SU1574687A1 - Method of electrochemical processing of steel mandrels - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрохимической обработке металлов, преимущественно оправок из стали 60С2ХФА дл  холодной прокатки труб. Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной стойкости оправок и расширение технологических возможностей. Электрохимическую обработку провод т в электролите следующего состава, мас.%: серна  кислота 35 - 45The invention relates to the electrochemical machining of metals, preferably mandrels from steel 60C2XFA for cold rolling of pipes. The aim of the invention is to increase the operational durability of the mandrels and the expansion of technological capabilities. Electrochemical treatment is carried out in an electrolyte of the following composition, wt.%: Sulfuric acid 35 - 45

ортофосфорна  кислота 35 - 45orthophosphoric acid 35 - 45

карбоксиметилцеллюлоза 0,1 - 0,2carboxymethylcellulose 0.1 - 0.2

сернокисла  медь 0,01 - 0,05sulfate copper 0.01 - 0.05

вода остальное, при 50 - 80°С, причем сначала провод т полирование при плотности тока 220 А/дм² 1 - 2 мин, затем, увеличив плотность тока до 250 - 300 А/дм², провод т оксидирование 1 - 2 мин и выдержку без тока 5 - 20 с. 1 табл.water is the rest, at 50–80 ° C, and first polishing is carried out at a current density of 220 A / dm ^{2 for} 1–2 min, then increasing the current density to 250–300 A / dm ² , oxidizing it for 1–2 min and exposure time without current 5 - 20 s. 1 tab.

Description

1one

(21)4344137/23-02(21) 4344137 / 23-02

(22)12.10.87(22) 10/12/87

(46) 30.06.90. Бгсл. К 24 (72) С.И.Македонов, В.М.Штанько, А.Г.Костепко, Н.Г.Ващенко, В.М.Коз- лов, Р.В.Ермакова, Б.П.Цуциев, В.З.Кофф, М.Г.Каплун и А.И.Фельдман(46) 06/30/90. Bgsl. K 24 (72) S.I. Makedonov, V.M. Shtanko, A.G. Kostepko, N.G.Vashchenko, V.M. Kozlov, R.V.Ermakova, B.P.Tsutsiev, V .Z.Koff, M.G. Kaplun and A.I. Feldman

(53)621,357.7 (088.8)(53) 621,357.7 (088.8)

(56)Липкий Я.Н. и Штанько В.М. Химическа  и электрохимическа  обработка стальных труб. - М.: Металлурги , 1982, с. 157.(56) Adhesive Ya.N. and Shtanko V.M. Chemical and electrochemical processing of steel pipes. - M .: Metallurgi, 1982, p. 157.

(54)СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ОПРАВОК(54) METHOD OF ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF STEEL EDITIONS

(57)Изобретение относитс  к электрохимической обработке метаалов, преимущественно оправок из стали 60С2ХФА дл  холодной прокатки труб. Цель изобретени  - повышение эксплуатационной стойкости оправок и расширение технологических возможностей. Электрохимическую обработку провод т в электролите следующего состава, мас.%: серна  кислота 35-45; ортофос- форна  кислота 35-45; карбоксиметил- целлюлоза 0,1-0,2; сернокисла  медь 0,01-0,05; вода остальное, при 50- 80 С. причем сначала провод т полирование при плотности тока 220 А/дм2 1-2 мин, затем, увеличив плотность тока до 250-300 А/дм2, провод т оксидирование 1-2 мин и выдержку без тока 5-20 с. 2 табл.(57) The invention relates to the electrochemical machining of metaals, preferably mandrels of 60C2XFA steel for cold-rolling pipes. The purpose of the invention is to increase the operational durability of the mandrels and the expansion of technological capabilities. Electrochemical treatment is carried out in an electrolyte of the following composition, wt.%: Sulfuric acid 35-45; orthophosphoric acid 35-45; carboxymethyl cellulose 0.1-0.2; copper sulfate 0.01-0.05; water is the rest, at 50-80 C. and first polishing is carried out at a current density of 220 A / dm2 for 1-2 minutes, then, increasing the current density to 250-300 A / dm2, it is oxidized for 1-2 minutes and held without current 5-20 s. 2 tab.

с SSwith SS

Изобретение относитс  к способам электрохимической обработки металлов, в частности к полированию прокатного инструмента (оправок) преимущественно из стали 60С2ХФА дл  холодной прокатки труб.The invention relates to methods for the electrochemical machining of metals, in particular to the polishing of rolling tools (mandrels), mainly from 60C2XFA steel for cold-rolling pipes.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационной стойкости оправок и расширение технологических возможностей .The purpose of the invention is to increase the operational durability of the mandrels and the expansion of technological capabilities.

Оправки из стали 60С2ХФА обрабатывают в одном растворе путем последовательного полировани , оксидировани  и контактного осаждени  меди при . температуре 50-80 С.Mandrels of 60C2XFA steel are treated in one solution by successive polishing, oxidation, and contact deposition of copper at. temperature 50-80 C.

Технологи  приготовлени  электролита следующа . В воду при перемешивании приливают расчетное количество серной и ортофосфорной кислот, добавл ют сернокислую медь и карбоксиметил- целлюлозу. Варьируемые параметры режимов обработки и концентрации сернокислой меди указаны в табл. 1.The electrolyte preparation technology is as follows. With stirring, the calculated amount of sulfuric and phosphoric acid is added, copper sulphate and carboxymethylcellulose are added. The variable parameters of the processing modes and the concentration of copper sulfate are shown in Table. one.

Данные, характеризующие эксплуатационную стойкость, толщину оксидной пленки, шероховатость, представлены в табл. 2.Data characterizing the operational durability, the thickness of the oxide film, roughness, are presented in Table. 2

Введение в электролит сернокислой меди в количестве 0,01-0,05% обусловливает эффект ускорени  и улучшени  качества окисного покрыти  и повышени  смазочных свойств прокатного инструмента , дополнительно предохран   инструмент от изнашивани .The introduction of copper sulfate in the amount of 0.01-0.05% in the electrolyte causes the effect of accelerating and improving the quality of the oxide coating and improving the lubricating properties of the rolling tool, additionally protecting the tool from wear.

Окислению и равномерности окисленного сло  способствует повышение (50-80°С) температуры электролита. Процесс полировани  ведут .в течениеAn increase in (50-80 ° C) electrolyte temperature contributes to the oxidation and uniformity of the oxidized layer. The polishing process is carried on.

СЛSL

vjvj

&&

00 Г-100 G-1

1-2 мин. Это врем  достатрчно дл  повышени  чистоты поверхности на 1-2 класса. Дальнейша  выдержка в электролите нецелесообразна из-за отсутстви  эффекта сглаживани . При меньшем времени экспозиции не достигаетс  повышение чистоты поверхности1-2 minutes This time is sufficiently long to increase the surface cleanliness by grade 1-2. Further exposure in the electrolyte is impractical due to the lack of a smoothing effect. With a shorter exposure time, no increase in surface finish is achieved.

Таким же временем ограничен и процесс получени  окисной пленки. При выдержке более 2 мин толщина окисной пленки не повышаетс  более 5-7 мкм, а при выдержке до 1 мин она составл ет 2-3 мкм. Кроме того, увеличение времени выдержки оправки в электролите свыше 2 мин приводит к ухудшению качества окисной пленки (по вление рыхлости).The process of obtaining the oxide film is also limited in time. With a shutter speed of more than 2 minutes, the thickness of the oxide film does not increase by more than 5-7 microns, and with a shutter speed of up to 1 minute it is 2-3 microns. In addition, an increase in the holding time of the mandrel in the electrolyte for more than 2 minutes leads to a deterioration in the quality of the oxide film (the appearance of looseness).

Дл  ускорени  процесса анодного окислени  и прочного его сцеплени  с поверхностью плотность тока повышаетс  до 250-300 А/дм2. При понижении плотности тока менее 250 А/дм2 окисна  пленка получаетс  рыхлой, частично осыпаетс  при прокате. При плотности тока выше 300 А/дм2 происходит перегрев контакта токоподвода к оправке и он оплавл етс , при этом происходит также оправление резьбы оправки дл  навертки ее на стержень. To speed up the anodic oxidation process and its strong adhesion to the surface, the current density rises to 250-300 A / dm2. When the current density is less than 250 A / dm2, the oxide film becomes loose, and partially falls off during rolling. When the current density is above 300 A / dm2, the contact of the current lead to the mandrel overheats and it melts, and the mandrel threading is also reset to hook it to the rod.

Увеличение температуры электролита свыше 80°С приводит к образованию рыхлой пленки, а уменьшение ее ниже 50°С - к уменьшению толщины окисной пленки, что свидетельствует об оптимальности выбранного интервала .An increase in the electrolyte temperature above 80 ° C leads to the formation of a loose film, and a decrease below 50 ° C leads to a decrease in the thickness of the oxide film, which indicates the optimality of the selected interval.

Изменение концентрации сернокисло меди в сторону уменьшени  или увеличени  от выбранного диапазона не обеспечивает нормального протекани  процесса контактного осаждени  меди, так как при завышенном количестве меди в окисном слое последний недопустимо разм гчаетс  и не выдержива- ет высоких удельных давлений при прокатке, особенно труб в наклепанном состо нии, снижение ниже нижнего граничного значени  снижает стойкост оправок.Changing the copper sulfate concentration in the direction of decreasing or increasing from the selected range does not ensure the normal process of contact deposition of copper, since with an excessive amount of copper in the oxide layer, the latter unacceptably softens and does not withstand high specific pressures during rolling, especially pipes This reduction below the lower limit value reduces the resistance of the mandrels.

Уменьшение времени выдержки оправки при отключенном токе менее 5 с не обеспечивает достаточного насы 5 Reducing the exposure time of the mandrel when the disconnected current is less than 5 s does not provide sufficient sat 5

0 5 Q0 5 Q

Q с Q with

00

щени  поверхности пленки ионами меди , а увеличение свыше 20 с нецелесообразно , так как процесс контактного осаждени  меди прекращаетс .The film surface is covered by copper ions, and an increase of more than 20 s is impractical, since the contact deposition of copper stops.

При получении окисной пленки в два раздельных этапа: сначала полирование , а потом во втором электролите анодное окисление, последн   не выдерживает нагрузок прокатки и через 1-2 ч отслаиваетс  от инструмента. Окисна  пленка, полученна  совмещенным процессом, позвол ет работать оправке, не тер   своих эксплуатационных характеристик по 36-48 ч и более .Upon receipt of the oxide film in two separate stages: first, polishing, and then in the second electrolyte, anodic oxidation, the latter does not withstand rolling loads and after 1-2 hours peels off the tool. The oxide film obtained by the combined process allows the mandrel to work without having lost its operational characteristics for 36-48 hours or more.

Предложенный способ по сравнению с известным позвол ет удешевить процесс обработки оправок в 2-3 раза, повысить эксплуатационную стойкость оправок в 3-4 раза, увеличив выход годного при теплой и холодной прокатке труб на 3-7%.In comparison with the known method, the proposed method makes it possible to reduce the cost of machining mandrels by 2-3 times, to increase the operational durability of mandrels by 3-4 times, increasing the yield of suitable for warm and cold pipe rolling by 3-7%.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ электрохимической обработки стальных оправок, включающий полирование в электролите, содержащем серную и ортофосфорную кислоты, кар- боксиметилцеллюлозу и воду при плотности тока 200 А/дм2, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной стойкости оправок и расширени  технологических возможностей , полирование провод т в течение 1-2 мин в электролите, дополнительно содержащем сернокислую медь при следующем соотношении компонентов , мас.%:The method of electrochemical machining of steel mandrels, including polishing in electrolyte containing sulfuric and orthophosphoric acids, carboxymethylcellulose and water at a current density of 200 A / dm2, characterized in that, in order to increase the operational durability of the mandrels and expand technological capabilities, polishing is carried out 1-2 minutes in the electrolyte, optionally containing copper sulphate in the following ratio, wt.%: Серна  кислота 35-45Sulfuric acid 35-45 Ортофосфорна Orthophosphorus кислота35-45acid35-45 Карбоксиметилцеллюлоза 0,1-0,2Carboxymethylcellulose 0.1-0.2 Сернокисла Sulfuric acid медь0,01-0,05copper 0,01-0,05 ВодаОстальноеWaterEverything после чего в том же растворе провод т оксидирование при плотности тока 250-300 А/дм2 в течение 1-2 мин и контактное осаждение меди в течение 5-20 с, причем все операции осуществл ют при 50-80°С.after that, in the same solution, the oxidation is carried out at a current density of 250-300 A / dm2 for 1-2 minutes and contact deposition of copper for 5-20 seconds, all operations being carried out at 50-80 ° C. Таблица 1Table 1 ПоказательIndicator ПримерExample )) L.TT 3 J 4 .Т J у Г8 П io Т Г12 Т  L.TT 3 J 4 .Т J at Г8 П io Т Г12 Т ТолщинаThickness оксидной. oxide. пленки,films, мкм 2-4 5-6 5-6 5-7 5-6 5-6 5-6 5-7 5-7 5-7 5-7 5-6 5-7 Шероховатость ,iµm 2-4 5-6 5-6 5-7 5-6 5-6 5-6 5-7 5-7 5-7 5-7 5-6 5-7 Roughness, i мкм 0,16-0,14 0,16-0,10 0,16-0,10 0,16-0,08 0,10-0,16 0,24-0,22 0,16-0,10 0,16-0,08 0,16-0,08 0,20-0,18 0,16-0,08 0,16-0,10 0,16-0,16 Длительность обработки2-4 оправок, минµm 0.16-0.14 0.16-0.10 0.16-0.10 0.16-0.08 0.10-0.16 0.24-0.22 0.16-0.10 0.16-0.08 0.16-0.08 0.20-0.18 0.16-0.08 0.16-0.10 0.16-0.16 Processing time 2-4 mandrels, min Эксплуатационна  стойкостьOperational durability оправок.mandrels. до нали- Jto nali- j .fcv.fcv пани QSMrs. QS (метры°°(° o meters прокатанных труб из наклепанной заготовки 320 920 930 420 910 380 940 930 830 860 830 940 810 из тер- моовра- ботан- ной заготовки 890 2300 2320 1320 2320 640 2350 2340 2240 2250 2350 2350 820 евrolled tubes from riveted workpiece 320 920 930 420 910 380 940 930 830 860 830 940 810 from heat-treated blank 890 2300 2320 1320 2320 640 2350 2340 2240 2250 2350 2350 820 sv ПримерExample