Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

смазки в процессах обработки металлов давлением. Од­

имеет также весьма низкий коэффициент трения, отли­ чается высокой стабильностью при повышенных давле­ ниях и температурах.

Неразбавленные минеральные масла недостаточно прочно связываются с подслоем, поэтому необходимо ис­ пользовать полярные или химически активные добавки (олеиновую кислоту, метиловый спирт, силиконовую смазку).

Основное требование, предъявляемое к рабочей сре­ де — обеспечение условий равномерной передачи давле­ ния па все поверхности заготовки. Повышенная сжимае­ мость среды — отрицательное свойство, поскольку уве­ личивается ход плунжера до начала истечения металла заготовки, уменьшается рабочий объем контейнера, воз­ растает потенциальная энергия сжатой жидкости. Если рабочая среда является одновременно и смазкой, то к ней предъявляются дополнительные требования (оп­ ределенный уровень вязкости и смазывающих свойств).

Вязкость большинства жидкостей возрастает с уве­ личением давления. Так, например, вязкость воды при

кое возрастание вязкости среды приводит к ухудшению поверхности и даже к полному разрушению прессиз­ делий.

Пью [51] рекомендует при давлениях до 10 000 ат применять минеральное масло SAE30 с добавками ди­ сульфида молибдена, который хорошо диспергирует в

Поэтому при давлениях от 10 000 до 15 000 ат рекомен­

добавки для их улучшения. Дисульфид молибдена не может диспергироваться в этих жидкостях. В таких слу­ чаях необходимо обрабатывать саму заготовку. По-види­ мому, наиболее простой метод обработки — покрытие заготовки толстым слоем консистентной смазки. Исполь­ зовали такие смазки, как графоген, дисульфид молибде­ на, латексиый каучук, плавленый тетрафторэтилен и да­ же мягкое металлическое покрытие [51]. При выборе ра­ бочей жидкости и смазки необходимо учитывать особен­ ность механики процесса гидропрессоваиия. При уста­ новившемся процессе истечения облегчаются условия за­ текания смазки в контактную зону за счет гидродинами­ ческого эффекта (см. гл. I I I , п. 5). Поэтому в условиях установившегося процесса смазки с различной вязко­ стью могут работать одинаково эффективно.

Однако совсем другие условия создаются в началь­ ный момент гидропрессования. Давление рабочей жид­ кости в контейнере повышается от атмосферного до дав­ ления начала выдавливания в условиях покоящегося ме­ талла заготовки, при этом напряжения в контактной зо­ не всегда выше давления жидкости.

Жидкость недостаточной вязкости выжимается из контактной зоны, что приводит к росту сил трения, а сле­ довательно, и росту сопротивления деформированию.

На рис. 64 приведены индикаторные диаграммы вы­ давливания одинаковых заготовок жидкостями различ­ ной вязкости [116]. Факт, что более вязкая жидкость (кривая 3) полностью устранила пик начального давле­ ния, служит подтверждением приведенной гипотезы. Снижение начального давления за счет повышения вяз­ кости жидкости может быть неприемлемым вследствие резкого ухудшения качества поверхности прессизделия. Выше уже указывалось, что начальное давление можно снизить изменением конфигурации заготовки за счет из­ готовления продольных и поперечных проточек иа ее ко­ ническом торце, высверливания полости на ее выходном конце, а также за счет большего острения конуса заготов­ ки по сравнению с конусом матрицы или применением матрицы, состоящей из набора шайб. Эффективное сред-

ство снижения начального пика давления — прессование по методу «слиток за слитком» (см. п. 4).

За счет разрушения тонкой разделительной пленки маловязкой жидкости может повыситься давление и при установившемся процессе гидропрессовапия. Последнее

и более интенсивному износу инструмента.

Толщина смазочной пленки, помимо вязкости, зависит и от технологических параметров процесса. На рис. 65 приведен график зависимости толщины слоя смазки от скорости волочения в условиях жидкостного трения [117, 118]. Из рисунка видно, что при увеличении скорости волочения в три раза толщина слоя жидкой смазки воз­ росла приблизительно в четыре раза. Результаты экспе­ римента можно распространить и на гидропрессование, поскольку поведение смазки при волочении с принуди­ тельной подачей под высоким давлением (3000—4000 ат) и в процессе гидропрессования почти одинаково.

Известно, что при прочих равных условиях (темпера- турно-скоростной режим, форма инструмента) усилие, затрачиваемое в процессах обработки металлов давле­ нием, в большой степени зависит от смазки на поверхно­ сти контакта металла с инструментом.

С целью изучения влияния, оказываемого различны­ ми передающими средами, а также смазками на ве­ личину давления, было проведено выдавливание

конус на переднем торце заготовки для выдавливания