Аннотация
Установлено, что в процессах обработки металлов давлением при контактном взаимодействии обрабатываемой заготовки и инструмента на поверхности металла образуется слой, который не поддается травлению. В научной литературе он определяется как «белый слой». Волочение характеризуется разноименной схемой напряженного состояния обрабатываемой проволоки, поэтому для повышения эффективности данного процесса рассматривается возможность его комбинирования с кручением. В статье приведены результаты моделирования комбинированной деформационной обработки волочением с кручением в программном комплексе Deform-3D. Результаты моделирования показали, что при наложении деформации скручиванием величина сжимающих напряжений на поверхности контакта проволоки с волокой уменьшается. Проведены исследования особенностей микроструктуры поверхности высокоуглеродистой проволоки из стали марки 70 после комбинированной деформационной обработки волочением с кручением. Показано, что с увеличением скорости кручения толщина белого слоя на поверхности обрабатываемой проволоки уменьшается. Изучено влияние скорости кручения на механические свойства высокоуглеродистой проволоки при комбинировании волочения с кручением. Значения временного сопротивления разрыву высокоуглеродистой проволоки из стали марки 70 практически не изменяются, при увеличении скорости кручения наблюдается увеличение значений относительного удлинения.
Ключевые слова
Белый слой, высокоуглеродистая проволока, комбинированная обработка, волочение, кручение, микроструктура, механические свойства.
1. Griffiths B.J. Mechanisms of white layer generation with reference to machining and deformation processes // Journal of Tribology. 1987, July. Vol. 109. Р. 525-530.
2. Александров С.Е., Гольдштейн Р.В. К построению определяющих уравнений в тонком слое материала вблизи поверхностей трения в процессах обработки материалов давлением // Доклады академии наук. 2015. Т. 460(3). С. 1-3.
3. Александров С.Е., Гольдштейн Р.В. О подобии эволюции размера зерна вблизи поверхностей трения и в процессе равноканальной экструзии // Доклады академии наук. 2015. Т. 460. №3. С.1-3.
4. Леванов А.Н. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1976. 416 с.
5. Griffiths B.J. Mechanisms of White Layer Generation with Reference to Machining and Deformation Processes // Journal of Tribology. 1987. Vol. 109. Р. 525–530.
6. Griffiths B.J., Furze D.C. Tribological Advantages of White Layers Produced by Machining // Journal of Tribology. 1987. Vol. 109. Р. 338–342.
7. Huang X., Zhou Z., Ren Y., Mao C., Li W. Experimental Research Material Characteristics Effect on White Layers Formation in Grinding of Hardened Steel // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2013. Vol. 66(9–12). Р. 1555–1561.
8. Ramesh A., Melkote S.N., Allard L.F., Riester L., Watkins T.R. Analysis of white layers formed in hard turning of AISI 52100 steel // Mater Sci Eng. 2005. Vol. 390(1). Р. 88–97.
9. Харитонов В.А., Усанов М.Ю. Оценка эффективности способов волочения с кручением при изготовлении углеродистой проволоки с УМЗ-структурой // Письма о материалах. 2016. Т. 6. № 2(22). С. 116-121.
10. Харитонов В.А., Усанов М.Ю. Влияние кручения на степень деформации при различных способах волочения круглой проволоки// Моделирование и развитие процессов ОМД. 2018. №25. С. 52-58.
11. Николаев В.А. Напряжение волочения металла с вращением волоки // Изв. вузов. Черная металлургия. 2006. № 11. С. 27 – 30.
12. Демидов А.В. Способы изготовления холоднотянутой проволоки повышенной пластичности путем дополнительных радиальных деформаций // Метизы. 2008. № 1(17). С. 34-36.
13. Щедрин А.В. Перспективные методы комбинированного волочения // Производство проката. 2007. № 10. С. 25-28.
14. Климов К.М. Альтернативные пути получения прутков и проволоки // Металлург. 2007. № 9. С. 47 – 49.
15. Пат. №2347633 Российская Федерация. Способ получения ультрамелкозернистых полуфабрикатов волочением со сдвигом / Рааб Г. И., Рааб А. Г. 2009. Бюл. № 6.
16. Пат. №2467816 Российская Федерация, МПК В21С 1/04, В21С 1/00. Способ получения ультрамелкозернистых полуфабрикатов волочением с кручением / М.В. Чукин, М.А. Полякова, Э.М. Голубчик, В.П. Рудаков, С.Е. Носков, А.Е. Гулин. 2012. Бюл. № 33.
17. Пат. №130525 Российская Федерация, МПК В21С 1/00. Устройство для изготовления проволоки с ультрамелкозернистой структурой / М.А. Полякова, М.В. Чукин, Э.М. Голубчик, А.Е. Гулин. 2013. Бюл. 21.