CC BY
37
Усовершенствование сквозной технологии производства.
Корчунов А.Г., Бигеев В.А., Сычков А.Б. и др.
con. With two-stage cooling the steel laid out on the turns, it is proposed to increase the speed of the protractor-tion coils of wire rod, thus providing with intense fan-cooled high uniformity of the structure and properties of the metal along the turn and coil. To get by extremely uniform structure and mechanical properties of steel Buntova for processing into wire, stabilized reinforcing wire for concrete sleepers new-generation for high-speed railways and stabilized reinforcing ropes high strength with low stress relaxation in exploitation, proposed the concept of reconstruction of the line to ensure the regime Stelmor isothermal processes patenting and recrystallization annealing.
Keywords: technology, quality, structure, properties, uniformity of the qualitative parameters, Stelmor line, reconstruction, patenting, stream recrystallization annealing, the isotherm.
References
1. Gulyaev A.P. Metallovedenie. [Metallography]. Moscow, Metallurgy, 1977, 648 p.
2. Parusov E.V., Parusov V.V., Evsyukov M.F., Sivak A.I., Sychkov A.B.
Rezhim dvustadjnogo ohlazhdenija katanki iz stali 80KRD na linii Stelmor. [Mode two-stage cooling of steel wire rod 80KRD line Stelmor]. Metallur-gicheskaja i gornorudnaja promyshlennost. [Metallurgical and Mining Industry], 2006, no.3, pp. 64-67.
3. Parusov E.V., Parusov V.V., Sagura L.V., Sivak A.I., Klimenko A.P., Sychkov A.B. Razrabotka rezhima dvustadijnogo ohlazhdenija katanki iz stali S80D2, legirovannoj borom i vanadiem. [Development of two-stage cooling mode rod C80D2 steel, alloyed with boron and vanadium]. Metal-lurgicheskaja i gornorudnaja promyshlennost. [Metallurgical and Mining Industry], 2011, no.3, pp. 53-56.
4. Parusov V.V., Sychkov A.B., Parusov E.V. Teoreticheskie i tehnologiches-kie osnovy proizvodstva vysokojeffektivnyh vidov katanki. [Theoretical and technological basis of the production of high-performance wire rod]. Dnepropetrovsk: Art Press, 2012. 376 p.
5. Sychkov AB. Tehnologicheskie aspekty proizvodstva kachestvennoj katanki. [Technological aspects of the production of high-quality wire rod]. Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. G.l. Nosova. [Vestnik Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov], 2006, no.4 (16), pp. 63-69.
УДК 621.774.37:539.319
Колмогоров Г.Л., Снигирева М.В., Чернова Т.В.
ЭНЕРГОСИЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ ТРИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ
Аннотация. В работе предлагается методика расчета энергосиловых характеристик при волочении триметаллической заготовки. Определяются напряжения в отдельных слоях триметаллической заготовки и суммарные напряжения волочения. Определяется оптимальная геометрия волочильного инструмента, включающая основные параметры технологического процесса.
Ключевые слова: волочение, триметаллическая заготовка, сверхпроводник, оптимизация.
В технологиях обработки металлов давлением широкое применение находит процесс волочения, заключающийся в протягивании заготовки через конический канал технологического инструмента (рис. 1). При волочении большую роль играет угол наклона образующей инструмента к оси волочения ав, определяющий энергосиловые параметры процесса волочения. При этом актуальным является определение оптимальных значений угла ав, обеспечивающих минимальные значения напряжения волочения.
Рис. 1. Схема деформирования композитной заготовки в конической матрице.
В работе [1] предложена формула для определения напряжения волочения прутковых изделий:
(1)
где X = ^ / - вытяжка при волочении; ^0 и Е1 -
площади сечения заготовки до и после прохода соответственно; ав - угол наклона образующей инструмента к оси волочения; аП - приведенный угол волоки tgап = 0,65tgaв [2]; а5 - среднее по зоне деформации сопротивление деформации протягиваемого материала; / - коэффициент трения в зоне деформации; ач - напряжение противонатяжения. В отличие от известной формулы И.Л. Перлина [2] формула (1) учитывает деформацию сдвига на входе в волочильный инструмент и на выходе из него.
Формула (1) использована для волочения триметаллической сверхпроводящей композиционной заготовки (рис. 2) отдельно для центральной части, промежуточного слоя и внешней оболочки.
Рис. 2. Схематизация конструкции сверхпроводника в виде триметалла: 1 - сердечник; 2 - промежуточный слой; 3 - оболочка
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВДАВЛЕНИЕМ
Рассмотрим деформацию сверхироводииковой заготовки, состоящей из трех слоев: центрального токо-стабилизируещего сердечника, сверхпроводящего промежуточного слоя и токостабилизирующей наружной оболочки (см. рис. 2). Напряжение волочения при деформации центрального сердечника
ст =
вол
4 ^
1п Ян-----tga.
3УІ3
(2)
У
Соответственно усилие, обеспечивающее пластическую деформацию центральной части:
Р = К
-'і 11
ґ 4
1пЛ + ^ав І^і
3^3
(3)
где 1 - сопротивление деформации центральной части сверхпроводника; ¥1 - площадь сердечника на выходе.
Аналогично напряжение волочения при деформации промежуточного слоя, обеспечивающего сверхпроводящие свойства
ст =
вол
4 ^
1п Хл-----¡= tga]
Зл/3
(4)
Соответственно усилие, обеспечивающее пластическую деформацию сверхпроводящей части заготовки:
Р = К
2 '2
(5)
где а - сопротивление пластической деформации
трансверсально-изотропной сверхпроводящей части, определяемой по правилу смеси для волокон КЬ-П в медной матрице и волокон № в бронзовой матрице. ¥2 - площадь промежуточного слоя на выходе.
Для внешней оболочки, находящейся в контакте с волочильным инструментом
г
а -
вол
1п Я +
зТэ
^ав |х
(6)
/с^ап (о,з -ач)]
.
Соответственно доля усилия, обеспечивающего пластическую деформацию оболочки сверхпроводни-ковой триметаллической заготовки:
1п Л+ ?4з ^3 + К )] + С
(7)
соотношений (5), (6), (7) и составит:
р =[ Ь ^3/3 ^
* [ РР,1 + ¥2^ 2 + Ръ°,ъ + /С%аП 3 ) ¥3 ] + (8)
+°д (¥1 + ¥2 + ¥3 ) •
Данному усилию соответствует усредненное по сечению значение сверхпроводниковой композиционной заготовки напряжение волочения:
(9)
Ств 1п Я+3/э ^ав
* [Ъ1°Л + К2^2 + К3^3 + /С^ап (^3 ~°ч ) К3 ] +
— ¥ — ¥ — ¥
где ¥ = —, ¥ = —, ¥ = — - относительные пло-
1 ¥ ¥ ¥
щади сечения каждого из слоев, составляющих три-
металлическую сверхпроводящую композиционную заготовку.
Данная формула позволяет определить оптимальные углы конусности волочильного инструмента из условия минимума напряжения волочения, которое записывается в виде
д%ав
= 0.
(10)
Продифференцировав выражение (9) согласно условию (10), после преобразований получим уравнение для определения оптимального значения tgaв:
1п^ (^3 -ач)Ъ3
tgar = 141 - - " 3
\^1 К1 2 К2 +^3 К3
(11)
соответственно
1.41
1п^ (а13-ач)
1^1 К1 2 К2 +^3 К3
(12)
Учитывая, что для большинства случаев характерно отсутствие противонатяжения (0^=0), оптимальный угол будет определяться следующим образом:
ав°пт = аг^1.41
f(^s3 К31п ^____________ (13)
где <г 3 - сопротивление деформации материала оболочки сверхпроводника; ¥3 - площадь оболочки на выходе.
Окончательное полное усилие пластической деформации при волочении триметаллической сверхпроводящей композиционной заготовки равно сумме
При изготовлении триметаллических сверхпроводников внешнюю оболочку и сердечник обычно выполняют из одного материала (Си), а промежуточный слой - из №>Тл либо из №>, можно ввести ряд упрощений в формулу (13).
При (Г 3 = <7ж1 имеем:
Энергосиловые характеристики при волочении триметаллической.
Колмогоров Г.Л., Снигирева М.В., Чернова Т.В.
ав°пт = arctg
1.41
( F + F3) + -^ f2
(14)
По полученной формуле рассчитаны значения оптимальных углов волоки при заданных значения коэффициента внешнего трения, коэффициента вытяжки (А =1.15) и приведенных площадей поперечного сечения триметаллического проводника.
На рис.3 показаны результаты расчета оптимальных углов конусности волочильного инструмента в
2
зависимости от значения отношения------.
3
Из рис. 3 следует, что с увеличением значения ота .
ношения *2 значения оптимальных углов умень-
°,ъ’
шаются, уменьшение коэффициента трения за счет улучшения условия смазки приводит к снижению оптимальных углов.
Заключение
1. В работе определены оптимальные углы наклона образующей конического волочильного инструмента к оси волочения.
2. Знание оптимального угла обеспечивает сни-
жение напряжения волочения, что позволяет снизить энергозатраты, повысить единичные обжатия и стойкость технологического инструмента.
Рис. 3. Оптимальные углы конусности волочильного инструмента для коэффициента трения f =0.05:
1 - ^" = У3 = 0.1, к, = 0.8; 2 - У1 = У3 = 0.2, к, = 0.6;
3 - Т1= к = 0.3, к, = 0.4; 4 - К1= к = 0.4, к, = 0.2
Список литературы
. Колмогоров Г.Л., Чернова Т.В., Снигирева М.В. О предельных деформациях при производстве композиционных сверхпроводниковых изделий // Механика композиционных материалов и конструкций. 2010. Т.16, №2. С. 191-196.
. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1972.
448 с.
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
ENERGY-POWER CHARACTERISTICS AT DRAWING THREEMETAL BILLET
Kolmogorov G.L., Kobeleva E.K., Snigireva M.V., Chernova T.V.
Abstract. In work the design procedure energy-power characteristics is offered at drawing threemetal billet. Stress in separate layers threemetal billet and total stress of drawing are defined. The optimum geometry of the drawing tool including key parametres of technological process is defined.
Keywords: drawing, threemetal billet, superconductor,
optimisation.
References
1. Kolmogorov G.L., Chernova T.V., Snigireva M.V. O predel'nyh deformacijah pri proizvodstve kompozicionnyh sverhprovodnikovyh izdelij. [Limit strains in the production of composite superconductor products]. Mehanika kompozicionnyh materialov i konstrukcij. [Mechanics of Composite Materials and Structures]. 2010, vol.16, no.2, pp. 191-196.
2. Perlin I.L., Ermanok M.Z. Teorija volochenija [The theory of drawing]. Moscow, 1972, 448 p.
УДК 621.778.1.073 Славин B.C., Бричко А.Г.
МЕТОДИКА АНАЛИТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ГЕОМЕТРИИ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ АРМАТУРНОЙ ПРОВОЛОКИ В КАЛИБРЕ СО СМЕЩЕННЫМИ ПАРАМИ РОЛИКОВ
Аннотация. Волочение в роликовых волоках находит все большее распространение при создании технологических процессов получения фасонных профилей и холоднотянутой арматурной проволоки. Однако определение энергосиловых параметров при их разработке представляет определенную сложность, связанную с аналитическим описанием линий калибра и их изменением по длине очага деформации. В работе на основе новых дополнительных параметров в виде геометрического центра калибра (ГЦК) и условного диаметра роликов получено уравнение формоизменения круглой заготовки при волочении арматурной проволоки в калибре со смещенными парами роликов.
Ключевые слова: волочение, роликовые волоки, условный диаметр роликов, калибр со смещенными парами роликов, очаг деформации, линия калибра.
