9. Опережение и отставание

Опережение (отставание) — увеличение (уменьшение) скорости металла, отнесенное к окружной скорости валков:

или

где V₁ — скорость полосы толщиной h₁ на выходе из валков; V_в—окружная скорость валков.

Экспериментально опережение определя­ют, нанося на поверхность валков керны, которые оставляют отпечатки на прокаты­ваемом металле.

На опережение влияет ряд факторов: величина обжатия, диаметр валков, коэффициент трения, температура прокатки, род материала, переднее и заднее натяжение полосы.

Опережение возрастает с увеличением радиуса валков, критического угла, угла захвата (до определенного предела), коэффициента трения и обжатия и с уменьшением конечной толщины и конечной ширины прокатываемой полосы, а также уширения. Обычно уширение составляет 2-6%. С падение температуры прокатки опережение увеличивается.

_{Опережение — положительный фактор, так как увеличивает скорость выхода металла из валков, а, следовательно, способствует повышению производительности.}

_{В зоне опережения на поверхности контакта скорость металла больше скорости валков, в зоне отставания на поверхности контакта скорость металла меньше скорости валков.}

Скольжение металла относительно поверхности валков, при котором скорость металла больше окружной скорости валков, называют опережением. Если при скольжении металла относительно валков скорость металла меньше окружной скорости валков, то это явление называют отставанием. Скорость металла по высоте в очаге деформации неравномерна

На рис. 32, а показано распределение скоростей металла. Выравнивание скорости течения металла по высоте происходит во внеконтактных зонах деформации.

В самом общем случае по длине дуги захвата могут располагаться зоны (начиная от входа в очаг деформации): отставания, прилипания и опережения. В зоне прилипания отсут­ствует перемещение металла относительно валков и движение по­лосы происходит со скоростью, равной окружной скорости валков.

В средней части зоны прилипания вблизи нейтрального сече­ния (рис. 32, а) имеется участок заторможенной пластической деформации, кото­рый называют участком застоя. Граничное сечение, разделяющее зоны опережения и отстава­ния, называют критическим или нейтральным и определяют нейтральным углом у (рис. 32, б).

Опережение и отставание являются результатом осадки поло­сы то высоте.

10. Трение в процессах омд

В основном при обработке давлением действуют силы трения скольжения на поверхности контакта инструмента с металлом. Обработка давлением создает некоторые специфические условия, которые и приводят к различию между трением пластической деформации и обычным трением скольжения. В основном эти условия сводятся к следующим:

а) высокие удельные давления на поверхности контакта инстру­мента с металлом, превышающие иногда 2500 Мн/м² (250 кГ/мм²),в то же время даже в самых тяжело нагруженных подшипниках прокатных станов удельные давления в 5—10 раз ниже;

б) высокая температура (при горячей обработке), вызывающая изменение физико-химического состояния контактной поверхности металла (образование окалины, окислов и т. д.);

в) постоянное обновление поверхности деформируемого ме­талла в связи с его пластическим течением.

Контактное трение ¹ препятствует течению (скольжению) ме­талла по поверхности соприкосновения с инструментом и вызывает неравномерность деформации, повышение деформирующего уси­лия, интенсивный износ рабочего инструмента, ухудшение каче­ства поверхности получаемого изделия и другие отрицательные явления

Трение скольжения характеризуют коэффициентом трения /, который чаще всего понимают как отношение силы сопротивления скольжению (силы трения) Т к нормальному давлению на поверх­ности скольжения Р, т. е. по закону Амонтона—Кулона: f=T/P

Gри обработке металлов давлением следует различать трение с гидродинамической, с адсорбционной смазками и сухое трение.

Трение с гидродинамической смазкой (жидкостное трение) имеется тогда, когда между трущимися поверхностями постоянно существует слой смазки, толщиной до нескольких десятков тысяч атомных слоев. В этом случае один относительно другого скользят слои смазки.

Трение с адсорбционной смазкой, характерное для большин­ства процессов холодной пластической деформации, возможно тогда, когда в зазоре между трущимися поверхностями не суще­ствует сплошного слоя смазки, в отдельных местах контактные поверхности соприкасаются и идет скольжение металла по ме­таллу. Смазка должна образовывать на поверхности трения проч­ную пленку, способную не разрушаться при больших давлениях деформации.

Основной эффект применения смазки — снижение коэффициента трения.

Сухое трение — это трение при скольжении металла по ме­таллу. Чем ближе по химическому составу деформируемый металл и рабо­чий инструмент, тем больше коэффициент трения.

П ри деформации с нагревом химический состав металла влияет на свойства образующейся окалины, которая в одних случаях играет роль смазки, а в других повышает коэффициент трения. Температура. Считается, что в наиболее общем виде зави­симость коэффициента трения от температуры может быть пред­ставлена кривой рис. имеющей максимум в интервале 500—800°

Как правило с увеличением скорости деформации коэффициент трения уменьшается.