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

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 1 2021 47 TECHNOLOGY пуансонов , разъемной матрицы 3 и обоймы 5 с наклонными контактирующими поверхностями . В ходе экспериментов было установлено , что для обеспечения относительной интегральной плотности брикетов в 70...80 % давление брике - тирования должно быть не ниже 80...100 МПа . Применение давлений такого уровня является обычным для компактирующих установок , его стараются не превышать из - за опасности повы - шенного износа рабочих поверхностей инстру - мента . Применительно к алюминиевым сплавам износ инструмента провоцируется тонкой за - щитной пленкой оксида алюминия , окружающей каждый фрагмент стружки . Твердость оксида алюминия весьма велика , кромки выступающих ее частей непрерывно царапают инструмент , вызывая износ . К этому обстоятельству добав - ляется опасность заалюминивания этих поверх - ностей . Известно , что для алюминиевой стружки важным фактором при ее утилизации является развитие сдвиговых деформаций , позволяющих раздробить пленку оксида , окружающего каж - дый фрагмент металла , что позволяет консоли - дировать металл [11, 12]. Поэтому для дальней - шей обработки полученных брикетов применили установку совмещенной прокатки - прессования ( СПП ) ( рис . 1, б ). Валки установки подогревали до температуры 80...100 о С . Брикеты задавали в валки и деформировали с получением прутка ко - нечным размером 7 и 9 мм , что соответствовало значениям коэффициентов вытяжки при прессо - вании 8 и 5. Исследования микроструктуры по - лученных прутков привели к выводу о том , что в ряде случаев элементы стружки не образуют сплошного соединения , несмотря на комплекс созданных для этого условий : повышенной тем - пературы , больших сдвиговых деформаций . Причиной этому явлению могло быть то , что стружка после съема резцом обладает повышен - ными прочностными свойствами , что мешает процессу ее консолидации при холодном брике - тировании . Низкий уровень уплотнения на этой стадии приводит к высокому уровню остаточ - ной пористости после горячей деформации . Для оценки уровня упрочнения стружки предложено применить математическое моделирование про - цесса резания , что осуществлено в следующей части работы . Методика вычислительного эксперимента Для оценки деформированного состояния применили метод конечных элементов , реализо - ванный в программном комплексе РАПИД 2D (  Полищук Е . Г ., Жиров Д . С .), описание и приме - нение программного продукта приведено в кни - ге [13]. Последовательность действий включала создание начальной формы очага деформации и конфигурации инструмента ( рис . 2). Схема де - формированного состояния – плоская . Тем са - мым выделяется только приповерхностный слой материала , который воспринимает напряжения резания . Физико - механические свойства дефор - мируемого материала соответствуют сплаву АМг 1 Рис . 2. Граничные условия при постановке задачи и система координат ,  – передний угол резца Fig. 2. Boundary conditions in the formulation of the problem and the coordinate system,  – tool rake angle