Evaluation of the level of hardening of aluminum alloy chips intended for subsequent pressure treatment

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 1 2021 45 ТЕХНОЛОГИЯ Оценка уровня упрочнения стружки из алюминиевого сплава , предназначенной для последующей обработки давлением Юрий Логинов 1, 2, a, * , Николай Загиров 3, b , Евгений Иванов 3, c 1 Уральский федеральный университет им . первого Президента России Б . Н . Ельцина , ул . Мира , 19, г . Екатеринбург , 620002, Россия 2 Институт физики металлов им . М . Н . Михеева УрО РАН , ул . Софьи Ковалевской , 18, г . Екатеринбург , 620137, Россия 3 Сибирский федеральный университет , пр . Свободный , 79, г . Красноярск , 660041, Россия a https://orcid.org/0000-0002-7222-2521, j.n.loginov@urfu.ru , b https://orcid.org/0000-0003-0144-5063, nzagiroff@mail.ru c https://orcid.org/0000-0002-7585-6140, kafomd_1@mail.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 1 с . 45–55 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.1-45-55 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение В процессах обработки давлением создает - ся меньшее количество отходов по сравнению с обработкой резанием , а сами отходы менее дис - ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.7.014.8 История статьи : Поступила : 30 декабря 2020 Рецензирование : 13 января 2021 Принята к печати : 06 февраля 2021 Доступно онлайн : 15 марта 2021 Ключевые слова : Техногенные образования Переработка стружки Алюминиевый сплав Метод конечных элементов Пластическая деформация Финансирование : Работа выполнена при финансовой поддержке постановления № 211 Правительства Российской Федера - ции , контракт № 02.A03.21.0006 АННОТАЦИЯ Введение . Отмечено , что стружка является нежелательным видом металлического лома , поскольку обладает развитой поверхностью , что создает условия для более интенсивного взаимодействия с окружающей атмосферой . Тем самым создаются условия для окисления и газонасыщения , особенно при повышенных температурах , характерных для процессов переплава . Поэтому рассматривается процесс утилизации стружки , минуя стадию переплава . Целью работы является установление уровня наклепа стружки при обработке алюминиевых сплавов и прогноз ее влияния на последующий процесс переработки . Методы исследования : для оценки деформированного состояния применили метод конечных элементов , реализованный в программном комплексе РАПИД -2D. Последовательность действий включала создание начальной формы очага деформации и конфигурации инструмента . Взаимное перемещение инструмента и деформируемого материала задано с помощью соответствующих граничных условий . Деформируемая среда – вязкопластический материал со степенным упрочнением , физико - механические свойства соответствуют алюминиево - магниевому сплаву . Результатыи обсуждение : полученное решение показывает , что степень деформации сдвига в стружке может достигать величины больше 2. При этом наиболее высокий уровень деформации локализован со стороны выпуклой части стружки . Выполнено сравнение решения с полученными ранее другими авторами и показана их сходимость . В рассмотренном варианте решения различие в степенинагартовки стружкипо ее толщине составляет 36 %. Рассмотрен вариант последовательности обработки заготовки вначале холодной деформацией , а затем резанием . Областью применения результатов работы является разработка методов переработки техногенных образований . Выводы . В процессе резания пластическая деформация стружки достигает значительных величин . В работе установлено различие величин степени деформации сдвига по толщине стружки в зависимости от близости срезаемого слоя к поверхности режущего инструмента . Предложено это различие учитывать на последующих стадиях обработки стружки . Наличие отмеченной неоднородности механических свойств приводит к последствиям в виде неоднородного распределения температуры начала рекристаллизации при последующих операциях термической обработки или горячей деформационной обработки . Введен принцип аддитивности степени деформации , полученной металлом на стадии пластического формоизменения заготовки , и формоизменения собственно стружки . Для цитирования : Логинов Ю . Н ., Загиров Н . Н ., Иванов Е . В . Оценка уровня упрочнения стружки из алюминиевого сплава , предназначенной для последующей обработки давлением // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 1. – С . 45–55. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.1-45-55. (In Russian). ______ * Адрес для переписки Логинов Юрий Николаевич , д . т . н ., профессор Уральский федеральный университет ул . Мира , 19, 620002, г . Екатеринбург , Россия Тел .: 8 (343) 375-44-37, e-mail: j.n.loginov@urfu.ru персны , чем стружка , что позволяет осуществить их переплав с меньшими потерями . Однако не все процессы придания изделиям нужной фор - мы могут быть переведены в область обработки давлением , и процессы резания , приводящие к образованию стружки , занимают значительный сегмент в машиностроении [1]. Стружка явля - ется второсортным видом металлического лома , поскольку обладает развитой поверхностью , что