 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Казань" Erid: 2SDnjeHU93Z
| |
При холодном прессовании, когда температура изделия не превышает 240—300° С, а средняя температура в очаге деформации еще ниже, положительные результаты получаются при использовании легких минеральных масел, воска, жирных кислот фракции С8 — С16, жирных спиртов фракции С10 — С20. Примером такой смазки может служить используемая для холодного прессования алюминия смесь синтетических жирных спиртов фракции С10 — С20 с 3—5% сложных эфиров.
4. температурно-скоростные условия прессования
Основными параметрами процесса прессования являются температурный интервал пластической зоны и создаваемые в нем скорости взаимного перемещения элементарных объемов прессуемого металла, которые находятся в прямой зависимости от скорости прессования.
Неизбежная при прессовании неравномерность деформации приводит к различию скоростей истечения по сечению заготовки, что в свою очередь вызывает возникновение растягивающих напряжений. В связи с этим, как уже было указано, несмотря на преимущественный вид напряженного состояния — трехосное сжатие, часто, главным образом в периферийных слоях, возникают значительные продольные растягивающие напряжения. При этом во избежание нарушения целостности прессизделий необходимо вести процесс так, чтобы температура пластической зоны соответствовала интервалу максимальных пластических свойств металла.
Температура пластической зоны зависит от температуры нагрева заготовки и инструмента, тепла деформации и тепла, отводимого окружающей средой. Чем больше скорости прессования и истечения, тем меньше отводится тепла окружающей средой и тем выше температура пластической зоны, и наоборот. Поддерживать температуру в заданных пределах при заданной степени деформации можно либо подбором температуры предварительного нагрева, либо подбором скоростей. При сравнительно небольших скоростях необходимо температуру предварительного нагрева повышать, а при больших, наоборот — понижать.
Кроме того, в последнем случае целесообразным становится создание некоторого перепада температуры по длине заготовки («градиентный» нагрев), при котором температура предварительного нагрева заготовки несколько понижается от матрицы к пресс-шайбе, чем компенсируется последующий разогрев.
Повышенные скорости при сравнительно высоких температурах предварительного нагрева могут быть применены при увеличении отвода тепла из пластической зоны в результате охлаждения матрицы.
Во всех разновидностях методов прессования процесс идет с непрерывно изменяющимися деформационными условиями; меняются длина и температура слитка или заготовки, поверхности контактного трения, температура прессового инструмента и др. Все это приводит к изменениям температурного интервала пластической зоны и вызывает неравномерность структуры и механических свойств прессизделия. Температурный интервал пластической зоны можно стабилизировать путем соответствующего изменения скорости прессования. При горячем прессовании алюминиевых сплавов длительность процесса исчисляется минутами и даже десятками минут. Это позволяет автоматически изменить по заданному закону скорость прессования в течение всего процесса и добиться практически изотермического ведения процесса и уменьшения неоднородности структуры и свойств прессизделия по его длине.
5. напряженно-деформированное состояние, структура и механические свойства прессизделий
Напряженно-деформированное состояние
Во всех элементарных объемах ОЧПЗ деформированное состояние характеризуется двумя главными деформациями укорочения и одной главной деформацией удлинения. Эти деформации по поперечному сечению и по длине прессизделия неодинаковы. Поэтому в общем случае деформированное состояние пресс-изделия неравномерно.
Если прессизделия после окончания процесса не подвергаются воздействию внешних сил, неравномерность деформиро
ванного состояния является основной причиной возникновения остаточных напряжений. Остаточные напряжения могут возникнуть в прессизделии и в результате неравномерности температур на отдельных участках пластической зоны. Однако, так как неравномерность температуры сравнительно невелика, то невелики и вызываемые ею остаточные напряжения. Поэтому можно считать, что напряженное состояние прессизделий в момент выхода из пластической зоны определяется главным образом остаточными напряжениями, возникающими вследствие неравномерности деформаций. Остаточные элементарные силы, как известно, всегда взаимно уравновешиваются, следовательно, в прессизделии имеются отдельные участки как с сжимающими, так и с растягивающими напряжениями.
В большинстве процессов прессования главные деформации удлинения больше в периферийных слоях, чем в центральных. Поэтому упругие деформации удлинения периферийных слоев превышают упругие деформации центральных, а это, по условию взаимного уравновешивания внутренних сил, приводит к тому, что периферийные слои укорачиваются меньше, чем это следует для полного исчезновения упругих деформаций, а центральные — больше. В результате в прессизделии после выхода его из канала матрицы возникают в центральных слоях продольные напряжения сжатия, а в периферийных — продольные остаточные напряжения растяжения. Характер распределения остаточных продольных напряжений в прессованном (без дальнейшей обработки) круглом прутке может быть представлен схемой, приведенной на рис. 67, а.
Надо иметь в виду, что при прессовании профилей дополнительным источником возникновения остаточных напряжений является неравенство скоростей истечения отдельных его элементов. Эти остаточные напряжения уравновешиваются силами взаимодействия отдельных элементов профиля и могут изменить указанную эпюру продольных остаточных напряжений. Опыт показывает, что у прутка после выхода из пластической зоны вследствие упругой деформации несколько увеличиваются поперечные 
размеры. Такое увеличение должно иметь своим результатом возникновение радиальных сжимающих напряжений между концентрическими кольцевыми слоями, подобно напряжениям в концентрических трубах, нагруженных внутренним и наружным давлениями, снижающимися до нуля у поверхностного слоя. На рис. 67, б приведена схема эпюры радиальных напряжений, которые, несмотря на одинаковый знак ввиду их симметричного расположения, взаимно уравновешиваются. Обе приведенные схемы эпюр распределения продольных и радиальных остаточных напряжений определяют вид эпюры окружных напряжений. Схема такой эпюры приведена на рис. 67, в. Она показывает поперечное растяжение в периферийных кольцевых слоях и поперечное сжатие в центральных. Действительно, ввиду возникновения радиальных сжимающих напряжений, поперечные напряжения в периферийных кольцевых слоях могут быть только растягивающими, следовательно, для их уравновешивания необходимо, чтобы поперечные напряжения во внутренних кольцевых слоях были сжимающими.
Изложенные сведения и соображения относятся к напряженному состоянию прессизделия в момент выхода его из пластической зоны. При горячем прессовании последующее охлаждение прессизделия может изменить описанное напряженное состояние и иногда весьма резко. Так, медленное охлаждение может привести к результатам, аналогичным низкотемпературному отжигу, т. е. к почти полному снятию остаточных напряжений. Такое охлаждение ввиду большой тепловой инерции более вероятно у профилей с небольшими удельными поверхностями.
При прессовании прутков больших диаметров или толстостенных профилей, кроме структурных превращений, изменяющих напряженное состояние, могут возникнуть новые остаточные напряжения от неравномерного охлаждения периферийных и центральных слоев.
Быстрое охлаждение периферийных слоев может привести сначала к их укорочению и к увеличению продольных растягивающих напряжений, после чего, под влиянием тепла от внутренних слоев, эти напряжения могут исчезнуть. Затем укорочение внутренних слоев, ввиду их охлаждения, может вызвать продольные сжимающие напряжения в периферийных слоях и растягивающие во внутренних слоях. Это же может наблюдаться и с окружными напряжениями.
Здесь следует иметь в виду влияние диаметра (или толщины стенки). Чем они меньше, тем, очевидно, ниже тепловая инерция, быстрее выравнивание температуры продольных слоев и меньше вероятность возникновения температурных остаточных напряжений. Остаточные напряжения увеличиваются при несимметричных деформациях, поскольку последние вызывают и несимметричные остаточные напряжения.
Реклама. ООО "СНАБСТАЛЬ" Erid: 2SDnjdGEg5q |
| 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ