|
14 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ Горячий деформируемый металл при обработке давлением проявляет вязкие свойства, которые оказывают существенное влияние на технологические параметры процессов штамповки. К таким процессам относятся листовая штамповка с нагревом, изотермическая объемная штамповка, штамповка с местным нагревом очага деформации, горячее формообразование листовых материалов газовой средой, сварка давлением и др. Реализация этих процессов дает возможности значительно снизить удельные силы штамповки, достичь высоких степеней деформаций и заполняемости гравюры штампа. Диапазон скоростей деформирования связан в общем случае с требуемыми степенями формоизменения, силами, температурой, стойкостью оснастки и другими факторами. Вязкость деформируемых сплавов может проявляться уже при достаточно кратковременных процессах, длящихся от нескольких секунд до минут. С повышением температуры это время может еще более уменьшиться. Сказанное относится к формоизменению заготовок из алюминиевых, магниевых, титановых сплавов и сталей. Такими материалами является: ВТ6С, ВТ14, ВТ20, ВТ23 титановые сплавы; АМгб, 1201, 1420, МА8, ВМД10, 1571, 1911 сплавы на основе алюминия; 12Х18Н10Т, ЭП202, ВНС25, ЭП915 и другие сплавы и стали аустенитного, мартенситного классов. Процессы их деформирования существенно зависят от температурноскоростных условий. |
II 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ 1.1.Анализ современного состояния теории изотермического формоизменения труднодеформируемых сплавов Важнейшей задачей современной промышленности является создание новых ресурсосберегающих технологий, повышение производительности труда и качества продукции. В последнее время при изготовлении деталей из листовых малопластичных, труднодеформируемых сплавов нашло применение медленное горячее деформирование, которое позволяет значительно повысить пластические свойства материала и снизить силу деформирования, а также достичь больших степеней деформации. Теория горячей обработки металлов основана на законах и уравнениях механики сплошной среды, вид и метод решения которых зависят от выбранного способа описания течения среды, а также от уравнения состояния, пригодного для отражения реономных свойств материала при повышенной температуре. Горячий металл при обработке давлением проявляет вязкие свойства, которые оказывают существенное влияние на технологические параметры процессов штамповки, особенно при температурных режимах обработки в интервале (0,4...0,8) от температуры плавления. К таким процессам относятся листовая штамповка с нагревом, изотермическая объемная штамповка, деформирование в условиях сверхпластичности, штамповка с местным нагревом очага деформации, горячее формообразование листовых материалов газовой средой и другие процессы, реализуемые на гидропрессовом оборудовании [7, 13, 19, 33, 37, 38, 42, 60-62, 65, 72, 78, 82, 91, 97, 100, 110, 123125, 133-136, 140]. 12 Необходимость использования таких процессов вызвана возможностью достижения высоких степеней деформаций и значительным снижением удельных сил обработки, в том числе и для материалов, плохо поддающихся формоизменению при обычных условиях. Диапазон скоростей деформирования связан в общем случае с требуемыми степенями деформации, силами, температурой, стойкостью оснастки и другими факторами. Вязкость деформируемых сплавов может проявляться уже при достаточно кратковременных процессах, длящихся от нескольких секунд до минут. л Сказанное выше относится, прежде всего, к формоизменению заготовок из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов. Деформирование их существенно зависит от температурно-скоростных условий. Стали, как правило, менее чувствительны к скорости деформирования. В работах [33, 60-62, 72, 82, 85, 91, 111, 123-125, 133-136] выполнен теоретический анализ процессов горячего формоизменения металлов с привлечением уравнений состояния механики нелинейно вязких сред. Однако теория обработки давлением, построенная на механике пластичности и развитая в трудах Е.П. Унксова, А.Д. Томленова, Е.А. Попова, Е.И. Семенова, Л.Г. Степанского, В.Д. Головлева, А.Г. Овчинникова, И.П. Ренне и других ученых не учитывает реономных свойств металла в процессах горячего деформирования. Интенсивность напряжений принимается величиной постоянной, определяемой средними величинами степени и скорости деформации в очаге деформации при фиксированной температуре. Нелинейные уравнения механического состояния и построенные на них аналитические методы расчета достаточно широко разработаны для анализа поведения под нагрузкой элементов конструкций Ю.Н. Работновым, А.А. Ильюшиным, Н.Н. Малининым, Л.М. Качановым, М.А. Колтуновым и другими [39, 41, 60-62, 86, 87]. |