ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 2 2022 40 ТЕХНОЛОГИЯ рах. В результате инструментальная оснастка сохраняет прочностные свойства, даже если ее нагреть до температуры деформации. Это выводит процесс на уровень изотермической обработки, что должно стабилизировать свойства конечного продукта. Вместе с тем прессование отличается повышенными отходами металла в виде отрезанных передней и задней частей отпрессованного профиля. Они отбраковываются по причине иного деформированного состояния, чем основная часть изделия [3]. Например, для задней части отпрессованного профиля характерно образование пресс-утяжины, в результате чего появляется дефектность изделия [4, 5]. Для передней части профиля характерен малый уровень пластической деформации, что приводит к не проработке литой структуры металла. В результате механические свойства оказываются в этом месте невелики и часто не соответствуют требованиям стандарта. Кроме того, стандартами, особенно на продукцию из алюминиевых сплавов авиационного назначения, диктуются требования по структурному состоянию металла, которые также могут оказаться не выполнены. Неравномерность структуры и свойств прессованных полуфабрикатов по длине и по поперечному сечению является предметом изу чения технологических служб предприятий и исследовательских учреждений [6, 7]. Поведение передней части прессуемого изделия происходит в условиях осуществления малых пластических деформаций. Если при этом запланировано прессование с заранее уменьшенными коэффициентами вытяжки, то эффект от двух этих явлений суммируется и приходится принимать во внимание их последствия. Сам процесс прессования с малыми коэффициентами вытяжек анализировался, например, авторами [8] для случая прессования алюминиевого сплава. При этом обсуждалась проблема возможного снижения коэффициентов вытяжек за счет применения слитков меньших поперечных сечений. Поскольку при этом снижается уровень пластической деформации, то уменьшаются и энергетические затраты. Однако при этом остается актуальным вопрос доведения пластической деформации до таких величин, чтобы необходимые свойства продукта были получены. Отсюда возникает проблема достижения оптимальной величины деформации, которая устроила бы и экономику процесса со стороны минимизации энергетических затрат, и получение продукции необходимого качества. В результате даже начали появляться технические решения, направленные на искусственное увеличение степени деформации при прессовании, по крайней мере, магниевых сплавов [9]. Другая причина неудовлетворительных свойств передних частей пресс-изделий состоит в возможности их растрескивания после выхода из отверстия матрицы. Дело в том, что напряженное состояние металла, находящегося вблизи матрицы, отличается от состояния металла, находящегося в контейнере пресса. В последнем случае окажется напряженное состояние всестороннего сжатия [10], повышающее пластичность металла. Однако металл напротив отверстия матрицы имеет свободную поверхность и на него не действуют напряжения подпора. Поскольку пластичность металла является функцией напряженного состояния, то при отсутствии напряжений сжатия пластичность оказывается пониженной, и для недостаточно пластичных сплавов алюминия возможно появление трещин именно на передней части выходящего из матрицы пресс-изделия, что показано в работе [11] на примере производства крупногабаритных труб. При переходе в стационарную стадию прессования эффект отсутствия переднего подпора пропадает, и изделие перестает разрушаться. Поэтому определение деформированного состояния передней выходной части прессованного изделия, особенно в условиях деформации с малыми коэффициентами вытяжек, является актуальной задачей. Для анализа напряженно-деформированного состояния при прессовании может применяться физическое моделирование [12], но в последнее время чаще всего используют метод конечных элементов, реализованный в различных программных продуктах: QFORM [13,14], FORGE [15], DEFORM [16-18], РАПИД [19] и др. Это позволяет оценить ситуацию в каждой элементарной точке деформируемого металла. При этом возможно учесть все многообразие свойств деформируемых материалов и граничных условий в производственных ситуациях. Целью работы является установление уровня деформационной неоднородности передней
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1