Введение к работе
Актуальность темы. Развитие металлургии в настоящее время характеризуется ростом производства материалов и сплавов, которые имеют высокие прочностные и служебные характеристики и которые с точки зрения обработки давлением относятся к труднодеформируемым. К сожалению, возможности практического использования этих материалов часто ограничены их недостаточной пластичностью, что существенно ограничивает применение существующих технологий для изготовления изделий и полуфабрикатов необходимого качества, особенно для производства микропрофильного проката. .
Одним из перспективных направлений обработки давлением труднодеформируемых материалов является электропластическое деформирование, которое заключается в пропускании электрического тока высокой плотности через технологический инструмент и обрабатываемый металл, что позволяет в ряде случаев осуществить пластическое формоизменение металлов и сплавов на воздухе без нагрева. Однако, широкое внедрение прогрессивной технологии сдерживается из-за отсутствия надежного оборудования и систематизированных данных по влиянию технологических параметров электропластической деформации на качество готовой продукции.
Поэтому тема диссертации, посвященная разработке и исследованию процесса производства микропрофильного проката элэктропластическим деформированием, является актуальной для теории и практики обработки металлов давлением.
Работа выполнена в соответствии с планами госбюджетных научно-исследовательских работ Московского государственного института стали и сплавов (МИСИС), выполняемых по единому заказ-наряду (темы 3022031 и 3022042) и по конкурсу фантов в области фундаментальных проблем металлургии (темы 3022501 и 3022010).
Цель работы. Исследование основных закономерностей процесса электропластической деформации труднодеформируемых металлов и сплавов и разработка на этой основе ресурсосберегающих технологий производства микропрофильного проката и рекомендаций по совершенствованию конструкции деформирующего оборудования. В связи с этим в работе решались следующие задачи :
1) на основе анализа существующих способов производства микропрофильного проката разработать технологический процесс с использованием электрического тока высокой плотности, пропускаемого через очаг деформации;
2) математическим моделированием исследовать влияние
параметров процесса электропластической деформации на
распределение температуры по длине прокатываемого материала;
-
выполнить комплекс работ по повышению эксплуатационной надежности оборудования для электропластической деформации;
-
провести лабораторные и опытно-промышленные испытания модернизированного оборудования и предложенных режимов электропластической прокатки.
Научная новизна. Разработана математическая модель процесса прокатки ленты с пропусканием электрического тока высокой плотности через очаг деформации, которая состоит из модели определения температуры в ленте вне очага деформации и модели очага деформации. Установлено, что при высоких плотностях электрического тока при расчете температурных полей ленты можно пренебречь удельной мощностью работы пластической деформации и работы сил трения. На основе теоретических исследований получены зависимости максимальной температуры и температуры ленты на входе в очаг деформации от параметров процесса электропластической деформации. Разработана математическая модель процесса подачи электрического тока в очаг деформации, на основе анализа которой дана оценка неравномерности распределения тока по ширине ленты.
Практическая ценность. Результаты экспериментальных и теоретических исследований использованы при разработке режимов электропластической деформации микропрофильного проката из молибдена и вольфрама. Опытно-промышленные испытания показали, что повышается качество микропрофильного проката и выход годного." Полученные в работе зависимости и установленные закономерности, могут быть применены на практике для разработки технологии электропластической деформации различных труднодеформируемых материалов. На основе анализа условий работы стана электропластической деформации осуществлен комплекс мероприятий по совершенствованию конструкций узлов и механизмов стана, использование -которых позволило повысить их эксплуатационную надежность. Даны практические рекомендации по применению различных схем подвода электрического тока к рабочим валкам.
Публикации и апробация работы. Основное содержание диссертации опубликовано в 4 статьях и доложено на расширенном научном семинаре научно-исследовательской лаборатории процессов пластического деформирования и упрочнения МИСИС (февраль 1997 г.), на международной научно-технической конференции «Теория и технология процессов пластической деформации - 96» (октябрь 1996 г.), на научно-техническом семинаре ВНИИМЕТМАШа (май 1997 г.), на научном семинаре. кафедры машин и агрегатов металлургических предприятий МИСИС (июнь 1996 г.).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и содержит jo0 страниц машинописного текста, 3 Т рисунков, fj таблиц и список литературы из наименований.