Совершенствование технологии изготовления высокопрочной проволоки на основе моделирования температурно-деформационных режимов высокоскоростного мокрого волочения

• Автор: Головизнин, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ВОЛОЧЕНИЯ ПРОВОЛОКИ.

1.1. Факторы, влияющие на условия волочения и качество проволоки при мокром высокоскоростном волочении.

1.2. Влияние скорости волочения на неоднородность деформации

1.3. Влияние скорости волочения на температурнодеформационный режим и условия смазки

1.4. Методики расчта режимов мокрого высокоскоростного волочения

1.5. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ВОЛОЧЕНИЯ НА СКОРОСТНУЮ НЕОДНОРОДНОСТЬ И ЛОКАЛИЗАЦИЮ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ

2.1. Скоростная неоднородность напряжнного состояния.

2.2. Скоростная неоднородность деформированного состояния.

2.3. Локализация деформации при высокоскоростном волочении проволоки.

2.4. Связь скоростной неоднородности деформации с технологическими параметрами процесса волочения
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ НА РЕЖИМЫ МОКРОГО ВОЛОЧЕНИЯ ТОНКОЙ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ
3.1. Температурные условия мокрого высокоскоростного волочения тонкой высокопрочной проволоки.
3.1.1. Влияние скорости на температуру проволоки в очаге деформации
3.1.2. Охлаждение проволоки в условиях мокрого высокоскоростного волочения.
3.2. Влияние скорости волочения на условия смазки при многократном мокром волочении.
3.2.1. Влияние температурноскоростного режима волочения на толщину слоя
смазки в очаге деформации.
3.2.2 Влияние давления эмульсии на толщину слоя смазки на поверхности проволоки при мокром волочении.
3.2.3. Влияние скорости на толщину смазочного слоя на свободных поверхностях проволоки
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСЧТА ТЕМПЕРАТУРНОДЕФОРМАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ МОКРОГО ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ВОЛОЧЕНИЯ
4.1. Температурные условия на тянущих шкивах волочильной машины
4.2. Влияние контактного взаимодействия проволоки и шкивов на качество поверхности проволоки.
4.3. Разработка методики расчта и оценка скоростной неоднородности деформации при волочении.
4.4 Разработка методики расчта температурного режима мокрого высокоскоростного волочения.
4.5. Разработка методики расчта толщины смазочного слоя вдоль маршрута мокрого высокоскоростного волочения.
4.6. Методика расчта маршрутов высокоскоростного мокрого волочения
Выводы.
ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО МОКРОГО ВОЛОЧЕНИЯ
5.1. Влияние скорости на процесс волочения.
5.2. Разработка рекомендаций по совершенствованию технологии высокоскоростного волочения проволоки.
5.2.1. Общие рекомендации
5.2.2. Совершенствование технологии высокоскоростного волочения высокоуглеродистой проволоки в условиях ЗАО Уралкорд.
5.2.3. Эксплуатация и проектирование волочильных машин новых конструкций
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


Изменение обжатия при неизменном угле возможно только за счт изменения длины канала волоки. Температура проволоки и смазки, геометрия волоки, конструктивные особенности волочильных машин, скорость волочения, условия смазки связаны между собой ещ более сложным образом. Процесс волочения достаточно сложный, многофакторный. Сложность количественного описания явлений, сопровождающих процесс волочения, вызвана ещ и тем, что на чисто деформационные явления накладываются внешние факторы выбор смазки, способ охлаждения, качество волок, состояние поверхности проволоки и др. С ростом скорости волочения растт скорость деформации металла в очаге деформации и уменьшается время нахождения проволоки в очаге деформации. Например, для ти кратного маршрута волочения стальной латунированной проволоки 0,5мм 0,6мм со скоростью волочения 7,5мс, скорость деформации изменяется в пределах от 1,2 2 с1 в начале маршрута до 1, с
в конце, время нахождения в очаге деформации изменяется в пределах от с до 5с. Время деформации 5с и скорость деформации 4 с1 характерны для ударной деформации 1,7,. Из приведнных выше данных видно, что уже на относительно небольшой для современных волочильных машин скорости волочения 7,5мс, условия деформации приближаются к ударным. Согласно работе 7, при неизменной степени деформации средняя скорость деформации при волочении растт с увеличением угла конусности волоки, увеличением скорости волочения и с уменьшением начального и конечного диаметров проволоки. Профилю с малым диаметром соотвегствует малая протяжнность зоны деформации. Для одной и той же скорости волочения время пребывания металла в зоне деформации меньше и, следовательно, скорость деформации малого профиля выше, чем большого. При одном и том же конечном диаметре с увеличением степени деформации снижается средняя скорость деформации при волочении. Скорость скольжения проволоки меняется вдоль контактной поверхности. Коэффициент трения скольжения зависит от скорости скольжения и ряда других факторов. Дчя волочения характерна большая неравномерность напряжнного состояния не только вдоль канала, но и в его радиальных направлениях. Неравномерность деформации по поперечным сечениям возрастает с увеличением рабочего угла канала и обжатия. В работе проводилось исследование скорости деформации при волочении в зависимости от скорости волочения и геометрии волоки. Сделан вывод, что повышение единичного обжатия приводит к снижению средней скорости деформации на участке рабочего конуса волоки. При повышении скорости волочения увеличивается средняя и фактическая скорости деформации. Распространение пластической деформации при ударном нагружении имеет типично волновую картину и описывается уравнениями волновой теории пластичности 3,,,. Анализ опытных данных, полученных при высокоскоростных испытаниях сталей разного уровня прочности 4,6, свидетельствуют об интенсивном росте сопротивления пластической деформации, начиная со скорости примерно
5 с . Скоростное изменение механических свойств приводит к изменению характера течения металла в очаге деформации , к росту неоднородности свойств по сечению готовой проволоки и ухудшению качества изделия. Увеличение скорости проволоки сопровождается возникновением дополнительных градиентов скоростных напряжений, необходимых для поддержания требуемой скорости течения металла. Рост неоднородности напряжнного состояния приводит к перераспределению деформации и росту неоднородности деформации по сечению проволоки . В литературе достаточно широко представлены результаты экспериментальных работ по высокоскоростной деформации стали 1,. Для металлов достижение пластического состояния при ударном нагружении требует более высоких напряжений, чем при медленном нагружении. При динамическом нагружении образца происходит увеличение предела текучести материала. Характер кривой определяется видом материала. В большом количестве экспериментальных работ установлено, что металлы, имеющие хорошо выраженный предел текучести, особенно чувствительны к скорости деформации .