Деловая слава России


Новости




Экспертное мнение

Деловая слава России » Межотраслевой альманах » Наноструктурные материалы

Межотраслевой альманах, Промышленность, Наука: Наноструктурные материалы - 17-10-2010, 13:50

 

К. М. ИВАНОВ, доктор технических наук, профессор;

Н. А. БУНИНА, доктор технических наук, профессор;

А. В. ТИТОВ, кандидат технических наук, доцент.

 

 

ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСТРУКТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДАМИ СФЕРОДВИЖНОЙ ШТАМПОВКИ


 

Эффективным способом получения наноматериалов являются процессы пластической деформации с локальными зонами интенсивных сдвигов. Одним из таких способов является штамповка на сферодвижном прессователе, реализованная при определенных условиях.

Известно, что процессы, использующие интенсивную пластическую деформацию, применяют для получения сверхмелкозернистых структур. Основными из этих методов являются кручение под высоким давлением и равноканальное угловое прессование. В последнее время появились новые технологические схемы получения наноструктурных материалов с использованием интенсивной пластической деформации. К числу указанных способов следует отнести винтовое прессование, при котором интенсивные сдвиговые деформации достигаются путем гидромеханического прессования призматических заготовок через матрицу с винтовым каналом.

 

Методы получения наноструктурных материалов процессами обработки давлением прогрессивны по ряду причин. Во-первых, имеется возможность получения массивных образцов, на которых можно проводить механические испытания. Во-вторых, в полученных материалах нет остаточной пористости. В-третьих, эти методы могут быть использованы для получения сверхмелкозернистой структуры не только в чистых металлах, но и в промышленных сплавах.

 

В Балтийском государственном техническом университете «ВОЕНМЕХ» проводятся исследования по изучению новых способов получения наноструктурных материалов с использованием сферодвижной штамповки. Как известно, штамповка на сферодвижном прессователе позволяет в локальных зонах интенсивные сдвиговые деформации в условиях высоких гидростатических давлений. Это приближает условия реализации процесса к ранее упомянутому способу винтового прессования.

 

Как известно, сферодвижный прессователь представляет собой комплекс, состоящий из двух механизмов, одновременно воздействующих на штамп и рабочий инструмент. Один механизм передает давление, другой — сферическое движение. Изменение соотношения условных скоростей и скорости поступательного движения отражается на кинематике процесса штамповки обкатыванием, контактных условиях, напряженно-деформированном состоянии заготовки и технологических особенностях процесса.

 

Процессы ротационной обработки характеризуются созданием «плавающих» локальных очагов пластической деформации, циклическим характером нагружения заготовки. В отличие от традиционных схем процессов с интенсивным сдвигом осадка с использованием сферодвижного прессователя имеет ряд преимуществ. Вопервых, «плавающий» очаг деформации приводит к существенному снижению удельного усилия в 5–15 раз. Во-вторых, улучшаются условия изменения структуры за счет интенсивных сдвигающих деформаций. В-третьих, расширяются технологические возможности получения деталей различной формы (разнообразие схем деформирования).

 

В соответствии с классификацией процессов обработки металлов давлением, предложенной Г.А. Смирновым-Аляевым, процессы объемной штамповки на сферодвижном прессователе по соотношению свободных и контактных поверхностей также целесообразно разделить на три группы: открытые, полузакрытые, закрытые. При этом следует учитывать локальный характер деформации по поверхности деформируемой заготовки и ее объему. За контактную поверхность принимается поверхность внешней границы очага пластической деформации, разделяющей пластически и упруго деформируемые участки заготовки. Ввиду наклона оси инструмента реализовать полностью схему закрытой штамповки, строго говоря, нельзя, так как значительная часть поверхности торца деформируемой заготовки не контактирует с инструментом, совершающим колебательное движение.

 

При оценке технологических возможностей сферодвижной штамповки следует иметь в виду два обстоятельства:

• схемы, обеспечивающие монотонное возрастание площади поверхности контакта, приводят к повышению уровня сжимающих напряжений, но имеют низкий уровень сдвигающих напряжений. Это устраняет возможность появления макротрещин, но ухудшает плотность спрессованной заготовки;

• схемы, обеспечивающие немонотонный характер изменения площади контакта, как правило, имеют меньшие значения сжимающих напряжений, но деформация при этом имеет сдвиговый характер.

 

В обоих случаях требуются методики выбора оптимальных технологических режимов. Проведены исследования влияния технологических режимов на структуру металла. Установлено, что получение ультрамелкозернистой структуры реализуется не при всех режимах сферодвижной штамповки. Так, степень изменения структуры существенно улучшается при немонотонном циклическом характере изменения площади поверхности контакта. Сильное влияние на степень измельчения зерна оказывает реверс вращательного движения инструмента. Это можно достичь чередованием вращения матрицы и пуансона, а также путем простого переворачивания заготовки.

 

K.M. Ivanov, N.A. Bunin, A. Titov.

The authors describe new ways of obtaining nanostructure materials, using the technologies of forging; they prove the effectiveness of methods of pressure, reaffirming their scientific research findings.



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

АДИ СЛАВИЦА

Агентство деловой информации





МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


Стройинвестиндустрия

КАЛЕНДАРЬ СОБЫТИЙ:

«    Сентябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 

АРХИВ НОВОСТЕЙ:

Сентябрь 2017 (2)
Август 2017 (3)
Июль 2017 (5)
Февраль 2017 (1)
Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (7)