OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 2 2022 41 TECHNOLOGY части отпрессованного прутка путем численного моделирования с применением метода конечных элементов. Методики исследования Процесс прямого прессования осуществляется продавливанием металла слитка 1, расположенного в контейнере пресса 2, усилием пуансона 3 через отверстие матрицы 4 (рис. 1). В результате на выходе матрицы вначале появляется передняя часть прутка 5, затем наступает стационарная стадия процесса и выдавливается весь слиток за исключением пресс-остатка. Рис. 1. Схема прямого прессования: 1 – слиток; 2 – контейнер; 3 – пуансон с пресс-шайбой; 4 – матрица; 5 – передняя часть прутка; стрелка – направление перемещения инструмента Fig. 1. Scheme of direct extrusion: 1 – ingot; 2 – container; 3 – punch with a pressure pad; 4 – die; 5 – the front of the rod; arrow – direction of tool motion Можно обратить внимание на то, что схема отображает деформацию металла с малым обжатием, что не является характерным для процесса прессования, где коэффициенты вытяжек доходят до 1000 и более. В теории прессования рассматривается вопрос о назначении коэффициентов вытяжек не менее пяти для полуфабрикатов, предназначенных для последующей обработки давлением (первый вариант), и не менее десяти для полуфабрикатов, не обрабатываемых впоследствии давлением (второй вариант). Такие ограничения обусловлены возможностью не проработки сердцевины пресс-изделия из-за локализации пластической деформации в периферийных слоях [20]. Для пересчета коэффициентов вытяжек в иные показатели деформации, а также для связи между ними предусмотрены следующие формулы: – для относительного обжатия по площади: % = 100 ( –1)/ (1) – для степени деформации (иногда называемой логарифмической деформацией): = ln (2) либо ln (1 – (3) Расчет по формулам (1) и (2) дает минимальные значения: % = 1,61 – для первого варианта и % = 2,30 – для второго варианта. Здесь видно, что несмотря на то что значения коэффициентов вытяжек минимальны, показатели деформации оказываются большими и часто они недостижимы в отдельных проходах прокатки как альтернативного процесса. Процесс прессования осуществляется на горизонтальных гидравлических прессах. Прессовый инструмент в виде пресс-шайбы и матрицы подогревают до 380 °С в отдельно стоящей печи и монтируют в линии прессования. Температура контейнера 450 оС стабилизирована устройством подогрева. После выхода из матрицы прутки попадают на стеллаж пресса, а затем подвергаются резке на мерные длины, при этом передняя часть прутка отделяется, ее структура металла считается недостаточно проработанной пластической деформацией. Существуют общие рекомендации в прессовом производстве, на основе которых дефектной признается передняя часть отпрессованного пресс-изделия на длине, примерно равной двум диаметрам. Например, при диаметре отпрессованного крупногабаритного прутка 360 мм придется вырезать переднюю часть длиной 720 мм и массой 198 кг. При массе исходного слитка на уровне 2 т отходы указанного типа составляют величину около 10 %. Такие большие отходы возникают именно при прессовании с малыми коэффициентами вытяжки, поскольку длина получаемого прутка оказывается небольшой и на ее фоне доля отрезаемого металла оказывается значительной. На рис. 2, a показана передняя часть прутка на выходе из матрицы, а на рис. 2, б – поверхности реза прутков.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1