Обработка металлов давлением. Технологии и машины обработки давлением. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Разработка технологии и освоение производства труб диаметром 2520 мм
Статья научная
Укрепление береговых линий в условиях Крайнего Севера является сложной и технически трудновыполнимой задачей. Для минимизации неконтролируемых природных катаклизмов и достаточно суровых погодных условий, а также в связи с большими объемами портов укрепление береговой линии производится трубным шпунтом и сваями диаметром 2520 мм. Продукция является востребованной и высокомаржинальной. Данный сортамент ранее не производился в промышленных масштабах в компании ПАО «ТМК» и в целом на территории РФ. Единственным способом, который позволяет получать требуемую заготовку, является способ JCOE. В данной статье описаны основные этапы освоения труб диаметром 2520 мм. 1. С использованием современных методов инженерного анализа, основанных на методе конечных элементов (МКЭ), была проведена оценка технической возможности производства труб, а также разработка технологических режимов подгибки и формовки труб. 2. Проведен анализ влияния механических свойств на геометрические показатели готовой продукции. Предложена новая методика контроля геометрии трубной заготовки в процессе шаговой формовки с последующей предиктивной аналитикой. Получены уравнения множественной регрессии, позволяющие оценить влияние изменения контролируемых размеров листовой заготовки в процессе шаговой формовки. 3. С использованием современных пакетов CAD-моделирования был разработан и спроектирован новый автоматизированный участок по сборке заготовок. 4. Разработана технологическая схема производства труб нового сортамента. 5. Проведены опытные работы по производству труб. Разработанный новый способ производства труб диаметром 2520 мм расширил существующий сортамент предприятия, а также показал положительную экономическую эффективность за счет высокой маржинальной стоимости. Новый метод производства подтвердил свою работоспособность и на практике (производство опытной партии) доказал возможность существования.
Бесплатно
Разработка технологии изготовления труб с заданным внутренним диаметром 6,0-12,0 мм
Статья научная
Приведены результаты научно-исследовательской работы по освоению на ОАО «Синарский трубный завод» (ОАО «СинТЗ», г. Каменск-Уральский) технологии изготовления стальных труб с заданным внутренним диаметром 6,0-12,0 мм. Для выявления особенностей предлагаемой технологии был выполнен ряд экспериментальных исследований и опытно-промышленных работ. Было показано, что эффективным является использование способа волочения на самоустанавливающейся оправке. С учетом разработанной оригинальной аналитической зависимости определения силовых параметров процесса волочения на самоустанавливающейся оправке определены основные параметры технологии: рациональные профилировки технологического инструмента и режимы деформации. Выполнена оценка эффективности применения технологических смазок, приведены рекомендации по выбору оборудования. Технико-экономическая оценка предлагаемых решений показала, что эффективным процессом для изготовления труб указанного сортамента является бунтовое волочение. Разработаны предложения по организации участка бунтового оправочного волочения в условиях ОАО «СинТЗ» с учетом совершенствования всей технологической схемы изготовления холоднодеформированных труб. Предложены эффективные технические решения, оформленные как объекты интеллектуальной собственности.
Бесплатно
Статья научная
Изложена методика расчета параметров прокатных валков прокатно-ковочных станов и их калибровки при применении запатентованных способа шаговой прокатки круглых профилей и используемой при этом калибровки прокатных валков. Применение такой схемы шаговой прокатки и калибровки обеспечивает существенное упрощение технологии изготовления валков и повышение производительности процесса шаговой прокатки. Рабочая поверхность прокатных валков содержит обжимной, калибрующий и расположенный между ними переходный участок. Обжимной участок валка выполнен с переменным радиусом относительно оси его поворота и имеет гладкую рабочую поверхность. Калибрующий участок валка выполнен постоянным радиусом относительно оси его поворота и имеет скругленный ручей. На переходном участке форма и размеры ручья постепенно изменяются от гладкой рабочей поверхности до скругленного ручья. С использованием известных закономерностей шаговой прокатки получен комплекс аналитических зависимостей, позволяющих рассчитывать параметры валков, форму и размеры их рабочей поверхности на каждом из указанных участков. В качестве примера с применением разработанного алгоритма и программы приведены результаты расчета параметров валков и их калибровки для условий стана СШ 200. Выполненные разработки могут быть использованы при проектировании технологии прокатки с применением существующих и вновь разрабатываемых прокатно-ковочных станов.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время рынок труб большого диаметра (ТБД) развивается в условиях переизбытка производственных мощностей, что ставит производителей труб данного сегмента в условия жесткой конкуренции. Морские переходы, зоны повышенной сейсмической активности, высокое рабочее давление трубопроводов определяют высокие требования к прочностным, геометрическим и эксплуатационным характеристикам труб. Повышение точности размеров труб большого диаметра является актуальной задачей для большинства производителей данной продукции. Одним из способов повышения точности труб является минимизация неравномерности деформации в поперечном сечении трубы после формообразующих операций. Процесс вальцевой формовки (TRB) обладает преимуществом в сравнении с наиболее распространенным на предприятиях процессом шаговой формовки (JOE) по энергоемкости и постоянству кривизны основной части периметра. При производстве ТБД способом вальцевой формовки неравномерность деформации локализуется в области перехода от плоского участка к основному периметру. Для снижения неравномерности деформации вращение валков в начале прохода выполняется одновременно с перемещением верхнего валка. Для корректной реализации данной технологии требуется методика расчета величины погружения на заданный радиус на стадии перемещения верхнего валка. В статье представлены результаты численного эксперимента по определению кривизны заготовки на стадии перемещения верхнего валка. По результатам эксперимента построена регрессионная модель формирования кривизны и приведен алгоритм расчета перемещения. Полученная регрессионная модель с достаточной точностью позволяет рассчитывать величину погружения, что подтверждается результатами конечно-элементного моделирования. Результаты работы могут быть полезны для практической реализации и использованы как для составления технологических карт формовки, так и для построения конечно-элементных моделей.
Бесплатно
Статья научная
Энергосиловые параметры процесса волочения зависят от таких технологических факторов, как механические свойства обрабатываемого материала, склонность его к упрочнению при холодной деформации, единичная степень деформации, коэффициент трения на контакте «металл - волока», конструктивные параметры волоки, скорость волочения. От точности определения энергосиловых параметров зависит стабильность (безобрывность) процесса, эффективная и безаварийная загруженность волочильной машины, обоснованность выбора волочильного оборудования при проектировании производственных линий. В настоящей статье разработана методика расчета энергосиловых параметров процесса волочения в монолитных волоках на прямоточных волочильных машинах. Предложенная методика расчета усилия волочения проволоки позволяет учитывать упрочнение при холодной пластической деформации обрабатываемого сплава, параметры очага деформации при монолитном волочении, а именно степень деформации, рабочий полуугол волоки, трение на контакте «металл - волока». Определение скорости волочения осуществляется из особенностей процесса волочения на машинах прямоточного типа, т. е. повышение скорости волочения от прохода к проходу осуществляется на величину коэффициента вытяжки в волоке. Мощность, потребляемая электродвигателями каждого тянущего барабана, определяется усилием волочения и линейной скоростью волочения в данном проходе. Экспериментальная проверка методики определения усилия волочения, проведенная на автоматизированном лабораторном волочильном стане, показала ее адекватность. Ошибка между расчетными и экспериментальными значениями усилия волочения не превышала 12 %, что допустимо при выполнении оценочных расчетов энергосиловых параметров процесса волочения проволоки. Предложенная методика расчета энергосиловых параметров процесса волочения проволоки в монолитных волоках на станах прямоточного типа может быть полезна при анализе и корректировке действующих маршрутов волочения проволоки, оценке эффективности использования волочильных машин, при выборе и проектировании нового волочильного оборудования, разработке технологии изготовления проволоки.
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование пластического течения материала в процессе осадки в подкладных кольцах при изменении условий контактного трения посредством различных видов смазки в рамках расширения технологических возможностей процесса для реализации возможности изготовления более широкой номенклатуры поковок. Исследована зависимость формоизменения при комбинированном трении образцов для увеличения степени выдавливания ступицы и снижения величины бочкообразности для снижения нормы расхода и возможности снижения величины припуска на ковку. Установлено, что при увеличении коэффициента контактного трения посредством нанесения смазки на торец кольца и снижении значения трения в полости инструмента увеличивается степень выдавливания ступицы. Определено, что увеличение контактного трения на поверхности кольца снижает скорость роста диаметра критической поверхности и способствует более благоприятному заполнению ступицы поковки, тем самым увеличивая технологические возможности операции. Проведение экспериментальных исследований проводилось на свинцовых образцах. В качестве смазки использовалось мыло, мел, солидол. Суть эксперимента заключалась в увеличении коэффициента трения посредством нанесения фрикционной смазки на верхний торец подкладного кольца и нанесении антифрикционного материала во внутреннюю полость кольца. Наиболее приемлемые результаты получила комбинация смазок «мел - мыло», которая позволила увеличить величину ступицы поковки на 10,8 %. Безусловно, что применение мыла в условиях горячей обработки металлов невозможно, однако данный эксперимент был проведен с целью изучения возможности расширения технологических возможностей процессов ковки. Также данная технология применима для процессов как листовой, так и объемной штамповки. Помимо применения смазки предлагается использование процессов селективной лазерной наплавки антифрикционных материалов. Данный метод позволяет уже управлять величиной контактного трения непосредственно для горячих процессов штамповки и ковки.
Бесплатно
Ресурсосберегающая технология изготовления бессвинцового припоя экструзией
Статья научная
Повышение требований законодательства в области экологической безопасности и ограничение использования свинца в новом электротехническом и электронном оборудовании повышают актуальность и экономическую обоснованность поиска новых легкоплавких сплавов для использования в качестве припоя. В настоящей работе разрабатывается технология изготовления бессвинцового пруткового и проволочного припоя методом прямой экструзии. С помощью математической модели прямой экструзии и программы для ЭВМ, написанной на ее основе, определены деформационные и энергосиловые параметры изготовления прутков Ø8,0 и Ø15,0 мм и проволоки Ø2,0 мм из сплава 52In-48Sn (ПОИн-52). По результатам расчетов максимальные усилия экструзии при изготовлении указанного сортамента составляют 106 кН, что необходимо учитывать при выборе оборудования и проектировании технологической оснастки. С помощью компьютерного моделирования в пакете QForm определены температурно-скоростные условия экструзии прутков и проволоки. Установлено, что технологически процесс экструзии на анализируемых режимах для всех типоразмеров продукции реализуем. Разогрев сплава выше температур плавления не наблюдается, отсутствуют причины для потери стабильности процесса и снижения качества готовой продукции. Прочностной анализ технологической оснастки для изготовления прутков и проволоки, спроектированной по результатам расчетов, показал запас прочности более 2,1, что считается достаточным для металлургического оборудования. По разработанной технологии изготовлена опытная партия в количестве 100 кг проволочного припоя Ø2,0 мм с намоткой на катушки и 150 кг пруткового Ø8,0 мм для АО «Челябинский цинковый завод».
Бесплатно
Смазочно-дезоксидирующие материалы и оборудование для их подачи в линиях ТПА с непрерывными станами
Статья научная
Важнейшей задачей повышения эффективности производства труб является улучшение качества производимой продукции при соблюдении режима экономии и максимального использования имеющихся средств. В связи с этим дальнейшее развитие и совершенствование технологии процессов обработки металлов давлением в горячем состоянии непосредственно связаны с изучением условий контактного взаимодействия в паре «инструмент - деформируемый металл». Подробное изучение контактного взаимодействия необходимо в первую очередь для разработки более совершенных режимов деформации, расчёта прокатного оборудования на прочность, а также оценки эффективности того или иного процесса формоизменения с точки зрения затрат энергии и экологической безопасности. Использование современных смазочно-дезоксидирующих материалов позволяет добиться гарантированного разделения контактных поверхностей, улучшения качества и эксплуатационной надёжности готовой продукции. В сфере горячей деформации металла производство труб ответственного назначения является важнейшим участком вследствие требований высокого качества на специфическом рынке. Это нефтяная, автомобильная промышленность, станкостроение и машиностроение. Высокая интенсивность износа прокатного инструмента не позволяет достигнуть требуемого качества выпускаемой продукции. Особенно ярко это проявляется в последнее время в связи с ужесточением температурно-деформационных условий при производстве тонкостенных труб из специальных сплавов и нержавеющих марок стали. Большое значение в решении поставленных выше задач имеют вопросы, относящиеся к выбору производства и применению смазочно-дезоксидирующих материалов в процессах горячей обработки металлов давлением. Используя современные высокотехнологичные смазочно-дезоксидирующие материалы и современное оборудование для их нанесения, можно получить значительное преимущество с точки зрения повышения качества готовых труб, снижения стоимости производства и интенсификации процессов деформирования.
Бесплатно
Статья научная
Трубы большого диаметра являются одним из наиболее востребованных видов металлопродукции, потребляемым топливно-энергетическим комплексом России. Для удовлетворения потребностей ПАО «Газпром» и других энергетических компаний необходим высококачественный толстолистовой прокат (ТЛП) из микролегированных трубных сталей (МЛТС). Известно, что уровень свойств такой продукции предварительно формируется и последовательно изменяется на стадиях выплавки и непрерывной разливки МЛТС и далее - в процессах нагрева, прокатки и охлаждения ТЛП. Показано, что «МЛТС - ТЛП» - это сложная технологическая система, в которой реализуется многофакторный процесс последовательного формирования требуемых показателей качества полупродукта и готовой продукции. Для совершенствования этой системы сформулирована концепция эффективного компенсационного воздействия и разработан особый инструментарий для научного анализа и решения технологических задач - методология эффективной технологической компенсации. Построен комплекс математических и физических моделей для определения эффективных компенсационных технологических воздействий в системе «МЛТС - ТЛП». Рассчитаны технологические параметры производства ТЛП для компенсации целенаправленного снижения содержания легирующих элементов в МЛТС классов прочности К56-К65. Разработана методика поиска ресурсосберегающих компенсирующих режимов толстолистовой прокатки непрерывнолитых слябов из МЛТС с поверхностными трещинами. Теоретически обоснован выбор компенсирующих режимов асимметричного деформирования непрерывнолитых слябов с температурным градиентом по толщине. Расширены представления об интенсифицировании деформационного воздействия на центральные слои металла при производстве ТЛП из непрерывнолитых слябов с повышенным уровнем осевой химической неоднородности.
Бесплатно
Совершенствование технологии прокатки труб на непрерывном раскатном стане с удерживаемой оправкой
Статья научная
С каждым годом к горячекатаным бесшовным трубам ужесточаются требования, предъявляемые к точности толщины стенки, предельным отклонениям по внутреннему или наружному диаметрам, овальности и кривизне. Поэтому проблема повышения точности геометрических параметров труб является одной из основных в трубопрокатном производстве. Процесс прокатки бесшовных труб на оправке и без оправки с использованием непрерывных станов широко используется на современных трубопрокатных агрегатах. На непрерывном раскатном стане с удерживаемой оправкой прокатывают бесшовные трубы с различной величиной наружных диаметров, по размерам которых обозначают соответствующую систему калибров. Весь сортамент труб получают на извлекательно-калибровочном, редукционно-растяжном и калибровочном станах. При этом технология прокатки на непрерывном раскатном стане в значительной мере определяет состояние поверхности и точность геометрических параметров готовых труб. В данной статье представлен выполненный комплекс работ по совершенствованию технологии прокатки бесшовных труб на непрерывном раскатном стане с удерживаемой оправкой. Комплекс работ включает в себя: разработку и исследование влияния различной калибровки валков непрерывного раскатного стана на точность труб и состояние поверхности, исследование влияния параметров процесса прокатки на формирование концевой обрези труб на горячем переделе, определение и настройку пространственного положения технологического оборудования непрерывного раскатного стана относительного проектной оси прокатки, определение рациональной позиции оправки непрерывного раскатного стана в процессе раскатки гильз. В работе приведены формулы для расчёта скорости перемещения оправки непрерывного раскатного стана, учитывающие конструктивный состав оборудования. Формулы являются универсальными и позволяют определять длину рабочей части оправки, а также минимальную и максимальную скорость перемещения оправки непрерывного раскатного стана. Показано, что результаты выполненных работ целесообразно учитывать при проектировании новых трубопрокатных агрегатов.
Бесплатно
Совершенствование технологии радиальной ковки прямоугольных профилей
Статья научная
На основе экспериментальных исследований радиальной ковки на РКМ SKK-14 в бойках с гладкими рабочими поверхностями, смещенными на парах взаимно перпендикулярных бойков друг относительно друга вдоль оси ковки на величину, превышающую длину рабочей поверхности бойка, предложена уточненная зависимость для определения диаметра заготовки при получении прямоугольных профилей. Описан новый способ радиальной ковки прямоугольных профилей, при котором получение прямоугольных профилей осуществляется одной парой бойков с выпуклыми ручьями, второй парой бойков с гладкой рабочей поверхностью за несколько циклов деформации с поворотом заготовки вокруг ее оси после каждого цикла деформации на угол π/2. Показана подтвержденная промышленными экспериментами эффективность применения этого способа за счет увеличения поперечной деформации металла, позволяющего снизить обжатие, смещаемый объем металла при формировании прямоугольных профилей из круглых исходных заготовок. Приведено описание другого способа радиальной ковки прямоугольных профилей, устраняющего операцию поворота заготовки вокруг ее оси после каждого цикла деформации, при практически аналогичной эффективности первому способу, что доказано промышленными экспериментами. Суть этого способа заключается в использовании одной пары бойков, формирующей широкую грань прямоугольной полосы, со специальной шевронной формой рабочей поверхности, а другой пары бойков - с гладкой рабочей поверхностью. Описано предложенное новое техническое решение с выполнением на бойках радиально-ковочной машины дополнительного участка, примыкающего к рабочей поверхности бойка и расположенного консольно его опорной поверхности, обеспечивающего направление деформируемой заготовки вдоль оси ковки в момент ее задачи в бойки. Все разработанные технические решения применяются на практике.
Бесплатно
Статья научная
Обоснована задача исследования процесса прессования труб с применением дополнительного вращательного движения пресс-иглы. Показаны основные результаты проведенных ранее исследований в указанной области совершенствования трубопрессовых систем. Представлены технологические основы процесса прессования труб с винтообразным оребрением внутренней поверхности. Объясняется цель конструирования установки для прессования труб при одновременном вращении пресс-иглы. Также представлены основные зависимости для определения геометрических параметров профилировки пресс-игл с винтообразными нарезами, обеспечивающими изготовление труб с винтообразным оребрением внутренней поверхности. Приведено описание конструкции установки, принцип ее работы и технические характеристики. Определены перспективы использования спроектированной установки для исследования процесса прессования гладких труб, и труб с внутренним винтообразным оребрением, получаемых посредством вращения пресс-иглы.
Бесплатно
Сохранение формы границы раздела при кузнечной осадке биметаллической заготовки
Статья научная
Целью работы является оценка влияния конфигурации оболочки на искажение границы раздела между оболочкой и заготовкой в процессе кузнечной осадки. Сама оболочка в этом случае выступает как элемент сборки, позволяющей повысить уровень напряжений сжатия и, соответственно, уровень пластичности металла. Вычислительный эксперимент включал применение программного комплекса DEFORM, а в качестве способа решения применен метод конечных элементов. Задача кузнечной осадки решалась с применением различных вариантов геометрического исполнения оболочки. В качестве малопластичного материала рассматривался магний в литом состоянии, в качестве материала оболочки применена медь. Особенность конфигурации оболочки состояла в том, что она имела треугольную форму поперечного сечения. В результате постановки и решения задач удалось построить графические зависимости, характеризующие степень прямолинейности образующей цилиндрической заготовки после операции кузнечной осадки. Это могло позволить избежать чрезмерных потерь металла в операции отделения оболочки от заготовки. Применены безразмерные параметры в виде отношения диаметра заготовки по бочке к диаметру на контактной поверхности, отношения толщины стенки оболочки к диаметру заготовки и отношения высоты заготовки к ее диаметру. Установлено, что увеличение толщины оболочки может приводить к получению вогнутой боковой поверхности, особенно если отношение высоты заготовки к ее диаметру больше единицы. Областью применения результатов работы является обработка давлением малопластичных металлов и сплавов, например, таких как магний и его сплавы.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены варианты проведенных модернизаций действующих мелкосортных станов. Проведен анализ действующей технологии охлаждения проката на стане 170 ПАО «ММК». Рассмотрены результаты проведения научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы в 2020-2021 годах, которые показали преимущество разработанных в МГТУ им. Г.И. Носова режимов прокатки над действующими на стане режимами.
Бесплатно
Способы увеличения эксплуатационных характеристик оправок прошивного стана
Статья научная
Одной из важнейших задач повышения эффективности производства бесшовных труб является повышение качества выпускаемой трубной продукции при сохранении оптимального коэффициента расхода металла и использования имеющихся технологических материалов. Дальнейшее развитие и совершенствование технологии процессов обработки металлов давлением при производстве труб непосредственно связаны с изучением взаимодействия применяемого инструмента и заготовки. Современный этап развития производства бесшовных горячекатаных труб и ужесточение требований к характеристикам готовой трубной продукции в значительной мере влияет на эксплуатацию трубопрокатного инструмента. Увеличение длины прошиваемой заготовки и увеличение содержания легирующих элементов в стали (труднодеформируемые и коррозионностойкие) резко ухудшают условия эксплуатации и снижают износостойкость, особенно оправок прошивного стана. Высокая интенсивность износа инструмента не позволяет обеспечить постоянство требуемого качества выпускаемой продукции. К оправкам предъявляются высокие требования, так как они работают в сложных экстремальных силовых и тепловых условиях. Решение вопроса о повышении эксплуатационных характеристик оправок зависит от изучения условий их работы и установления основных причин, определяющих износостойкость. В данной работе приведены результаты оценки воздействия различных факторов, влияющих на износостойкость оправок прошивного стана, и по результатам проведенного анализа определены наиболее значимые параметры, оказывающие наибольшее влияние на эксплуатационные характеристики, что позволяет определить мероприятия, направленные на увеличение износостойкости. Используя современные технологии и возможности производства трубопрокатного инструмента, а также внедряя в технологические операции производства труб новые технические решения, возможно повысить износостойкость трубопрокатного инструмента и обеспечить стабильно высокое качество производимых труб.
Бесплатно
Сравнение методов оценки напряженно-деформированного состояния при осадке цилиндрической заготовки
Статья научная
Проведен обзор методов оценки напряженно-деформированного состояния при осадке цилиндрической заготовки, предложенных Л. Прандтлем, Г.Я. Гуном и В.Л. Колмогоровым. Проведено сравнение этих методов с результатами компьютерного моделирования в программном пакете DEFORM-3D и с результатами эксперимента. В качестве тестовой задачи использована задача осадки цилиндрической заготовки из свинца с отношением начальной высоты к диаметру 0,53. Осадка осуществлялась до величины относительной деформации по высоте 0,18. Установлено, что инженерные методы (Л. Прандтля, Г.Я. Гуна) позволяют получить нижнюю оценку усилия осадки. Метод В.Л. Колмогорова, относящийся к классу вариационных методов, и компьютерное моделирование в DEFORM-3D дают наиболее близкие к эксперименту результаты. Вместе с тем отмечено, что вариационные методы в чистом виде при постановке даже простой задачи обладают высокой трудоемкостью и не могут быть использованы для решения практических задач на производстве. Компьютерное моделирование в DEFORM-3D позволяет за короткое время получить требуемые результаты, а благодаря визуализации процесса постановки задачи и её решения облегчается анализ процесса формоизменения. Существенным недостатком компьютерного моделирования является высокая стоимость программного обеспечения.
Бесплатно
Сравнительное исследование процесса прошивки сверленной и сплошной заготовки
Статья научная
В процессе производства бесшовных труб одной из основных операций является операция прошивки на косовалковых станах. При данном процессе не все марки стали удается прошить в гильзу без появления дефектов на внутренней поверхности. К таким маркам стали относятся коррозионно-стойкие и малопластичные марки стали. Для производства труб из таких марок стали применяют полые заготовки. Однако остаются открытыми вопросы о целесообразности применения полых заготовок, каким диаметром должно быть отверстие и пр. В связи с этим в статье представлены результаты компьютерного моделирования прошивки сверленной и сплошной заготовки с целью проведения их сравнительного исследования. Для этого были проанализированы очаги деформации процесса прошивки, напряженно-деформированное состояние, скоростные и температурные параметры. Проведен расчет ресурса пластичности на основе критерия В.Л. Колмогорова для различных точек по радиусу и длине заготовки. Установлено, что наличие отверстия в заготовке практически не оказывает влияния на геометрические параметры гильзы, которые сопоставимы с геометрическими параметрами гильзы, полученной из сплошной заготовки. Выявлено, что наличие отверстия благотворно влияет на качество внутренней поверхности гильзы.
Бесплатно
Стойкость инструмента при холодной штамповке нормалей и метизов
Статья научная
Приведены результаты прочностных испытаний на сжатие большинства конструкционных и инструментальных сталей, применяемых для холодной высадки. Показано, что начальным коэффициентом, определяющим стойкость инструмента, является отношение прочности инструмента к прочности штампуемой детали. При расчете штамповой оснастки необходимо знать предел прочности инструмента на сжатие, но в известной нам литературе приводится только твердость HRC = 60-62. Табличный перевод твердости в предел прочности однозначен для всех инструментальных сталей. Но на практике может быть значительное различие в прочностных свойствах при закаливании инструмента, несмотря на стабильность твердости. Поэтому проведенные эксперименты имеют большое практическое значение. Работа проведена на универсальном испытательном стенде. Образцы для испытаний на сжатие имели размер высотой 10 мм, диаметром 5 мм и опирались на прочные широкие подкладки.
Бесплатно
Теоретические основы исследования процессов деформации заготовки без изменения формы и размеров
Статья научная
Важной задачей современного производства металлопродукции является разработка и освоение новых технологических процессов обработки давлением, сочетающих незначительное изменение формы и размеров заготовки с интенсивной проработкой структуры при деформации. Этим требованиям отвечает процесс равноканального углового прессования (РКУП). В работе выполнен анализ влияния технологических режимов равноканального углового прессования на форму очага деформации, интенсивность скорости деформации, степень накопленной деформации, показатели напряженного состояния и поврежденность металла с идеально пластическими свойствами и со степенным упрочнением. Механика равноканального углового прессования рассмотрена с помощью методов линий скольжения и верхней оценки, а расчет поврежденности металла выполнен на основе механики вязкого разрушения металла при обработке давлением. Найдены закономерности ведения процесса РКУП, рациональные режимы деформирования. Полученные факты подтверждены результатами, достигнутыми при моделировании процесса РКУП в программном комплексе Deform-3D. В работе выявлены новые направления исследования процесса равноканального углового прессования, связанные с измельчением зерна и изучением процесса разрушения металла. В частности, регулируя скорость деформации процесса и контролируя температуру заготовки, можно обеспечивать такие условия, при которых в материале заготовки в полной мере проходят процессы полигонизации, формируются новые центры рекристаллизации, подавляется процессы рекристаллизации неподготовленной структуры металла (первичной рекристаллизации) и создаются условия для измельчения зерна и получения ультрадисперсной структуры металла. Вычислительный эксперимент, проведенный с помощью программного комплекса Deform-3D, с достаточной точностью подтверждает теоретические исследования РКУП методом верхней оценки и линий скольжения.
Бесплатно
Технологическая деформируемость титановых сплавов
Статья научная
Все большее применение в машиностроении находят легкие титановые сплавы, обладающие специальными служебными свойствами. Процесс обработки титановых сплавов давлением характеризуется сложной историей нагружения во времени. Конечные свойства готовой продукции определяются приобретенной в процессе деформации структурой, которая влияет на пластичность и сопротивление деформации в процессе нагружения. Для определения сопротивления деформации и пластичности титановых сплавов используется автоматизированный многокулачковый пластометр ЧПИ - ЮУрГУ, разработанный под руководством профессора, доктора технических наук В.Н. Выдрина. Пластометр позволяет проводить исследования черных, цветных металлов и их сплавов в достаточно широких пределах изменения термомеханических параметров процессов обработки металлов давлением: степени деформации от 5 до 85 %, скорости деформации от 0,1 до 100 с -1, температуры деформации образцов от 20 до 1350 °C; количество рабочих кулачков - 3; число обжатий одним кулачком от 1 до 10, паузы при дробном нагружении от 1 с и более. Исследована технологическая деформируемость титановых сплавов в интервале температур 800...1000 °C, средней скорости деформации 1...30 с -1, конечной степени деформации 0,15...0,4. Установлены показатели пластичности сплавов, на основании планирования эксперимента и статистической обработки результатов исследования получены эмпирические зависимости для расчета сопротивления деформации сплавов ВТ3-1, ВТ5-1, ВТ-22, 3М. В результате проведенных исследований установлено неоднозначное влияние температуры испытаний на пластичность титановых сплавов. Наибольшим сопротивлением деформации обладает сплав ВТ5-1, а наименьшим сплав 3М, при температуре 1000 °C сопротивление деформации всех исследованных сплавов сближается при одинаковых деформационных и скоростных параметрах.
Бесплатно
