CC BY
20
_ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ_
Научный редактор раздела докт. техн. наук В.Л. Бережной
УДК 621.7.01
о научной формализации и использовании
определенных экструзионных физических эффектов и состояний. часть i. область традиционного прессования
В.Л. Бережной, докт. техн. наук (ОАО «ВИЛС», e-mail: [email protected])
Рассмотрены результаты исследований традиционных способов прямого и обратного прессования в экстремальных граничных условиях контактного трения, в том числе со смазкой. Выявлены, определены и охарактеризованы экструзи-онные физические эффекты с соответствующими им деформационно-реологическими состояниями материала, принятые впервые за основу при научной формализации вариантов развития технологии прессования и построении новых принципов оптимизации или инновационного преобразования процессов.
Ключевые слова: алюминиевые сплавы, прямое и обратное прессование, горячий режим без смазки, холодный режим со смазкой, модели течения, экстру-
зионные состояния и эффекты, научная формализация, принципы оптимизации, -йй-
инновационное развитие технологии прессования.
On Scientifical Formalization and Use of Defined Extrusion Phisical Effects and States. Part I. Field of Traditional Extrusion. V.L. Berezhnoy.
Results of investigations for traditional direct and indirect extrusion in extremal friction and lubrication conditions are discussed. The new extrusion phisical effects are definid and evaluated together with corresponding deformation-reology states of metal. This information is taken for a basis in the process of scientific formalization of new variants of extrusion development and for novel principles of process optimization or innovative creation of extrusion technology.
Key words: Al alloys, direct and indirect extrusion, hot regime without lubrication, cold regime with lubrication, models of flow, extrusion states and effects, scientific formalization, principles of optimization, innovative development of extrusion technology.
Введение
К числу наиболее известных физических эффектов, определенных при прессовании, относятся пресс-эффект структурного упрочнения [1, 2], термоэффект (фрикционно-деформационный постадийный разогрев материала прессуемой заготовки) [1-3] и структурно-механический эффект проявления сверхпластичности (показано, например, в [4]), а также эффект
улучшения прессуемости с возможностью постадийного управления течением под кине-матико-силовым воздействием на заготовку предельных активных напряжений трения движения и макросдвига от контейнера [4].
Однако в теории и практике прессования не вполне учитывается, что этим и другим физическим эффектам прессования (экстру-дирования) сопутствует проявление особых экструзионных состояний материала, лишь
-Ф-
-Ф-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
некоторые элементы которых приводятся в работах [1-7].
Между тем в философском движении от явления к сущности, обнаружив форму существования объекта, т. е. его состояние, необходимо определять внутреннее его содержание в единстве его свойств и отношений. Этому принципу развития знаний следует настоящая работа.
В исследованиях начиная с середины 1960-х гг. автор статьи не только определил при прямом и обратном прессовании алюминиевых и медных сплавов ряд физических эффектов трения (позитивных и негативных), сопутствующих, как правило, экстремальным фрикционным условиям существования деформационно-реологических состояний материала, но и преобразовал их, заменив функцию сопротивления течению функцией содействия ему.
Цель данной статьи - рассмотрение результатов постадийного изучения наиболее характерных «альянсов» экструзионных физических эффектов и состояний и их научная формализация* с получением исходных данных для развития теории и технологии прессования, оптимизации действующих способов прессования и построения новых видов экс-трузионной техники, более эффективных или для других применений. Материал статьи состоит из 2 частей, здесь первая.
Область и методология поисковых исследований
База экспериментальных данных. Публикуемые в статье результаты озаглавленных аналитических исследований автора в ОАО «ВИЛС» опираются, в основном, на собственную базу данных об экспериментах, выполненных в аспирантуре МИСиС (в лаборатории кафедры «Прессования и кузнечного производства», 1964-1968 гг.) и в лаборатории кафедры МиТОМД, РИСХМ, 1968-1977 гг.),
* Научная формализация какого-либо содержательного динамического объекта служит его представлению и изучению в виде формальной системы или исчисления с усилением роли формальной логики и математических методов в научных исследованиях. Такая методология весьма действенна даже при пересмотре базовых технологий.
а также на заводах БКМЗи СМК (1969-1989 гг.) [4] - в рамках отдельного направления НИОКР на тему «Снижение неравномерности и интенсификация процессов прессования трудно-деформируемых алюминиевых сплавов».
В поисковую часть всех экспериментально-аналитических исследований были вовлечены:
- кинематически разные способы горячего и холодного прессования, включая прямой, обратный и активно-обратный (т. е. с воздействием активных сил трения);
- литые заготовки, в том числе составные с координатной сеткой, из алюминиевых сплавов А00, Д16, АМг6, В96Ц и свинца С1, а также, для сравнения - из медных сплавов М1, ЛС59-1 и ОСФ1-3-0,1 (экспериментального);
- технологически универсальные, специально созданные исследовательские установки усилием 1,0/0,8 и 2,0/0,63 МН (в знаменателе указаны усилия дополнительных приводов), оснащенные электронагреваемыми контейнерами диаметром 30 и 40 мм и матричными узлами для прутков и труб. Эти установки были смонтированы на вертикальных гидропрессах, оборудованных оригинальными тензометри-ческими системами для контроля и регистрации параметров прессования [4].
Методические принципы проведения работы. Развиваемая в ходе работы методология принята, во-первых, для постадийного рассмотрения сравниваемых экструзионных процессов с анализом деформаций обжатия и макросдвига, механических свойств, макро-и микроструктуры, характеристик состояния поверхности прутков, труб и пресс-остатков, а также пресс-дефектов и, во-вторых, выявления экструзионных физических эффектов и соответствующих состояний прессуемого материала с фиксированием параметров процесса. Новизна этих выявлений была проверена по соответствующей специальной литературе с использованием основной системы моделей течения металла применительно к прямому и обратному осесимметричному прессованию прутка в горячем режиме при отсутствии и с применением смазки в полости пресс-инструмента [2, 8].
Известная классификация физических моделей течения (рис. 1) [8], предоставленных ниже, была принята в качестве исходной базы
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Рис. 1. Основные модели течения алюминиевых сплавов в «установившейся» стадии горячего прямого осесимметричного прессования в типовых условиях трения [8]
при определении фактических деформационно-реологических особенностей прямого и обратного прессования в экстремальных условиях и во взаимосвязи выявленных физических эффектов и состояний экструдируе-мых алюминиевых сплавов:
- тип в теоретически иллюстрирует прессование однородного материала «без контактного трения» (в первом приближении требуется использование гомогенизированного А1-сплава и высокоэффективной технологической смазки на полированной контактной поверхности элементов пресс-инструмента);
- тип А отличается от в наличием только на поверхности матрицы значительного трения, удерживающего там материал в упругоплас-тической зоне (иллюстрирует реальный случай обратного прессования без смазки);
- тип В отличается от модели А примерно одинаковыми для матрицы и контейнера граничными условиями трения без смазки при минимизации температурного перепада с заготовкой (^ - ^ - fм);
- тип С иллюстрирует весьма неравномерное течение материала под большим воздействием сопротивляющегося трения с образованием композиционно сложной области с зонами застоя и затрудненной деформации (размещается в угловом пространстве между контейнером и матрицей). Пример: горячее прямое прессование негомонизированного высоколегированного А1-сплава при существенном перепаде температур заготовки и контейнера (£з . tк).
Поскольку контактное трение здесь является определяющим фактором, то изменение при прессовании труднодеформируе-мых А1-сплавов типов течений от А до С ведет к увеличению технологического усилия на
50-60%, значительному уменьшению скоростей истечения (в 2-3 раза), многократному увеличению глубины крупнокристаллического ободка, повышению, иногда до неприемлемого уровня, неравномерности механических свойств в поперечном и продольном направлениях и даже к появлению брака по пресс-дефектам [2-6].
Заметим, что использованная здесь традиционная классификация (см. рис. 1) представляет модели течения только в квазиустано-вившейся стадии прессования. В работах [1-8] не описываются физические эффекты, относящиеся, в основном, как нами установлено, к начальной и завершающей стадиям традиционных способов прессования, в том числе в экстремальных условиях контактного трения, которые нередко имеют место в производстве пресс-изделий из Al-сплавов.
Типовые физические модели течения через плоскую матрицу (см. рис. 1), предложенные E.C. Pearson (1960) и W. Dürschnabel (1968), представлены в книге К. Laue и H. Stenger [2] как обобщенный научный результат исследований прямого и обратного промышленного прессования. При этом модели А, В и С до сих пор являются приемлемыми признаками действующего производства и даже проблемная модель С зачастую технологически безальтернативна при изготовлении определенного сортамента пресс-изделий.
Автор также подтверждает достоверность этих физических моделей применительно к прямому и обратному прессованию, имея собственные результаты исследований методами координатной сетки и макроструктуры на заготовках для контейнеров диаметром от 30 до 350 мм. Однако, следуя замыслу этой статьи, автор сделал попытку определить условия появления физических эффектов, по большей части негативных в традиционной экструзи-онной технологии, чтобы не только установить необходимые практические ограничения для использования каждой из моделей (см. рис. 1), но и рекомендовать, во-первых, принцип оптимизации традиционных про-
-Ф-
V-
v
I
Km
If«"^
LJ адц..
II
Лис.Замкнутая классификация базовых схем реактивно-прямого (I), пассивно-обратного (II) и активно-обратного (III) способов прессования в экстремальны (max/min) кинематико-силовы>м условиях трения в контейнере [4, 8]: vn и w - скорости прессования и истечения; ук - скорость движения контейнера; TTt и - напряжения трения от контейнера на заготовку с реактивным и
оп ~ л
активным векторами; ткз ~ 0
цессов по граничным условиям и, во-вторых, преобразовать указанные эффекты в формат содействия процессу прессования, например , при организации активных напряжений трения и макросдвига для осуществления активно-обратного прессования[4].
При этом автор впервые представил логически замкнутую цепь кинематико-силовых схем продольного прессования, определяемых направлением и величиной напряжений и скоростей трения в контейнере (рис. 2).
Выбор объектов изучения. При сравнении деформационно-реологических особенностей традиционного прессования в типовых (см. рис. 1) и экстремальных (см. далее), вполне выраженных режимах трения на контакте «инструмент-заготовка», наиболее интересные результаты были получены при исследовании следующих процессов:
- горячее прессование труднодеформируе-мых алюминиевых сплавов без технологической смазки прямым и обратным способами (обозначены соответственно объектами А и Б), при этом для них определены, оптимизированы или позитивно преобразованы интересные физические эффекты;
- холодное прессование со смазкой некоторых алюминиевых сплавов (см. ниже) обратным
и прямым способами (соответственно объекты В и Г), при этом для Г также определены, оптимизированы или позитивно преобразованы интересные физические эффекты.
В общую для избранных разновидностей прессования методологию аналитических исследований и разработок включен следующий порядок (алгоритм) действий:
принятие для изучения стадий прессования ^ поиск экструзионных физических эффектов и соответствующих им состояний ^ определение условий их появления и назначение управляющих факторов/параметров ^ определение для каждой совместности «экс-трузионный эффект и состояние» технологической идеи и ее научная формализация ^ разработка подхода к оптимизации экстремально проверенного действующего процесса прессования ^ определение возможности позитивного преобразования некоторых обнаруженных физических эффектов (для построения более прогрессивной экструзионной техники) ^ выявление признаков физического явления применительно к варианту революционного развития технологии прессования.
Следуя этой методологии, в рамки научной формализации обнаруженных физических эффектов развития указанных традиционных способов прессования были введены следующие, например, образцы обозначений:
- экструзионный (деформационно-реологи-
.. ЭЭ-1 ЭЭ-2 ческий) эффект, сокращенно- или-,
А1 А1 где А1 - объект и номер серии исследований, 1 и 2 - порядковые номера обнаруженных эффектов;
- экструзионное (деформационно-реологи-
, ЭС-1 ЭС-2 ческое) состояние, сокращенно-или-,
А1 А2 где А1 и А2 - объекты и номера серий исследований, 1 и 2 - порядковые номера состояний;
- физическое явление (как особая, технологически революционная совместность некоторых альянсов ЭС и ЭЭ, сокращенно , где
Г1
Г1 - объект и номер серии исследований, 1 -порядковый номер физического явления.
v
v
п
п
w
w
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Фрикционные различия способов горячего прямого и обратного прессования (ПП и ОП соответственно) в заданных экстремальных условиях, встречающихся в промышленности, охарактеризованы следующим образом: - на контакте с полостью контейнера
тк.з ^ (ттах > Ts)/( тк.з ^ ° на контакте с матрицей и пресс-шайбой
пп пп ~ ,, оп - , тм.з > тш.з 1 Ts/(тм.з 1 Xs).
Uli
где ткз ^ 0 относится к «трению покоя» при обратном прессовании; Tmax > ts назначено для зоны контейнера и реализуется при подборе, например, соотношения tjt3 < 1 [4] (tR и t3 - величины температуры контейнера и заготовки в начале прямого прессования).
Описание физических (экструзионных) эффектов и состояний в экстремальных условиях трения
Данное аналитическое исследование выбранных случаев прессования проведено процессуально постадийно со следующими результатами:
Объект А1: начальная стадия горячего прямого прессования без смазки - предваряет установившуюся стадию по модели С (см. рис. 1), но осуществлена в экстремальных условиях при технологически допустимом температурном перепаде (£<Дз) min, т. е. при мак-пп
симальном ткз .
В таких условиях получен негативный физи-
ЭЭ-1
ческий (экструзионный) эффект-, выра-
A1
женный в появлении на графике технологического усилия Рпп = ^Нр) «сверхпика» - величиной АРпп - °,18Рпп(тах) (рис. 3, I). Синхронно с ним формируется экструзионное (деформа-
ЭС-1
ционно-реологическое) состояние —-—, ре-
A1
зультирующееся в начале установившейся стадии (см. рис. 3, I) в особом зональном формате, содержащем ОЧПЗ* с конусовидной упругой зоной металла над каналом матри-
цы, угловую зону застоя 1 (рис. 4, I) между ОЧПЗ, матрицей и контейнером и периферийные зоны «сверхдеформаций сдвига» 4 (американский термин) с растяжением [2, 4] и зоной прилипания 5.
Контролируемый экструзионный эффект ЭЭ-1
- обнаружен в следующих принятых ус-
А1
ловиях изучения объекта А1 (см. рис. 3, I):
- прессуются заготовки из труднодефор-мируемых А1-сплавов (например, Д16, АМг6, В96Ц);
Р т
0,75 0,5 0,25 0
v, t 0,75
к.з\\ ' | АРпп
Р
"IP рпп max Рпп">--—^
Хт 7 1 к.з max 1 ^— -Тк.з Хрм 1 1
0
о, т, Кт 0,75
0,5
0,25
0
. — 1?Р£КР] — . ^пр
" " N - -
/п
__ VK.3 > 0 Vk.3 1 / = 0 VK.3 L- > 0
/Ts
у '
' [Ts]
' 1 1 1
-—- J
- ом
_ /[Ts]
,тк.з -------1- —'
0,25 0,5 0,75 T/TE 0 I
0,25 0,5 0,75 T/TE II
ОЧПЗ - обжимающая часть пластической зоны.
Рис. 3. Схемы изменений в функции времени силовых, скоростных и температурных параметров и показателей для типовых процессов прямого (I) и обратного (II) прессования:
Рпп, Рпш и Рм - технологическое усилие прессования и усилия на пресс-штемпеле и матрице; Гкз и ткз -сила и напряжение трения в контейнере; Т и Т2 - текущее время и продолжительность прессования; и - температура контейнера и матрицы; ?пр и ^рекр] -температура прессования (истечения) и рекристаллизации; Ур, Уп и Уз к - скорости распрессовки, прессования и смещения заготовки в контейнере; стм -нормальное напряжение (давление) на матрице; [т5] и т;;тах - уровни напряжений сдвига в центре и периферии потока; Ропт - уровень технологически оптимальной силовой загрузки пресса; АРпп - «сверхпик» усилия прямого прессования; Кт = ткз/стм - показатель воздействия напряжения трения на прессуемую заготовку
А
- начальная скорость распрессовки - прессования
гм 1
II
Рис. 4. Деформационно-реологические состояния в экстремальных условиях трения при прямом (I) и обратном (II) прессовании:
а, б - схемы течения и зонообразования; тк з и т м з -напряжения трения, передаваемые контейнером и матрицей заготовке; 1, 2, 3, 4, 5 - соответственно зоны застоя, упругопластической деформации, ОЧПЗ, сдвиго-растяжения в сторону пресс-шайбы, прилипания к контейнеру; т'кз - активное напряжение упругопластического сдвига
Рис. 5. Виды разрушения прутков из труднодеформируемого сплава на выходе из матрицы при прямом горячем прессовании в экстремальных граничных фрикционно-термических условиях: а - разрушаемый продольными трещинами выходной конец; б - отделившаяся пластически недефор-мированная зона над матрицей; w - направление скорости истечения
"р ~ "п при Ук > 1 и тк.з > ^
(1)
где "р и - скорости распрессовки и прессования;
tз и tк - температура заготовки и контейнера;
^р > tз - выходная температура прутка;
ткз - напряжение трения на контакте заготовки с контейнером; - выходной конец прутка зачастую растрескивается (рис. 5, а) или даже разрушается с высвобождением упомянутой выше конусовидной упругой зоны в виде куска, вылетающего из матрицы (рис. 5, б) (замечено на заводе «Красный Выборжец» при прямом прессовании прутка из труднодеформируемой бронзы). ЭЭ- 1
Здесь эффект - усиливается под влия-
А1
нием пониженной температуры и непластичности выходного конца.
Установлено [4, 9], что условия прямого прессования с таким негативным экструзион-ЭЭ- 1
ным эффектом-могут быть близки к тех-
А1
нологически критическим (рис. 6): существенно снижаются энергетический к.п.д. гидропресса и его производительность [4, 9, 10], при этом из-за падения скорости прямого прессования при силовой перегрузке гидропресса практически исключается нормальное использование электронной системы автоматического управления скоростью пресса на начальной стадии прессования трудноде-формируемых сплавов.
Поэтому до сих пор в промышленности применяется ручной режим сопровождения заданной начальной скорости прессования ("р и "п) «твердых» алюминиевых и медных сплавов, а в условиях поточного производства профилей из среднелегированных алюминиевых сплавов обычно на прессе обеспечивается нормальная силовая загрузка (^Рп , см. рис. 6) и жестко задается более приемлемое начало прессования - с двухкратным ее снижением [10].
I
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
О
, р
рпз
' I ■ —
Ч. 1— —
Т Т 1 ТР1 1 Т Р2
Рн
Продолжительность прессования
Рис. 6. Диаграммы силовых и скоростных параметров прямого горячего прессования в функции времени для разных условий силовой загрузки гидропресса:
- номинальное усилие пресса; АРп - величина
технологического запаса усилия пресса; Р - пиковое значение усилия пресса при его нормальной загрузке; 1-рафики рП1 , ^ , , Г^ , рП2 , "п2 , Гр2 ,
7п2 и Рп3 , "п3 , 7р3 , 7п3 - дем°нстрирую"г изменения соответственно силы, скорости, продолжительности «распрессовочной» стадии и собственно прессования по мере увеличения степени силовой загрузки пресса; х-х - технологически оптимальный уровень силовой загрузки пресса
Для минимизации масштаба этой проблемы нами предложено [4, 9]:
- стремиться к соблюдению условия Рном - РП1 = 10-15% Рном для энергетического запаса гидропресса (см. рис. 6), что выгодно для производства уменьшает продолжительность прессования и повышает к.п.д. (где Рном - номинальное усилие пресса; Рп -нормальное технологическое усилие прессования, случай 1).
- техническое решение в форме изобретения [11] для системы управления прессом при его силовой перегрузке. Оно применено к прессу усилием 31,5 МН модели ПБ-8745-1 на этапе его промышленного опробования и позволяет оптимизировать условия автоматического подключения регулятора к этой системе [4].
В результате данного аналитического исследования применительно к наиболее кри-
ЭЭ- 1
тичному эффекту- определено влияние
А1
на величину АРПП каждого из следующих управляемых факторов, относящихся к стадии распрессовки с истечением материала заго-
товки: температурного, скоростного, фрикционного и геометрического. Разработаны общие принципы технологической оптимизации режима прямого прессования для достижения минимума пика АРПП ^ (0,04-0,09)Р
1 тах
(ноу-хау).
Объект A2: квазиустановившаяся стадия горячего прямого прессования без смазки -рассмотрена, начиная от момента послепи-кового падения величины технологического усилия Рпп (см. рис. 3, а) и заканчивая его ростом до вхождения пресс-штемпеля в ОЧПЗ. При этом в экстремальных условиях (см. выше) определено особое экструзионное ЭС- 2
— (рис. 4, I), схема и особен-
состояние
2
ности которого отличаются от традиционной модели течения (см. рис. 1, С) следующим:
- дополнением модели течения (а, слева) схемой зонообразования материала (б, справа);
- развитием зоны 4 периферийного пластического сдвигания материала заготовки мимо ОЧПЗ и зон застоя 1 и прилипания 5 в область пресс-шайбы с поворотом течения к оси прямого прессования;
- усилением вязкой передачи материала от контейнера к оси прессования(сравнить с рис. 1, С) синхронно с указанным периферийным сдвиганием материала в зоне 4;
- причинной связью этих изменений с усилением динамики напряжений предельного трения тк.з = ттах и периферийно-поточным характером деформационно-реологического макросдвига с растяжением.
ЭС-2
Механизм формирования состояния
2
объясняется определенным в исследовании
ЭЭ- 2
экструзионным эффектом —-— , комплексно
А2
проявляющимся при указанных воздействи -ях от периферийного сдвигания материала в зоне 4 противоположно прессованию и при поперечном усилении вязкой передачи его к оси прессования. При этом негативные со-ЭС-2
ставляющие
участвуют в формирова-
2
0 0,17 0,35 0,5 0,67 0,83 HJL3
X ' 11
7 -
5 -
3 -
1-1-1-Г
J_I_I_L
8 ', %
96 92 88 84
9 '
50 40 30 20
10 -
0 10 20 30 40 50 Нп, мм гс/^п 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 гс/^п, мм 0 0,1 0,2 0,3 0,4 гс/^п, мм а б в
Рис. 7. Типовые зависимости постадийного распределения деформаций удлинения по оси прутков (1), деформаций обжатия (&' ) и сдвига (&') в поперечном их сечении, отпрессованных прямым (1) и обратным (2) способами через плоскую матрицу в экстремальных условиях трения:
Нп - рабочий ход пресса; гс - радиус до контрольного слоя в координированном сечении прутка диаметром
бп; 8ср - уровень средней величины степени обжатия; 6' = 1ду' - локальная деформация сдвига, у' - угол наклона делительной линии координатной сетки; * - аналогичная зависимость для теоретической схемы прессования с перемещением контейнера в направлении, обратном истечению металла
нии по ходу прямого прессования следующих недостатков [4]:
а) неравномерный характер течения в контейнере (см. рис. 4, I) с соответствующими закономерностями постадийной нестационарности (рис. 7, а) и неравномерности (рис. 7, б, в) деформирования зеренной структуры полуфабриката обжатием (б) и сдвигом (в);
б) развитая периферийная зона дополнительных сдвиго-растягивающих напряжений, зачастую технологически неприемлемых из-за появления трещин, пережога структуры, развития пресс-утяжин и дефектов поверхности полуфабрикатов [2-4].
Учитывая установленные нами возможности управления экструзионным состоянием ЭС-2
- с помощью изменения фрикционного,
A2
кинематико-силового и температурного факторов, определены следующие условия для поиска позитивного воздействия на экстру-ЭС- 2
зионный эффект-:
A2
тк.з m ts при t3/tK > 1 и тк.з/Рм = f(Hn) ^ ^ ^nst/mln при ^чпз ^ const, (2)
В случае (2) ищутся условия позитивного
ЭС-2
уменьшения неоднородности состояния
2
где рм - давление на матрицу и ^чпз ратура в ОЧПЗ [4, 12, 13].
темпе -
(см. рис. 1 с замещением схем С^А) и обнаруживается возможность предварительно, до ОЧПЗ деформационно проработать литую структуру заготовки, что ведет к улучшению качества и повышению уровня механических свойств экструдата при обеспечении необходимого уменьшения поперечной и постадийной неравномерности деформаций и механических свойств, а также оптимизации величины и регулируемой глубины макросдвига. Возможности практического использования
ЭС-2
экструзионного эффекта - могут быть
А2
реализованы в следующих принципиально разных случаях:
- для оптимизации традиционного способа горячего прямого прессования без смазки проводится по условиям (2) стабилизация и уменьшение постадийного кинематико-си-лового тормозящего воздействия трения от контейнера на заготовку за счет реализации определенных граничных температурно-скоростных условий (например, предложен и исследован прямой способ «изофрикцион-
9
cp
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
ного» прессования (соответственно в работах [12, 13], ноу-хау);
- для усиления предварительной проработки литой структуры заготовки до ОЧПЗ с улучшением прессуемости и уменьшением неоднородности механических свойств и зе-ренной структуры полуфабрикатов предложен экструзионный способ, обеспечивающий деформирование по схеме «сдвиг-передвиг» [14];
- применительно к разработке новых термомеханических схем прессования с технологическим использованием трения в контейнере, автором предложен также кардинальный подход - осуществлять регулируемое кинематико-силовое воздействие активных напряжений трения от контейнера на заготовку, т. е. в направлении истечения [4, 13].
Объект А3: завершающая стадия прямого горячего прессования без смазки, при рассмотрении которой с учетом ее деформаци-
Рис. 8. Схемы течения материала и образования/развития пресс-утяжин в завершающей стадии прямого (а) и обратного (б) прессования в экстремальных условиях трения:
у-|, у2 и у3 - пресс-утяжины 1, 2 и 3 рода (соответственно, центральная и боковые, высоко- и низкорасположенные); Нпо - высота пресс-остатка; w -направление скорости истечения
Рис. 9. Варианты центральной пресс-утяжины с пустой (а) и заполненной загрязненным металлом (б) конечных воронок [12]
онной «квазиустановившейся» предыстории (см. объект А2) определено экструзионное со-
ЭС- 3
стояние —— , максимально выраженное при
А3
достижении следующих экстремальных термомеханических условий трения в контейнере и на пресс-шайбе:
tз/tк > 1
• тд и тпш.з ~ Тв.(3)
Состояние ЭС 3 формируется под комп-А3
лексным влиянием, во-первых, радиального пережима потока материала заготовки вблизи пресс-шайбы (действует экструзионный эф-ЭЭ- 3
фект-) (см. рис. 4, I) и, во-вторых, интен-
сифицирования механизма образования и развития центральной пресс-утяжины в форме «свища» [12] (действует экструзионный эф-
ЭЭ-4
фект
) (рис. 4, I и 8).
3
Критическое проявление двух экструзион-
. . ЭЭ-3 ЭЭ-4 ных эффектов ---------- и ---------- в завершающей
А3 А3
стадии является следствием дополнительного радиального воздействия при прямом прессовании упомянутого выше периферийного пластического сдвигания материала, которое достигло осевой зоны у пресс-шайбы благодаря размягчающему влиянию на материал термоэффекта трения от контейнера с увеличением поверхностной температуры прессуемой заготовки > [12].
Сочетание деформационно- реологических механизмов «пережима» и «свища», установленных и исследованных автором в условиях завершающей стадии прямого прессования, по-видимому, впервые создает комплексный экструзионный эффект, проявляющийся в максимуме деформаций удлинения X' (см. рис. 7, а) и развитии центральной пресс-утя-жины в форме конечной воронки (см. рис. 8). При этом, как определено также автором, начало появления «развитой» (по объему и интенсивности) центральной пресс-утяжины легко обнаруживается по локальному падению давления на ответной части контакта с пресс-ос-
з
3
"ф
-Ф-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
татком специальной пресс-шайбы с тензометром, что имеет в исследованиях практическое значение [12]. Заметим, что «свищ» может результироваться в виде пустой воронки (рис. 9, а) или заполненной загрязненным металлом (рис. 9, б).
Рассматривая возможности производственного использования таких знаний об экс. . ЭЭ-3 ЭЭ-4 трузионных эффектах - и - для со-
А3 А3
вершенствования технологии прессования, автором были предложены и разработаны следующие научные подходы:
- для введения условий сохранения стабильности уровня деформаций и размера конечной зеренной структуры необходимо, прежде всего, исключать условия формирования воронки «свища» в завершающей стадии прямого прессования, в результате чего негативный эффект ЭЭ 4 подавляется в указан-
А3
ном выше «изофрикционном» режиме [12, 13]; дополнительным средством может служить комплект вогнутой пресс- шайбы и матрицы с обратным конусом [4, 13] (рис. 10). В этом случае их геометрия способствует формированию заданно направленных потоков металла и вызывает образование напряжений обжатия, минимизирующих или исключающих «свищ»;
- деформационно-реологический эффект пережима у пресс-шайбы потока материала
ЭЭ-3
впервые установлено автором [4], при его смещении в зону матрицы, что автоорганизуется в условиях прессования с активными напряжениями не макросдвига, а динамического трения движения, поскольку это способствует формированию эффективно действующей ОЧПЗ с полным устранением условий образования «свища» и минимизирующей образование центральной пресс-утяжины, обнаруживаемой только в пределах тонкого пресс-остатка [4, 12].
Объект Б: горячее прессование с обратным истечением без смазки. Условия обратного прессования здесь приняты соответствующими модели течения А (см. рис. 1) с максимальным трением покоя в контейнере и трения движения в зоне матрицы, что реализовано посредством установления технологически допустимых различий их температур с заготовкой (¿3Лк -1 и tз/tм - 1).
ЭС-4
Определено экструзионное состояние
Б '
формирующееся в экстремальных условиях трения покоя в контейнере при совместном принудительном движении контейнера с замковой пресс-шайбой и зажатой в их полости посредством давления заготовкой, прессуемой через матрицу (см. рис. 4, II).
К концу распрессовки в этих условиях создается (путем деформационно-реологической автоорганизации) особое упругое напряженно-деформированное состояние неподвиж-
ЭС-4,
3
наиболее позитивно используется, как ного материала заготовки в зоне 1 (
Б
посредством которого осуществляется (от начала до конца экструзионного процесса) пластическая деформация с обжатием и макросдвигом материала только в пластической зоне 3 вблизи матрицы (ОЧПЗ) с ламинарным истечением через формообразующий канал (соответствует схеме II на рис. 4).
Независимо от кинематико-силовой схемы обратного прессования (их две) [4] в условиях ЭС- 4
- процесс истечения металла через мат-
Б
рицу осуществляется благодаря взаимодействию двух смежных областей: упругонапря-женной зоны 1 (УНЗ) и обжимающей части пластической зоны 3 (ОЧПЗ). При этом УНЗ
Рис. 10. Нестабильный характер завершающего течения прессуемого металла под воздействием специальной геометрии рабочих торцов пресс-шайбы и матрицы
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
размещается в полости контейнера между пресс-шайбой и ОЧПЗ, оставаясь неподвижной относительно контейнера в отсутствие трения движения и деформаций сдвига (рас-прессованная заготовка фиксируется трением покоя), а ОЧПЗ компактно сосредоточена близ матрицы (плоской или конусной), где выполняется основная функция деформации обжатием с макросдвигом и последующим ламинарным истечением металла благодаря передаче на ОЧПЗ от УНЗ только нормальных напряжений .
ЭС-4
В рамках экструзионного состояния-
Б
обнаруживаются следующие два экструзион-ных эффекта, если горячее обратное прессование осуществляется без смазки (см. рис. 4, II).
Экструзионный (деформационно-реологический) эффект ЭЭ 5 состоит в передаче Б
от контейнера на боковую часть ОЧПЗ активных напряжений упругопластического сдвига
(та очпз ), что обычно не учитывается, но физически имеет место благодаря некоторому отставанию периферийного течения в ОЧПЗ от подвижного контейнера "П ер <
Это теоретически предсказанное Л.А. Шоф-маном отставание [15] реализуется в формате
, , ЭЭ-5
экструзионного эффекта - при горячем
Б
обратном прессовании без смазки, количественно установленного автором в лабораторных и опытно-промышленных экспериментах с объяснением механизма заметной интенсификации ОЧПЗ благодаря передаче ему активного упругопластического сдвига со сжатием (см. рис. 4, II) [4].
Эффект ЭЭ 5 реализуется в следующих Б
кинематико-силовых условиях:
Ку = "к/"пш = 1 при "П ер < "к;
Та.ОЧПЗ ^к.ОЧПЗ - (0,05 - 0,07)роп,
если 'з > и таЮчпЗ /те > 1, (4)
где К" - кинематический коэффициент прессования;
и "п.ш - скорости движения контейнера и замковой пресс-шайбы;
а - активное;
Гк.очпз - площадь локального контакта контейнера с ОЧПЗ;
Роп - технологическое усилие обратного прессования.
Под таким кинематико-силовым воздействием на ОЧПЗ происходит технологически полезное содействие пластической деформации и истечению с некоторым компенсированием влияния сопротивляющегося трения на матрице (т!м з ) в условиях:
тм.з ^ те
при т^.згм.з - (0,12-0,15)Роп [13], (5)
где Гм.з - площадь контакта матрицы с прессуемой заготовкой.
Установлено, что в этих условиях скорость истечения труднодеформируемых А1-сплавов при обратном прессовании в сравнении с прямым прессованием может быть вдвое выше [2-4].
С^С} С"
Экструзионный эффект —-— состоит в том,
Б
что при = "пш даже в данных условиях тре-
ЭС-4
ния покоя в экструзионном состоянии -
Б
максимизируется протяженность установившейся стадии процесса обратного прессования, которое также позитивно отличается от процесса прямого прессования ламинарно-стью течения металла через матрицу, более равномерным распределением деформаций (см. рис. 7) и выравниванием размера зерен в структуре экструдата при исключении негативного нарастания термоэффекта деформации к концу процесса (см. рис. 3), а также весьма значительным уменьшением толщины пресс-остатка и длины центральной пресс-утяжины [2, 4, 6].
^ ЭС-4
Однако в условиях ---------- сохраняется отсут-
Б
ствие пластической деформации литой структуры заготовки за пределами ОЧПЗ, т. е. в УНЗ (см. рис. 4, II), со всеми соответствующими этому состоянию недостатками, что негативно
с
ограничивает показатели качества и комплекс механических свойств экструдата [2, 4].
Автором предложены два направления совершенствования процесса прессования с обратным истечением [4, 13]:
- оставаясь в рамках традиционной техники обратного прессования, усилить деформационно-реологическое действие эффекта-,
Б
распространив вдоль всего контакта контейнера с заготовкой активный упругопластиче-ский сдвиг, что реализуется, например, при определенных условиях малого смещения специальной пресс-шайбы (К„ = vк/vпш ^ 1,08), фактически без изменения конструкции гидропресса ([16] и ноу-хау). В таком случае обеспечивается технологически необходимый минимум деформационной обработки литой структуры в УНЗ с увеличением скоростей ламинарного истечения труднодеформируемых А1-сплавов и сохранением позитивности эф-
ЛЛ л
фекта-в отношении стационарности фор-
Б
мирования зеренной структуры в экструдате от начала до конца процесса (при Ку = 1,01-1,05 достигается увеличение скоростей истечения труднодеформируемых А1-сплавов на 25-35% [4, 13];
. . ЭЭ-6
- дополнительно усилив эффект -,
Б
трансформировать позитивно-содержательную часть рассмотренного экструзионного эф-ЭЭ-6
фекта
в разработку инновационного
способа обратного прессования с активными напряжениями трения движения и макросдвига, реализуемого в определенных условиях при управляемой величине Ку 1 1,3 [4, 13].
Объект Г: холодное прямое прессование труб со смазкой. Перед началом авторских исследований холодное прессование со смазкой было представлено в промышленности прямым и обратным (реже) способами, кине-матико-силовые схемы которых показаны на рис. 11. К производству холоднопрессованной продукции из алюминиевых сплавов (профили и трубы) можно в первом приближении отнести и гидростатическое прессование, наиболее полно освещенное в трудах А.И. Кол-
пашникова, В.А. Вялова и других ученых этой научной школы [3, 4, 17].
Концепция поиска экструзионных эффектов, негативных по большей части в граничных условиях предельного трения, должна быть, разумеется, изменена для случая прессования со смазкой , что показано ниже .
Рассмотрим способы холодного прессования, различные по кинематико-силовым условиям.
Способ прямого прессования через конусную матрицу со смазкой (см. рис. 11, а) осуществляется в условиях передачи на заготовку напряжений сопротивляющегося трения в
слое смазки в зонах контейнера (т^ з) и мат/ м . сз рицы (тс з ), направленных противоположно
истечению [3, 10, 17]. В результате удельная нагрузка увеличивается к выходу из матрицы, т. е. рм-рк, что исключает возможность позитивного обтекания смазочным материалом прессуемого материала с большей скоростью. Общепринято, что в зоне контейнера выполняются условия квазижидкостного трения, а в зоне матрицы - граничного. Это сказывается в появлении поверхностных дефектов на пресс-изделиях и сбоях в самом процессе в случаях
X-Рк
Рис. 11. Кинематико-силовые схемы процессов прямого (а) и обратного (б) прессования со смазочным материалом:
Рп - усилие прессования; уп и ук - скорости движения пресс- штемпеля и контейнера; рк и рм - давле-
к м
ние смазки на контейнер и матрицу; тс з и тс з
на-
пряжение трения от смазки на контейнер и матрицу; ам - угол матричной воронки; Л - высота заготовки в зоне контейнера; w - направление истечения металла
а
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
ухудшения качества рабочей поверхности матрицы и ненормальных увеличений давления и начальной скорости прессования [17].
Способ обратного прессования через конусную матрицу со смазкой (см. рис. 11, б) осуществляется в условиях кинематико-силовой нейтральности трения покоя в зоне контейнера (т£ з - 0) и передачи на заготовку сопротивляющегося напряжения граничного трения (т^ ) [3, 10, 17]. Здесь при высоких скоростях прессования (когда рс < ро) и термическом разогреве смазки ухудшаются условия выноса смазки на матрицу, где рс и ро - давление в слое смазочного материала и текущее гидростатическое давление.
Поэтому в случаях прямого и обратного прессования имеют место как традиционные потребности повысить опорную способность смазки без разрыва ее слоя и интенсифицировать ее течение в матрицу, так и трудности в достижении эффективных решений только за счет смазочного материала.
Рп, МН
12
10
Уп, мм/с - 1200
- 1000
— 800
■600
■400
200
0,2 (100)
0,4 (200)
0,6 Т, с (300) И'п, мм
Рис. 12. Типовые графики усилий и скоростей холодного прямого прессования труб с отделяемым пресс-остатком (1) и в полунепрерывном режиме (2):
Рп и - усилие и скорость прессования; Т и НП - текущие значения времени и хода прессования; Z -вид «сверхпика» усилия прерывистого прямого прессования
Отметив также технико-экономическую нецелесообразность переноса в обычный производственный процесс холодного прессования со смазкой таких технических решений, как (х) жидкостные условия трения в контактной зоне инструмента (из гидростатического способа прессования) или (у) искусственное повышение бокового давления (из гидромеханического способа прессования) [1, 3, 10], в данной работе проведены поисковые исследования в особых деформационно-реологических условиях базового способа прямого прессования со смазкой (см. рис. 11, а) с целью методически обоснованного выхода к новым техническим решениям, близким по технологической эффективности с указанными выше (х и у).
Исследования вариантов этого процесса прессования проводили на экспериментальных установках и промышленных прессах с использованием соответствующих заготовок из низко- и среднелегированных алюминиевых сплавов. Предмет поиска - технологически эффективные условия холодного прессования [17, 18].
Особое экструзионное состояние ЭС 5,
впервые определенное при моделировании полунепрерывного процесса прямого прессования трубок (заготовка вслед заготовке) на экспериментальной установке усилием 1,0/0,8 МН (МИСиС) [4], было подтверждено на частично реконструированном промышленном механическом прессе усилием 1,6 МН мод. К-471Б (БКМЗ) [4] и новом высокоскоростном гидропрессе усилием 16 МН мод. 3022 [17].
При определении наиболее приемлемого варианта базового процесса прямого прессования со смазкой установлено, что скоростные и силовые условия реализации прерывистого и полунепрерывного вариантов процесса различаются из-за условий начальной стадии с истечением. Показано (рис. 12), что с переходом от прерывистого процесса (с отделением остатка заготовки) к полунепрерывному (с выпрессовкой последнего) в начальной стадии усилие прессования уменьшается на 10-12% при позитивном, менее интенсивном нарастании скорости пресс-штемпеля.
8
6
4
2
Вывод: истекающий пресс-остаток служит средством вязкого подпора истечению металла очередной заготовки с определенным снижением его скорости при снижении давления истечения, что отвечает условиям стабильности работы силового гидропривода гидропресса.
Особенности экструзионного состояния ЭС-5
—1=— , уточненные в ходе аналитической части
исследований в ОАО «ВИЛС», состоят в следующем (рис. 13).
Установлено, что при таком экструзионном состоянии прессуемую заготовку, матрицу и контейнер технологически позитивно разделяет избыточный слой смазки 1 (причина ее накопления в неравенстве рм > рк, где обозначено требуемое различие давлений в зонах матрицы и контейнера [17]). Затем, в начале следующего цикла остаток смазки 2 замыкается в виде «клина» на стыке двух заготовок, размещенном в ОЧПЗ.
Достигнутый здесь экструзионный эф-ЭЭ- 7
фект —=— является фактически следствием
локального гидродинамического эффекта, проявляющегося в таких условиях полунепрерывного прямого прессования труб (см. рис. 13), а именно «этап накопления избыточной смазки 1 при рк < рм между контейнером и заготовкой 4 замещается в конце цикла истечения по принятой технологической схеме формированием смазочного клина 2 на стыке металла двух заготовок 4 и этапом истечения смазки с некоторым опережением прессуемой заготовки при рк > рм, что способствует качеству процесса прессования и вызывает компактное уменьшение (обжатием) объема вытесняемого через матрицу пресс-остатка 3 [4, 17].
С использованием этого альянса особого
ЭС-5
Рм > Рк
Рк > Рм Ус > ^
Рис. 13. Схемы экструзионного состояния в холодном полунепрерывном процессе прямого истечения со смазкой по способу «заготовка — вслед заготовке»:
уп - скорость прессования; рк и рм - давление смазки в зонах контейнера и матрицы; w- направление скорости истечения; vс - скорость опережающего течения смазки;
1 - слой смазки в зоне контейнера; 2 - смазочный клин; 3 - обжимаемый при выдавливании пресс-остаток; 4 - заготовка в контейнере
цикла (по схеме автора статьи) [18], а собственно пресс переведен на полунепрерывный режим холодного прессования (по изобретению [19]). Данные производства: двуслойная высокоэффективная технологическая смазка; контейнер с втулками диаметром 115-165 мм; выпущенная продукция - точные конструкционные трубы с наружным диаметром 51-68 мм и толщиной стенки 3-4,5 мм из алюминиевого сплава 1925 [17, 18]*.
Вместе с тем, принимая для прямого прес-ЭЭ- 7
сования эффект - и особое состояние
ЭС-5
в формате некоторого физического (де-
экструзионного состояния
[18] и эффек-
формационно-реологического) явления
ФЯ-1
ЭЭ- 7
та —=— новый комплекс поточного производства таких труб с прессом мод. 3022 (был создан совместно ВНИИМЕТМАШем и Ижор-ским заводом «Тяжмаш») был частично реконструирован в условиях БКМЗ для обеспечения безостановочного производственного
* Этот инновационный, успешно запущенный прессовый комплекс для высокоскоростного прессования специальных профилей из соответствующего А1-сплава применительно к новой конструкции самолёта-перехватчика, а также поливных труб для сельского хозяйства был, к сожалению, выведен из эксплуатации на БКМЗ в связи с решением во времена Н.С. Хрущёва о достаточности использования ракет-перехватчиков.
1
2
1
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
определяемого новыми кинематико-силовыми условиями холодного прессования с локальным гидродинамическим эффектом, целесообразно также трансформировать физическое
явление ^Я 1 с преобразованием этих условий в способ, более адекватный возможностям этого явления - активно-обратное прессование со смазкой [4, 17] (см. ниже).
Результаты научной формализации обнаруженных автором экструзионных (деформационно-реологических) эффектов и их состояний с определением и управлением параметрами их проявления при прямом и обратном прессовании в горячем режиме без смазки (объекты А и Б), а также при холодном прямом прессовании в высокоскоростном режиме со смазкой (объект Г) подготовлены для решения следующих двух задач:
I. Дальнейшее совершенствование традиционных технологий с учетом определенных здесь физических эффектов и новых принципов оптимизации граничных, термических и скоростных условий каждого из этих способов прессования (объекты А, Б и Г).
II. Преобразование полученной в этих исследованиях новой информации о деформационно-реологических особенностях поведения экструдируемого материала применительно к инновационным направлениям, в том числе технологического использования активных напряжений трения и макросдвига в разных случаях термических и граничных условий (объекты Д и Е).
Заключение
Содержание настоящей статьи отвечает мировой тенденции в экструзионной науке и производстве активизировать пересмотр традиционных (базовых) технологий в целях их технической и коммерческой оптимизации.
Решению этой проблемы может способствовать предложенная автором в статье методология деформационно-реологического анализа и научной формализации особенностей действующих (традиционных) экструзионных процессов, которая позволяет не только а) обоснованно рекомендовать дальнейшую технико-коммерческую оптимизацию некоторых
несовершенных процессов, но и б) привлечь внимание к разработке новых экструзионных процессов с позитивно преобразованными и усиленными физическими эффектами, определенными при анализе некоторых традиционных процессов.
Эта методология и результаты ее применения в актуальном пересмотре базовых технологий могут быть полезны молодым исследователям.
Основные практические рекомендации:
1. Применительно к горячему прямому прессованию без смазки [4, 14, 16]:
- осуществлять переход к условиям реализации способа «изофрикционного» прямого прессования на минимально возможном уровне сопротивления течению металла со стабилизацией кинематико-силовых условий трения (ноу-хау);
- не отвергать приемлемое для производства частичное замещение прямого прессования новыми формализованными разновидностями прессования с обратным истечением в коммерчески оптимальных условиях, в том числе с использованием физических эффектов трения.
2. Применительно к горячему обратному прессованию без смазки [4, 10, 13]:
- осуществлять воздействие через контакт контейнера с заготовкой активными напряжениями упругопластического сдвига посредством соответствующего малого смещения специальной пресс-шайбой ([15-16] и ноу-хау) без изменения оборудования для обеспечения необходимого минимума деформационной обработки литой структуры и существенного увеличения скорости истечения с сохранением позитивного ламинарного его характера.
3. Применительно к холодному прямому прессованию со смазкой [4, 17-19]:
- осуществлять переход к особым условиям полунепрерывного режима прямого прессования с обеспечением экструзионного локального гидродинамического эффекта в режиме постадийной перемены давлений в зонах контейнера и матрицы и поциклового формирования «жидкостного клина» между очередной заготовкой и пресс-остатком с последующим истечением из «клина» резерва смазки с
периферийным опережением выдавливания пресс-остатка (ноу-хау).
В целях определения технико-экономических затрат и выгод от решения наиболее актуальных указанных задач необходимо зафиксировать исходные показатели применения традиционных способов прессования и новых, в тех деформационно-реологических состояниях, при которых проявляются указанные
выше экструзионные эффекты со следующи-
« ЭЭ-1 ЭЭ-2 ЭЭ-3
ми с обозначениями: —-— , —-— , —-— .
Ч1
2
л3
ЭЭ-4 ЭЭ-5 ЭЭ-6 ЭЭ-7 л
— , ww - , и — , включая обнару-
A3 Б Б Б
женное физическое явление ФГ-1 с управляемыми параметрами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Избранные труды В.И. Добаткина. - М.: ВИЛС. 2001. - 668 с. (О природе пресс-эффекта. С. 174-187).
2. Laue K., Stenger H. Extrusion. Processes, Machinery. Tooling / Transl. from German version: Castle A.F., Lang G. -ASM, Metals Park, Ohio 44073, 1981. - 457 р.
3. Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. 2-е изд. - М.: Металлургия. 1975. -448 с.
4. Бережной В.Л., Щерба В.Н., Батурин А.И.
Прессование с активным действием сил трения. -М.: Металлургия, 1988. - 296 с.
5. Бэкофен В. Процессы деформации. - Массачусетс, Калифорния, США, 1972 / Пер. с англ. - М.: Металлургия, 1977. - 288 с.
6. Жолобов В.В., Зверев Г.И. Прессование металлов Изд. 2-е испр. и допол. - М.: Металлургия, 1971. - 456 с.
7. Реология: теория и приложения / Под ред. Эйри-ха Ф. - Нью-Йорк, ASM, 1956. (Пер. с англ. под общей ред. Работнова Ю.Н. и Ребиндера П.А. -М.: Изд. иностр. литературы, 1962. - 824 с.
8. Benedyk J.C. Review and Analysis of Emerging Extrusion Processes. Part II: The Evolving Role of Friction in Hot Extrusion // Light Metal Age. 2001. October. V. 59. № 9/10. P. 6-14.
9. Бережной В.Л. Улучшение энергосиловых условий эксплуатации экструзионных гидропрессов // Технология легких сплавов. 1983. № 3. С. 59-63.
10. Баузер М., Зауэр Г., Зигерт К. Прессование. Справ. пособие / Пер. с нем. под науч. ред. Бережного В.Л. - М.: Алюсил МВиТ, 2009. - 918 с.
11. А. с. 863423 СССР. Устройство автоматического контроля прессования на гидропрессах с дроссельным управлением / Пьянков В.А., Баранов Л.В., Бережной В.Л. и др. // Бюл. № 34. 1981.
12. Berezhnoy V.L., Hahn K.-H. and Chang J.Y. Extrusion Defects: Conditions of Formation and Metods of Prevention // Light Metal Age. 1999/3, 4. P. 66-74.
13. Бережной В.Л. Прямое и обратное прессование с оптимизацией деформирующего воздействия трения//Технология легких сплавов. 1998. № 1, 2. С. 43-50.
14. Пат. 1656778 РФ. Способ изготовления прессованных полуфабрикатов из гранулируемых алюминиевых сплавов / Бережной В.Л., Пасхалов А.С. Заявл. № 4657118 от 2.06.1994.
15. Шофман Л.А. Основы расчета процессов штамповки и прессования. - М.: Машгиз, 1961. - 340 с.
16. А. с. 562331 СССР. Устройство для прессования изделий / Бережной В. Л., Песенко Н.В., Мороз Б. С., Эпштейн Г.Г. и др. // Бюл. № 23. 1977.
17. Бережной В.Л., Мороз Б.С. Совершенствование процессов холодного прессования: учеб. пособие. - М.: Машиностроение. 1991. - 44 с.
18. Эпштейн Г.Г., Бережной В.Л., Шишков Г.И. и др. Опробование полунепрерывного процесса холодного прессования труб прямым истечением // Цветные металлы. 1976. № 3. С. 7-8.
19. А. с. 670191 СССР. Поточная линия для производства труб и профилей холодным прессованием / Рожков В.М., Холин Ю.Т.....Бережной В.Л. и
др. // Бюл. № 23. 1979.
