OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 2 2023 19 TECHNOLOGY готовления порошковых титановых изделий, от которых требуется высокая коррозионная стойкость, малая масса и удовлетворительные прочностные свойства при низкой стоимости исходного сырья. Компания NORSK Titanium (Норвегия) получила два патента на производство сварочной проволоки непосредственно из титановой губки (Patent WO2011049465, Patent WO2012127426). В работе [20] исследовано влияние комбинированной обработки, включающей наводораживание / удаление водорода и прокатку, на структуру и механические свойства плит из губчатого титана, спрессованных ударной волной. Авторы работы [21] показали возможность применения пористого материала на основе гранул титановой губки при производстве имплантов для остеоинтеграции. В работе [22] исследован процесс одноосного прессования в матрице губчатого порошка титана. В работах [23–25] исследовано влияние легирования водородом на свойства брикетов, изготовленных из губчатого титана прессованием. Разнообразие технологий получения полуфабрикатов и реологические особенности порошкообразного титана приводят к необходимости предварительных расчетов с целью разработки конкретных технических устройств для их реализации. Актуальным вопросом для исследования полунепрерывного равноканального углового прессования (РКУП) до настоящего времени остается надежная оценка энергосиловых параметров процесса и прогнозирование пористости спрессованных материалов. Это, в свою очередь, связано с необходимостью разработки достаточно точных, надежных и простых для практического применения математических моделей. Цель работы: для совершенствования технологических процессов изготовления заготовок и изделий разработать модель процесса полунепрерывного равноканального углового прессования титансодержащего сырья. Для достижения поставленной цели необходимо определить схему равноканального углового прессования, статически допустимую схему нагрузки на слой интенсивной деформации и кинематически допустимую схему течения пластически сжимаемой среды в слое; построить систему уравнений и сравнить решение, получаемое с помощью разработанной системы уравнений, с решением методом конечных элементов. Материал и методика исследования Объектом исследования является процесс полунепрерывного равноканального углового прессования (РКУП) осесимметричного пористого брикета (ϑb – исходная пористость) титановой губки в канале пресс-формы, имеющей входную часть 6 и пересекающую ее под углом 2 выходную часть 5 (рис. 1). Протяженность заготовки во входной и выходной частях канала в текущий момент времени – 1 L и 2 L соответственно; − b L исходная длина брикета, dl – перемещение рабочего пуансона 1; D – диаметр канала. Пуансон 1 создает давление 1 P на брикет. Устройство содержит также пуансон 2 для создания противодавления (давления 2 P , препятствующего истечению деформируемого материала из канала пресс-формы). Пуансон 2 используется в первом цикле прессования. Во втором и последующих циклах противодавление создает пресс-остаток 4 предшествующего цикла. Течению деформируемого материала в канале пресс-формы препятствуют силы трения на поверхности выдавливаемой заготовки. Угловое прессование обеспечивает интенсивные пластические деформации сдвига в тонком слое, расположенном в окрестности сечения А–B (рис. 1) и разделяющем входную I и выходную II части канала пресс-формы. При этом в результате объемного сжатия и интенсивной деформации сдвига в слое А–B уменьшается пористость титановой губки. Во входной части 6 пресс-формы деформируемый материал испытывает напряженное состояние, подобное обычному прессованию пластически сжимаемой массы в закрытой пресс-форме [26, 27]. В качестве материала для исследования использовали порошкообразный губчатый титан марки ТГ-100 (состав соответствует ГОСТ 17747–79) (рис. 2) без дополнительной обработки (просеивания, вторичного дробления, очистки и др.). Предполагается, что материал титановой губки предварительно компактируется двухсторонним прессованием до брикетов с относительной пористостью ϑ = 0, 4. b Материал брикетов считали однородным в статистическом смысле.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1