Вдосконалення методів розрахунку і проектування процесу гвинтової екструзії - Автореферат

Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет» УДК 621.77.043 Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Вдосконалення методів розрахунку і проектування процесу гвинтової екструзії Спеціальність 05.03.05 «Процеси та машини обробки тиском» Прокоф’єва Оксана Вікторівна Донецьк 2008 Загальна характеристика роботи Актуальність теми. Задача вказаних процесів, що отримали назву інтенсивної пластичної деформації (ІПД), полягає в перетворенні структури і властивостей металів шляхом подрібнення зерен до субмікронних розмірів. У всьому світі, процеси ІПД поки знаходяться на стадії лабораторного дослідження та дослідних розробок. Це, по-перше, повязано з тим, що субмікрокристалічні (СМК) метали поки ще не завоювали свого ринку, а по-друге - з недосконалістю самих процесів ІПД. Гвинтова екструзія (ГЕ) відноситься до процесів ІПД. Вона має цілу низку особливостей, як з боку напружено-деформованого стана (НДС) заготовки, так і в технологічній реалізації. Це робить процес привабливим як для досліджень в області матеріалознавства і фізики металів, так і для практики. Робота безпосередньо звязана з держбюджетними науково-дослідними темами Донецького фізико-технічного інституту ім. О.О. Галкіна НАН України: «Фізика нерівноважних станів наноструктурних матеріалів, отриманих при високих тисках» (номер державної реєстрації 0103U005973); «Фізика нових станів конденсованих систем, сформованих в умовах високих тисків» (номер державної реєстрації 0102U003201); «Розробка методів інтенсивної пластичної деформації та створення об’ємних зразків наноматеріалів з високими властивостями» (номер державної реєстрації 0106U000899); «Фізика формування обємних наноматеріалів шляхом структурної перебудови твердих тіл» (номер державної реєстрації 0106U006931); «Мультимасштабні ефекти тиску в формуванні наноструктурного стану і фізичних та механічних властивостей твердих тіл» (номер державної реєстрації 0107U002078); «Фізичні основи технологій створення обємних наноструктурних виробів шляхом комплексної обробки із застосуванням високих тисків» (номер державної реєстрації 0107U006334). Для досягнення зазначеної мети були поставлені наступні завдання: - оцінити вплив форми поперечного перерізу каналу гвинтової матриці на розподіл потоків матеріалу в процесі ГЕ, а також рівень контактних навантажень на поверхню каналу. Визначити найбільш ефективну геометрію матриці відповідно до мети обробки; - оцінити необхідну висоту гвинтової ділянки матриці, що забезпечує якісне деформування заготовок; - удосконалити експериментально-розрахунковий метод визначення НДС заготовки при ГЕ з метою використання на етапі проектування технології; - дослідити еволюцію параметрів структури і, як наслідок, механічних властивостей матеріалу при ГЕ на основі континуальной моделі процесів фрагментації і руйнування матеріалів при ІПД. Зокрема, більш рівномірний їх розподіл призводить до зниження контактного тиску та інтенсифікації зсуву на початку і в кінці геометричного осередку деформації, а нерівномірний - підвищує контактний тиск і інтенсифікує перетікання металу в межах цього осередку. 2. Заготовки з титанового сплаву ВТ1-0, оброблені ГЕ з урахуванням вдосконалених методів розрахунку і проектування процесу, використовуються в Інституті проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України як матеріал для досліджень. Рекомендації з проектування і програмні засоби для розрахунку гвинтових матриць, що містяться в роботі, передані на ДП «Техноскрап» ТОВ «Скрап». Значній внесок до розвитку процесів ІПД внесли: В.М. Сегал, Р.З. Валієв, Я.Ю. Бейгельзімер, В.М. Варюхін, В.З. Спусканюк, В.В. Столяров, В.П. Копилов, Ю.Р. Колобов, Г.О. Саліщев, Ю.М. Подрезов, С.О. Фірстов, В.В. Рибін, С.В. Добаткин, О.О. Розенберг, T. Langdon, Y. Zhu, T. Lowe, Z. Horita, M. Zehetbauer, N. Kim і ін.