольку исследователи визуально на-
блюдали обратное явление – интенсивное скольже-
ние на значительной части контактной поверхности.
Не находя подходящих объяснений, некоторые ис-
следователи отвергали саму возможность существо-
вания сплошного прилипания на контакте. Другими
исследователями было установлено, что зона при-
липания может занимать значительную (бóльшую)
часть контактной поверхности; в публикациях по-
следнего периода приводятся данные о параметрах
очага деформации, при которых наблюдается подоб-
ное явление [10, 11], однако общие закономерности
сплошного прилипания при прокатке не установлены.
Целью настоящей работы являются анализ суще-
ствующих подходов к выявлению причин, по которым
значительная часть контактной поверхности метал-
ла с валком при прокатке становится зоной прили-
пания, и выявление параметров прокатки, при кото-
рых вся контактная поверхность может быть зоной
прилипания. Ставится также задача дать приближен-
ную количественную оценку этим условиям. В основе
предлагаемых подходов лежат признаки объемного
течения металла при прокатке, уточнение сочета-
ния параметров прокатки, характеризующих условия
полного прилипания, что позволяет внести уточне-
ния в недостаточно раскрытые вопросы теории про-
катки и в конечном итоге достичь необходимой точ-
ности решения прикладных задач.
Одна из причин существования спорных положе-
ний в теории прокатки заключается в том, что часто
предпринимаются попытки установить факт полно-
го прилипания (или его отсутствия) с позиций общей
картины процесса прокатки, или напротив, – обоб-
щающие выводы делаются на основе частных слу-
чаев. Так, например, исследователи, признающие
возможность прилипания, делают выводы на осно-
ве экспериментальных наблюдений, которые прово-
дились при прокатке толстых полос. Напротив, ис-
следователи, наблюдавшие интенсивное скольже-
ние на значительной части контактной поверхности
при прокатке тонких полос, делали свои выводы об
отсутствии возможности существования достаточно
большой протяженности зоны прилипания. Исследо-
ватели, говоря о прилипании, не всегда принимают
во внимание кинематические особенности, сопрово-
ждающие названное явление, не учитывают специ-
фические признаки очага деформации, на контакт-
ной поверхности которого наблюдается (или может
происходить) прилипание, в частности особенности
формоизменения и поперечного течения металла.
Сплошное прилипание на всей контактной по-
верхности, являясь частным случаем общей карти-
ны прилипания при прокатке, помимо сохранения об-
щих признаков и природы его возникновения требу-
ет включения дополнительных условий. С этой целью
обратимся к деформационно-кинематической картине
в очаге деформации. Уточним само понятие «сплош-
ное прилипание» и каким технологическим признакам
оно должно соответствовать. Если говорить об абсо-
лютно полном прилипании, то на контакте металла с
валком должно быть, прежде всего, равенство скоро-
стей металла VM и валков VB на всей контактной по-
верхности:
VМ = VВ. (1)
15МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (212) ’2011
Условие (1) распространяется на граничные участ-
ки в плоскости входа металла в валки:
V0 = VВα. (2)
и в плоскости выхода металла из валков
V1 = VВ, (3)
где V0 – скорость металла на входе в очаг деформа-
ции; VBα – скорость валков в плоскости, соответству-
ющей углу α; V1 – скорость металла в плоскости вы-
хода его из валков. Сплошное прилипание предпола-
гает также отсутствие опережения (S = 0).
Если говорить о полном прилипании, то следу-
ет исключить из употребления термин «поперечное
прилипание», который предложен в работе [5]. Ее
автор справедливо отмечает, что к понятию «прили-
пание при прокатке» следует подходить дифферен-
цированно, но в то же время предпринимает попыт-
ку решить задачу в обязательной тесной взаимосвя-
зи с развитием уширения: «…можно говорить лишь
о продольном прилипании при развитом уширении
или только о поперечном прилипании при отсут-
ствии уширения». Автор расценивает задачу прили-
пания с позиций общей картины процесса прокатки,
при этом не принимается во внимание тот факт, что
при прокатке в условиях полного прилипания ушире-
ние имеет специфический характер. Полоса при про-
катке уменьшается по высоте, если металл не идет
в вытяжку по причине «продольного прилипания», он
должен идти в уширение. При этом в общем случае
возможны две формы проявления его поперечного
течения: металл скользит по поверхности валка, ли-
бо уширение происходит без скольжения. В услови-
ях полного прилипания (включая и «поперечное при-
липание») металл не скользит в поперечном направ-
лении, и боковая поверхность полосы приобретает
бочкообразную форму. Закономерности взаимосвя-
зей уширения с другими параметрами прокатки, в
частности с прилипанием, в достаточной степени не
установлены, об этом говорится, например, в рабо-
тах [7, 8]; по этой причине на первом этапе рассмо-
трения задачи сплошного прилипания уширение ис-
ключим.
Воспользуемся известными в теории прокатки со-
отношениями, для вышеприведенных условий они
будут иметь вид
α
==λ=
α cos
1
B
B
0
1
V
V
V
V
, (4)
Рассмотрим частный случай, когда уширение от-
сутствует (Δb = 0), тогда
1
0
h
h
=λ . (5)
С учетом выражения (1):
0
1
2
1cos1
h
h
R
h
=
∆
−=α=
λ
, (6)
откуда
1
0
0 2
h
R
hhh =− Δ , (7)
0
2
0
10 =−−
R
hhhh Δ , (8)
0
2
1 0 =− )
R
h(hΔ , (9)
0≠hΔ тогда 0
2
1 0 =−
R
h
. (10)
Выражение (7) определяет собой параметры про-
катки, при которых вся контактная поверхность ста-
новится зоной прилипания, в законченном виде оно
имеет вид
2
1
0
=
h
R или Dh =0 . (11)
Условие (11) отвечает сформулированным выше
начальным условиям полного прилипания. Это осо-
бый случай прокатки; определим, каким технологи-
ческим признакам оно соответствует.
В работах раннего периода установлено и в бо-
лее поздних подтверждено, что обширное прилипа-
ние наблюдается при прокатке достаточно толстых
полос, и по предварительной оценке условие (11) ха-
рактеризует именно такой случай. Для количествен-
ной оценки воспользуемся принятым в теории про-
катки фактором формы, представленного отношени-
ем lд/hс (lд – длина очага деформации, hс – средняя
высота раската), поставив его в зависимость от
основных технологических параметров: диаметра
валков D, угла захвата α, обжатия Δh и конечной вы-
соты раската h1. Все названные параметры в неяв-
ной форме включает в себя фактор формы lд/hс.
Представим выражение (11) в виде
DDh =α−+ )cos1(1 . (12)
После чего преобразуем выражение (12), приведя
его к виду, удобному для последующего анализа и
построения графических зависимостей. На рисун-
ке представлена зависимость фактора формы от уг-
ла захвата и диаметра валков. Как видно, все участки
кривых относятся к области, которую принято считать
областью прокатки толстых и особо толстых полос.
Изменение фактора формы lд/hс в условиях полного прилипания в
зависимости от угла контакта α и радиуса валков R (1 – 100, 2 – 150,
3 – 200, 4 – 300)
l д/h
ср
1,2
1,0
0,8
0,6
0,1
0,2
0 6о 12о 18о 24о 30о
(π/30) (π/15) (π/10) (π/7,5) (π/6)
α
1
2
3
4
16 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (212) ’2011
Полученные графические зависимости относительно
их принадлежности к указанной области подтвержда-
ются результатами экспериментальных исследова-
ний, проведенных автором, и другими исследовате-
лями. Установленные количественные взаимосвязи,
характеризующие условия полного прилипания при
прокатке, носят приближенный характер. В реальных
условиях в очаге деформации на контакте металла с
валком всегда могут быть участки, где картина полно-
го прилипания не соблюдается и происходит смеще-
ние металла относительно валков. Вообще говоря, в
теории прокатки не выработаны критерии, в соответ-
ствии с которыми можно было бы установить состоя-
ние прилипания (покоя), скольжения, и промежуточ-
ное состояние (переход от состояния покоя к сколь-
жению, или наоборот), по этому вопросу есть только
отдельные мнения. Названные состояния изучаются
в трибологии, для их оценки созданы термины («ми-
кроскольжение контактных поверхностей», «предва-
рительное смещение») и их определения [12], но для
условий пластического контакта они малопримени-
мы и могут служить только аналогами при создании
подобных характеристик. Поэтому установленные
взаимосвязи следует считать условиями, при кото-
рых вся контактная поверхность стремится быть зо-
ной прилипания.
Выводы
Приведен анализ существующих подходов к
выявлению причин, в соответствии с которыми
значительная часть поверхности металла, контак-
тирующей с валком при прокатке, становится зоной
прилипания. Выявлены параметры прокатки, при ко-
торых вся контактная поверхность стремится быть
зоной прилипания. Детализированы сочетания пара-
метров прокатки, характеризующих условия полного
прилипания. Уточнены кинематические особенности
течения металла в области значений коэффициен-
тов вытяжки, которые удовлетворяют условиям пол-
ного прилипания.
На основе установленного условия полного при-
липания при прокатке становится возможным внести
дополнения в недостаточно раскрытые вопросы тео-
рии прокатки и в конечном итоге достичь необходи-
мой точности решения прикладных задач.
1. Головин А. Ф. Опережение, максимальный угол захвата и коэффициент трения // Сталь. – 1947. – № 1. – С. 320-327.
2. Бахтинов Б. П. Некоторые вопросы теории прокатки // Там же. – 1946. – № 4-5. – С. 281-285.
3. Зарощинский М. Л. Перемещение металла в очаге деформации при прокатке // Там же. –1950. – № 8. – С. 715-719.
4. Голубев Т. М. Определение перемещений в прокатываемом металле // Там же. – 1952. – № 2. – С. 138-141.
5. Суворов И. К. Скольжение и прилипание при прокатке // Там же. –1952. – № 3. – С. 243-247.
6. Зарощинский М. Л. К вопросу о перемещении металла в очаге деформации при прокатке // Там же. – 1952. – № 3.
– С. 247-253.
7. Долженков Ф. Е. Уширение, опережение и вытяжка при продольной прокатке (О некоторых противоречиях современ-
ной теории прокатки) // Изв. вузов, Черн. металлургия. – 2003. – № 6. – С. 41-44.
8. Долженков Ф. Е. Нерешенные вопросы современной теории прокатки // Металлургическая и горнорудная пром-сть.
– 2009. – № 9. – С. 52-56.
9. Соболевский Н. А. Основные явления процесса прокатки // Советская металлургия. – 1933. – № 8-9. – С. 423-436.
10. Моделирование контактных напряжений и усилий горячей прокатки тонких широких полос с учетом зоны прилипания
и упругих участков очага деформации / Э. А. Гарбер, И. А. Кожевникова, П. А. Тарасов и др. // Металлы. – 2007. – № 2.
– С. 26-36.
11. Гарбер Э. А., Кожевникова И. А., Тарасов П. А. Расчет усилий горячей прокатки тонких полос с учетом напряженно-
деформированного состояния в зоне прилипания очага деформации // Пр-во проката. – 2007. – № 4. – С. 7-15.
12. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин / Под ред. В. Д. Зозули, Е. Л. Шведкова, Д. Я. Рвинского,
Э. Д. Брауна. – Киев: Наук. думка, 1990. – 260 с.
Виконано аналіз існуючих підходів до виявлення причин, за яких значна частина контактної поверхні металу з валком
при прокатці стає зоною прилипання. Виявлено параметри прокатки, при яких вся контактна поверхня може бути зо-
ною прилипання. Уточнено поєднання параметрів прокатки, що характеризують умови повного прилипання. Деталі-
зовано кінематичні особливості течії металу в області значень коефіцієнтів витяжки, які задовольняють умовам повно-
го прилипання.
Огінський Й. К.
Умови, при яких вся контактна поверхня при прокатці може бути зоною
прилипання
Анотація
ЛИТЕРАТУРА
Ключові слова прокатка, прилипання, випередження, параметр, кут захоплення, валок
17МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (212) ’2011
Oginskyy Y.
The conditions under which the entire contact surface during rolling can be
a zone of sticking
Summary
The analysis of existing approaches to identifying the causes, that make a significant portion of the contact surface of the
metal with the roller by rolling to become a zone of sticking was done. Parameters of rolling in which all the contact surface
tends to be slip zone were elictited. The combinations of rolling parameters characterizing the conditions of full sticking were
identified. The kinematic features of the metal flow in the values range of the coefficients of reduction ratio which satisfy the
conditions of full sticking were detailed.
Keywords rolling, sticking, forward slip, parameter, angle of nip, roll
Поступила 14.09.10
УДК 621.745.55
В. Г. Могилатенко, О. А. Чайковський, О. С. Хасан, Є. А. Литвинець, В. С. Ольшевський
Національний технічний університет України «КПІ», Київ
Розчинення феробору у потоці чавуну
Досліджено вплив температури заливання, площі взаємодії та вмісту бору у фероборі на ефективність розчинен-
ня феробору (фракція 1-5 мм) у потоці чавуну та на розподілення твердості по довжині технологічної проби. Ви-
значено, що найбільший вплив на кількість розчиненого феробору має вміст бору у фероборі, тому що він змен-
шує температуру плавлення феробору. Встановлено, що для мікролегування чавуну у ливарній формі доцільно
використовувати феробор марки ФБ6, оскільки він має температуру плавлення нижчу за температуру рідкого
чавуну і добре розчиняється у потоці металу.
Ключові слова: феробор, бор, розчинення, реакційна камера, ливарна форма, твердість, біметал, двошаровий
виливок
В
иробництво виливк�в, що мають диференц�йова-робництво виливк�в, що мають диференц�йова-
н� властивост� (град�єнтне литво, �ндеф�н�тний ча-
вун, двошаров� виливки), – перспективний напря-
мок виготовлення деталей машин та механ�зм�в
для р�зних галузей промисловост� з огляду на їх еко-
ном�чну доц�льн�сть та конкурентоспроможн�сть.
Технолог�ї виробництва деталей з� спец�альними
властивостями пост�йно удосконалюються з метою
п�двищення ефективност� та еколог�чної безпеки. На
сьогодн� �снує дек�лька способ�в виробництва вилив-
к�в з диференц�йованими властивостями, серед яких
метод кок�льного лиття, заливання р�дкого залишку з
наступним доливанням серцевини у загальну форму
або виливницю в�дцентровим чи грав�тац�йним лит-
тям та деяк� �нш� менш розповсюджен� методи. Ос-
новний недол�к б�льшост� з них полягає у необх�дно-
ст� синхронного виплавляння р�знор�дних за х�м�чним
складом чавун�в у двох плавильних агрегатах до по-
чатку заливання форми (виливниц�).
Одним з напрямк�в залишається виробництво зно-
сост�йких двошарових виливк�в шляхом оброблення
вих�дного чавуну у ливарн�й форм� [1].
Вище згадувалося про виготовлення б�металевих
виливк�в р�зними методами, але не пропонувалося їх
виробництво шляхом оброблення вих�дного чавуну
двома присадками в одн�й реакц�йн�й камер�.
Цей метод дозволяє отримувати двошаров� ви-
ливки шляхом оброблення вих�дного чавуну у ливар-
н�й форм� р�зними присадками. Таким чином, не по-
тр�бно готувати два розплави, як це робилося ран�ше.
Зазвичай двошаровий виливок складається з твер-
дої зносост�йкої робочої поверхн� та м�цної � пластич-
ної частини.
Одним з легувальних елемент�в, що сприяє ста-
б�л�зац�ї карб�д�в у чавун�, є бор. При вм�ст� бору б�ль-
ше 0,05 % в�н виб�лює чавун � утворює боридну лег-
коплавку евтектику [2]. Однак в�дсутн� в�домост� що-
до розчинення феробору в потоц� чавуну у ливарн�й
форм�. Тому досл�дження к�нетики розчинення феро-
бору у потоц� чавуну є актуальним.
* По материалам VI Международной научно-практической конференции «Литье-2010», состоявшейся 21-23 апреля 2010 г.
в Запорожье
|