Степень деформации

13

мая

Новости
Степень деформации
Степень деформации


Различают степень деформации за переход, которую часто называют единичной или частной деформацией, и степень деформации между отжигами, которую более правильно называют общей, но иногда называют полной или суммарной деформацией.

Степень деформации влияет на прочностные характеристики подвергаемых волочению металлов и сплавов, поэтому, изучая ее влияние на силу и напряжение волочения при разработке технологических маршрутов волочения проволоки, необходимо учитывать изменение прочностных характеристик. При этом чем больше степень деформации за переход, т.е. меньше дробление деформации по единичным переходам (так называемая "дробность деформации"), тем больше растет упрочнение. Предельная величина частных деформаций зависит от интенсивности упрочнения металла или сплава и коэффициента запаса, используемого в данном переходе волочения.

Деформация за переход больше у тех металлов и сплавов, у которых выше интенсивность упрочнения в каждом переходе.

При этом должна сохраняться оптимальная величина коэффициента запаса. Если он мал, в протянутом металле наблюдаются местные утонения (перетяжки), а иногда внутренние и даже полные разрывы. Большие коэффициенты запаса связаны с высокой дробностью деформации (большое число переходов), из-за которой снижается производительность и увеличивается расход энергии. Кроме того, применение малых деформаций ведет к повышенной неоднородности деформации по сечению протянутого металла; ввиду преимущественной деформации поверхностных слоев происходит утонение смазочного слоя и ухудшаются условия смазки, повышается износ инструмента. Все это указывает на то, что выбор оптимальных степеней деформации при волочении имеет очень важное значение.

Используемые в промышленности значения частных и общих деформаций при волочении проволоки из цветных металлов приведены в табл. 1. При этом максимальная величина частных деформаций соответствует условиям волочения отожженного металла или сплава. С возрастанием общей деформации оптимальные значения частных деформаций уменьшаются тем больше, чем выше степень общей деформации. При волочении тончайшей проволоки коэффициент запаса резко повышается и деформации снижаются до 6—9 % за переход.

Таблица 1. Обжатия за переход и общие обжатия между отжигами при волочении проволоки из цветных металлов, %
Степень деформации

















В этих условиях очень важно не только правильно назначить степень деформации по переходам, но и точно определить ее фактическое значение. Так, при волочении проволоки диаметром 100 мкм величина диаметра протянутой через волоку проволоки, измеренного микрометром с ценой деления 2 мкм, может составить фактически 98-102 мкм; величина диаметра проволоки, протянутой через следующую волоку, при обжатии 12% должна быть 94 мкм, а с учетом отклонений при замерах фактически она может составить и 92, и 96 мкм. Следовательно, фактическое обжатие может оказаться равным и 4, и 18 %.

Как следует из данных табл. 1, у сложных сплавов величина частных и общих деформаций значительно меньше, чем у чистых металлов и малолегированных сплавов. Повысить степень деформации за переход в обычных условиях волочения оказывается невозможным, так как процесс становится нестабильным.

При волочении в обычных волоках силы трения заготовки о поверхность волоки могут составить ~30% силы волочения. При этом уменьшается эффективность волочения из-за снижения степени деформации, скорости процесса и ухудшения качества поверхности полуфабриката, требуются новые покрытия и смазки для улучшения условий волочения. Прогрессивным направлением современного волочения является деформация в неприводных роликах, уменьшающая внешнее трение о поверхность волоки путем замены трения скольжения металла о поверхность волоки трением качения подшипниковой опоры ролика. Рабочие поверхности волочильного канала в этом случае образованы поверхностями вращающихся роликов, оси которых заключены в хорошо смазанные подшипники качения. Напряженное состояние в деформационной зоне роликовой волоки принципиально не отличается от напряженного состояния в обычной волоке, однако силы трения в канале волоки в значительной мере заменены силами внешнего трения в подшипниках роликов.

Процесс волочения в роликовых волоках начал развиваться особенно интенсивно около 20 лет назад. В настоящее время процесс освоен на различных металлах и сплавах и применяется при волочении до диаметров 1—1,5 мм. При этом частные и общие деформации достигают следующих величин, %:

Степень деформации






Другой путь повышения степени деформации при волочении — подогрев металла в процессе волочения. Этим способом много лет получают вольфрамовую и молибденовую проволоку, а в последнее десятилетие — и проволоку из титановых сплавов.

Затруднения технического (достижение быстрого и дешевого нагрева перед волочением) и технологического (предотвращение окисления и подбор смазки) характера ограничивали возможности применения волочения с подогревом. Этот процесс стал распространяться в результате применения индукционного нагрева токами частотой до 60—70 кГц; в основном применяют теплое волочение (температура нагрева не более 0,4 Tпл). При этом скорость нагрева хорошо согласуется со скоростью волочения. Так, при использовании генератора высокой частоты ЛЗ-107 мощностью 100 кВ-А с частотой тока 66 кГц и индуктора длиной 700 мм с внутренним отверстием 30 мм возможно волочение титановой проволоки со скоростью до 0,5 м/с при температуре нагрева 600—700 °С. В качестве смазки при этом используют чешуйчатый графит, нанесенный на подслой порошкообразных оксидов кремния, которые при температуре волочения расплавляются и служат вязкой смазкой, хорошо разделяющей трущиеся поверхности металла и волоки. Это позволяет добиться в условиях теплового волочения граничного трения (коэффициент трения менее 0,1). Величина напряжения волочения, равная 61 МПа при временном сопротивлении 250 и 320 МПа для сплавов ОТ4-1 и ВТ 16 соответственно, свидетельствует о возможности достижения еще большей интенсификации процесса волочения.

Применение для нагрева титановых сплавов более мощных высокочастотных установок (до 500 кВ-А) позволяет увеличить скорость нагрева и соответственно скорость волочения до 1,5—2 м/с. При этом степени деформации сложных титановых сплавов ОТ4-1 и ВТ16 составляют за переход 15—25% и общая 85—90%, что значительно больше, чем при волочении без подогрева. Это позволяет повысить производительность оборудования, ликвидировать до 10 промежуточных отжигов при волочении из заготовки диаметром 8,5 мм на проволоку диаметром 2,4 мм, снизить себестоимость процесса.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.