ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 2 2022 39 ТЕХНОЛОГИЯ Деформации в нестационарной стадии прессования прутка из алюминиевого сплава с малым коэффициентом вытяжки Юрий Логинов 1, 2, a,*, Георгий Шимов 1, b, Наталья Бушуева 1, c 1 Уральский Федеральный университет, 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 a https://orcid.org/0000-0002-7222-2521, j.n.loginov@urfu.ru, b http://orcid.org/0000-0001-5763-0837, g.v.shimov@urfu.ru, c https://orcid.org/0000-0002-0603-8785, m0rgondagen@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 2 с. 39–49 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.2-39-49 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Наряду с горячей листовой прокаткой прессование является одним из основных заготовительных видов обработки в производстве полуфабрикатов из алюминия и его сплавов [1, 2]. ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.777.01 История статьи: Поступила: 21 марта 2022 Рецензирование: 21 апреля 2022 Принята к печати: 29 апреля 2022 Доступно онлайн: 15 июня 2022 Ключевые слова: Прессование Алюминиевый сплав Метод конечных элементов Пластическая деформация Обработка металлов давлением Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского на учного фонда, соглашение 22-2900931 от 20.12.2021. Благодарности: Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов». АННОТАЦИЯ Введение. Отмечено, что прессование является основным заготовительным процессом в обработке давлением алюминиевых сплавов. При этом сам процесс обладает таким недостатком, как нестационарность пластического течения металла. Целью работы является установление уровня деформационной неоднородности передней части отпрессованного прутка путем численного моделирования с применением метода конечных элементов. Задачами исследования являются формулировка граничных условий процесса прессования, получение решения и оценка степени неоднородности. Методы исследования: для оценки деформированного состояния применили метод конечных элементов. 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 – пластический материал со степенным упрочнением, физико-механические свойства соответствуют алюминиевому сплаву серии 6000. Результаты и обсуждение. Выявлено, что степень деформации в передней части отпрессованного изделия распределена крайне неравномерно, различия зафиксированы выше 300 %. Построены зависимости распределения степени деформации в поперечных сечениях прутка в зависимости от расстояния от переднего торца при различных относительных радиальных координатах. Выявлено, что центральные слои прутка приобретают постоянный уровень степени деформации раньше, чем периферийные слои, т. е. для них стационарность процесса достигается при меньшем перемещении металла. Областью применения результатов работы является технологическая проработка рационального раскроя металла на финишной стадии прессового передела алюминиевых сплавов с целью более рационального использования возвратных отходов. Выводы. В процессе прессования с малым коэффициентом вытяжки степень деформации распределяется неравномерно как по поперечному сечению пресс-изделия, так и по его длине. В нестационарной начальной стадии прессования передняя часть прутка остается слабо деформированной как на периферии, так и в центре, что часто вынуждает отправлять ее на переплав вследствие недостаточно проработанной структуры металла. В то же время, если установить ограничения на минимально возможную степень деформации, то по результатам расчета методом конечных элементов можно установить минимальную длину удаляемого металла, за счет чего удастся снизить массу отходов, направляемых в переплав. Для цитирования: Логинов Ю.Н., Шимов Г.В., Бушуева Н.И. Деформации в нестационарной стадии прессования прутка из алюминиевого сплава с малым коэффициентом вытяжки // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 2. – С. 39–49. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.2-39-49. ______ *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 Сам процесс отличается повышенной гибкостью: для перехода на выпуск другого вида изделия часто достаточно применить смену матрицы. Такой быстроты не удастся достичь при использовании процесса прокатки, где придется менять целые комплекты валков. Дополнительно именно в случае обработки алюминиевых сплавов, в отличие, например, от обработки меди или стали, становится возможным вести процесс деформации при умеренных температу-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1