Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

чаем зависимость теплового эффекта для данного спла­ ва от вытяжки:

Экспериментальную проверку теплового эффекта про­ цесса гидростатического прессования проводили иа мед­ ном сплаве Бр.Х0,5 калориметрическим методом. На рис. 60 приведена схема калориметрического метода оп­ ределения теплового эффекта и графики зависимости теплового эффекта от логарифма вытяжки для иссле­ дуемой группы сплавов. Графики строили на основании теоретических формул. Для сплава Бр.Х0,5 нанесены экспериментальные точки, которые весьма близки к рас­ четным.

7. ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОДАВЛЕНИЯ

Важнейшим результатом исследований физики высо­

в этой области указывают на то, что рост давления повы­ шает пластические характеристики. Этот вывод и опре­ делил направление развития технологии обработки низко­ пластичных материалов. Противодавление как способ по­ вышения давления сжатия в очаге деформации стали при­ менять тогда, когда обычное прямое прессование не обес­ печивало способность материала к остаточным деформа­ циям без разрушения. В разное время были начаты раз­ работки технологических процессов прессования в усло­ виях высоких гидростатических давлений. В СССР в 1949 г. Л. В. Прозоровым и Д. И. Бережковским [19] был предложен и испытан способ прессования слитков с низкой пластичностью в конических контейнерах.

При гидропрессовании достаточно просто и стабильно можно поддерживать противодавление любой необходи­ мой величины. На изделиях из хрупких материалов, кото­ рые выдавливали в жидкость, находящуюся под более низким давлением, трещины полностью исчезали.

Рассматривая физику влияния давления выдавлива­ ния иа свойства металлов, определение критического дав­ ления у выхода матрицы можно свести к задаче отыска-

пия такого давления, которое, с одной стороны, доведет энергию атомов (ионов) до состояния схватывания, т. е. залечивания уже имеющихся дефектов в материале, а с другой стороны, нейтрализует дополнительные растяги­ вающие напряжения в очаге деформации, т. е. приведет к схеме напряженного состояния: неравномерное всесто­ роннее сжатие тем самым ликвидирует возможность об­ разования новых дефектов в очаге деформации.

Очевидно, что для залечивания (проявления схваты­ вания) трещин необходимо, чтобы энергия контактирую­ щих вдоль трещин атомов (ионов) поднялась выше како­ го-то уровня для данного материала, который можно назвать энергетическим порогом схватывания.

В литературе отмечается, что полное залечивание невозможно даже при давлениях порядка 100000 ат, если оно приложено равномерно, гидростатически. Однако при холодной обработке цветных металлов (Си, А1) заме­ чается сварка поверхностей при давлении 96 кГ/мм2. В процессе же обработки металлов давлением залечива­ ние неокисленных пор и трещин наблюдается при давле­ ниях 20—30 кГ/мм2 в зависимости от материала и усло­ вий деформации. Основной причиной этого следует счи­ тать преимущественное перемещение одной части метал­ ла относительно другой. Вследствие этого происходит не только уменьшение радиуса и закрытие пор, но и повы­ шение температуры соприкасающихся поверхностей, что способствует залечиванию [9] .

Экспериментально доказано, что образование трещин на выдавливаемых изделиях из хрупких материалов, кроме других факторов, в значительной мере зависит от степени деформации, т. е. коэффициента вытяжки. В ра­ боте [51] описаны опыты по гидростатическому выдавли­ ванию изделий из висмута и магния. Изделия не имели трещин как при довольно низких вытяжках (около 1,2), так и при вытяжках более 4. При промежуточных же вы­ тяжках изделия потрескались. Были проведены исследо­ вания напряженного состояния в очаге деформации при гидропрессоваиии с различными коэффициентами вы­ тяжки. Результаты свидетельствуют о том, что в очаге деформаций появляются значительные дополнительные осевые растягивающие напряжения. Очевидно, эти напря­ жения и приводят к образованию трещин.

Появление растягивающих напряжений в очаге дефор-

откуда

Вданном случае сложность задачи заключается в оп­ ределении вязкости металлов.

Вработе [114] приведен показатель напряженного

состояния (о/Т), где Т—'интенсивность касательных на­ пряжении. Для каждого металла существует некоторое

Из этого выражения можно определить минимальное потребное противодавление:

(94)

Недостаток формулы (94) в том, что необходимо пред­ варительно определить показатель (а/Т)кр .

8. ХАРАКТЕР ТЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ ГИДРОПРЕССОВАНИИ

Равномерный характер истечения металла при гидро­ статическом прессовании можно наблюдать при исследо­ вании макроструктур продольных разрезов прутков. На рис. 62 показана макроструктура продольного разреза прутка сплава АМц, полученного методом гидростатиче­ ского прессования с вытяжкой Л = 4 через матрицу с уг­ лом конуса сс=10 град. Выдавливание осуществляли во­ дой, на заготовку наносили слой гипоидной смазки. Прес­ сованный пруток подвергали отжигу при температуре 370—400° С в течение 1 ч. Пруток был отпрессован с при­ менением заглушки, поэтому он имел небольшой прессостаток металла, заполнявшего конус матрицы.