Способ исследования деформации при обработке металлов давлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 80146 8 14 В 21 В 1/00, В 2 0 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ым я ванин з металла ния экс затрат,счет уменьшения расхосокращения сроков выпиментов при снижении у/ окатке и вол бработности Изобретение относитс очении, и может быть для исследования форверхностных и углубв. использованомоизменения ке металлов давл м ект ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов "Гипроцветметобработка"(53) 62 1.771.2.08.04(088.8) (56) Старченко Д.И. и др. Новый метод исследования характера деформации металла при прокатке. - Материалы Всесоюзной конференции,"Теоретическая11 , проблема прокатного производства Л.ф Металлургия, 1975, с136-137.Авторское свидетельство СССР У 929252, кл. В 21 В 1/00, 1980, . (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИПРИ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частностик экспериментальньй методам изучениятечения и деформации металла при прокатке и волочении, и может быть использовано для исследования формоиэменения поверхностных и углубленных дефектов, Цель. изобретения -определение оптимальных схем обжатийи маршрутов волочения и установлениедопустимых разновидностей и размеров к экспериментальным методам изучетечения и деформации металла при дефектов на исходных заготовках, не влияющих на качество поверхности готовой продукции. Деформированию подвергают образец с поспедовательн рядом рабочих участков, длина каждо го из которых равна 1,5-3,0 длине геометрического очага деформации п максимальном обжатии образца, с выс тулами и впадинами различной конфигурации и направлений, соотношение размеров и расположение которых соответствует соотношению размеров и расположению дефектов на исходных .для процессов прокатки и волочения заготовках. При этом деформирование образца осуществляют переменными обжатиями, обеспечивающими полную ликвидацию выступов и впадин или снижение их величины до заданных размеров и по величине степени деформации, соответствующей этому, . судят о возможности использования дл прокатки,и волочения исходной заго" товки, которая имеет поверхностные или углубленные дефекты. Техникоэкономическая эффективность базируется на снижении трудоемкости проведения экспериментальных исследо1461 548 4фектов различных размеров поперечныхсечений.Длину рабочих участков образцоввыбирают из условий, обеспечивающихмаксимальное исключение влияния внешних зон на напряженное состояние итечение металла в очаге деформации.Поскольку пр.1 деформировании длина фактического очага деформации засчет распространения упругой и платической деформации на внешние зонывлияет на участки металла перед ипосле зоны геометрического очагадеформации, то для исключения этоговлияния внеконтактной деформации,т.е. создания установившегося процесса деформирования, длина рабочихучастков образца должна превосходитьдлину геометрического очага деформации в 2,5-4,0 раза, Учитывая, что припрокатке и волочении происходит удлинение металла за счет вытяжки1длину рабочих участков достаточноограничить размерами, превышающимидлину геометрического очага деформации в 1,5-3,0 раза.Пример осуществления способа моделирования процесса горячей прокатки.Для горячей прокатки медных шин сразмером поперечного сечения 8 х 58 ммиспользуют исходную заготовку толщиной 20 и шириной 50 мм, имеющую поверхностные дефекты глубиной до 1 мм.Суммарная деформация в одном направлении составляет ,г 607Для моделирования процесса былиподготовлены образцы с выполненнымиискусственными дефектами в виде уг-.лублений1 мм, аналогичные максимальным дефектам исходной заготовкидля прокатки.Образцы прокатывали в гладкихвалках с обжатием 162, 323, 47,5 Е ии 59 Е. После каждой прокатки поверхностный дефект изменял свою глубину. При обжатии Е= 162 глубинадефекта уменьшилась до 0,92 мм; приГ: 323 - до 0,83 мм; при Е= 47,57 -до 0,05 мм.Величина дефекта равная 0 5 ммЭ 1,допустима для горячекатаной заго-.товки,При прокатке с обжатием Е = 597глубина дефекта уменьшается до 0,150,2 мм, что допустимо для последующего волочения на готовую продукцию,Используя образец с искусственнонанесенными дефектами, была произве-,25 Цель изобретения - определениеоптимальных схем обжатий и маршрутовволочения и установление допустимыхразновидностей и размеров дефектовна исходных заготовках, не влияющих5на качество поверхности готовойпродукции.На фиг. 1 изображен подготовленный к эксперименту образец видй 10сверху; на фиг. 2 - то же, продольныйразрез; на фиг. 3 - образец призматической формы, общий вид; нафиг. 4 - образец цилиндрической формы, общий вид, 15Сущность способа заключается вследующем.Для проведения исследований формоизменения поверхностных дефектов наисходных для прокатки и волочения 20заготовках осуществляют подготовкуобразцов, габаритные размеры и размеры выступов и впадин различнойконфигурации и направлений которыхсоответствуют натурным габаритнымразмерам и размерам поверхностныхдефектов исходных для прокатки иволочения заготовок с соблюдениемв масштабе моделирования соотношенийразмеров дефектов и размеров эаготов ок,Последующее деформирование такогообразца с разной степенью обжатияпозволяет получить весьма обширнуюинформацию о влиянии степени деформации на формоизменение углублений35и выступов разных размеров, различной конфигурации и расположения, атакже о характере течения металлав его внутреннем объеме и определить40предельные размеры поверхностных дефектов, которые могут быть устраненыпри прокатке и волочении катаных и фпрессованных исходных заготовок,илидоведены до допустимых величин. 45Моделирование процессов. прокаткиведется на призматических образцах,а волочения - на призматических ицил ндрических. Призматический образец может быть выполнен монолитным(Фиг. 1) или составным (Фиг. 2) . На50образце выполнено несколько рабочихучастков с выступами 1 и впадинами 2,Выполнение выступов и впадин раэ 55личной конфигурации и направленийпозволяет на одном образце в разнозначных условиях изучить Формоизменение углубленных и выступающих де 1461548дена качественная оценка заготовкидля прокатки медной шины 8 х 58 мм.Пример осуществления способа моделирования процесса волочения. 5При промьппленном изготовлениимедных прутков ф 22-18 мм волочениемиз горячекатаной заготовки 26 ммнеобходимо установить допустимуюглубину поверхностных дефектов на 10заготовке, чтобы обеспечить глубинудефекта на изделии0,2 мм (по тре-,бованиям ГОСТ 1535-72) .Для моделирования процесса былиподготовлены образцы с выполненными 15на них искусственными дефектами глубиной 0,5 мм, аналогичные максимальным поверхностным дефектам заготовки.Образцы были протянуты с обжатием28,47, 40,8% и 52, 17. После волочения 20глубина дефектов изменилась: при Е == 28,4% глубина дефекта уменьшилась до 0,22 мм; при Е= 40,8% - доО, 125 мм; при Е= 52, 1% - до О, 05 мм.По результатам моделирования былоустановлено, что дефект заготовки глубиной 0,5 мм при деформации на28 превышает допустимую по ГОСТ величину, а при деформации 40% и 52 исходная заготовка пригодна для полу- З 0 чения качественной продукции.При моделировании процессов деформирования призматические монолит, ные образцы вначале прокатывают, определяют формоизменение выступов 35 и впадин, а затем (при необходимости) из гладкого участка прокатанного образца изготавливают захватку и проводят волочение с режимом обжатий, соответствующим режиму реаль ного технологического процесса. Призматические составные образцы подвергают преимущественно прокатке, а цилиндрические - волочению.Использование предлагаемого спо соба моделирования процессов прокат" ки и волочения позволяет при минимальном расходе металла и времени исследовать практически на одном образце при выбранном обжатии фор" 50 моизменение выступов и впадин в широком интервале их первоначальных размеров и установкить экстремальные виды, формы и размеры поверхО ностных дефектов на исходных для прокатки и волочения заготовках, которые могут быть устранены или уменьшены до допустимых размеров, Это позволяет производить сортировку исходных заготовок перед горячей прокаткой и волочением и не направлять в обработку заготовки с поверхностными дефектами, которые в процессе всего технологиеского цикла не могут быть устранены или уменьшены до допустимых размеров.Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа базируется на снижении трудоемкости проведения экспериментальных исследований за счет уменьшения расхода металла и сокращения сроков выполнения экспериментов при снижении трудозатратФормула изобретенияСпособ исследования деформации при обработке металлов давлением, включающий нанесение впадин с образованием выступов на поверхности образца, деформацию образца, преимущественно в прокатных валках и (или) волоках и определение перемещений объемов металла относительно впадин после деформации, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью определения оптималь-. ных схем обжатий и маршрутов волочення и установления допустимых разновидностей и размеров дефектов на исходных заготовках, не влияющих на качество поверхности готовой продукции, впадины по форме, соответствующие дефектам на исходных заготовках, предназначенных для прокатки и волочения, наносят на отдельных площадках поверхности образца с протяженностью каждой площадки 1,5-3,0 длины геометрического очага деформации при максимально допустимом обжатии образца с произвольной ориентировкой впадин относитель- но направления деформации и деформируют эти площадки с различными обжатиями,а затем устанавливают оптимальные обжатия, исходя из полного устранения или частичного уменьшения размеров впадин ц выступов до допустимых.