Файл: Эскин, Г. И. Ультразвук шагнул в металлургию.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

щимися поверхностями так же, как это имеет место при ультразвуковой сварке (см. гл. VIII).

По данным В. П. Северденко, В. А. Лабунова [22], снижение усилий деформации за счет уменьшения кон­

тактного

трения

под

действием

ультразвука

имеет

место при использовании

самых

различных

смазок

(табл. 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

6

Изменение усилия

холодного

прессования

стаканчиков

размерами

10X6 мм из заготовок алюминия под действием ультразвука

 

 

 

при степени деформации 36%

[22]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усилие прессова­

 

 

Смазка

 

 

Соотношение

 

ния, Т

 

 

 

 

 

компонентов в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

смазке,

%

 

с ультра­

без ультра­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

звуком

звука

 

Без

смазки

...........................................

 

 

 

 

_

 

 

1,5

2,0

 

Машинное масло

..............................

 

 

 

100

 

 

0,9

1,6

 

Автол ......................

 

 

.........................

 

 

100

 

 

1,0

1,8

 

Солидол ................................................

 

 

 

 

 

100

 

 

1,0

1,7

 

Олеиновая к и с л о т а ..........................

 

 

100

 

 

0,8

1,7

 

Технический воск

...............................

 

 

 

100

 

 

0,8

1,4

 

Технический воск

+

лигнин . .

. 60 +

40

 

0,8

1.4

 

Машинное

масло

+

графит +

 

 

 

 

 

 

 

 

+

олеиновая кислота ..................

 

-f-

50 + 4 0 +

10

0,9

1,5

 

Автол +

олеиновая кислота

 

 

 

0,9

 

 

+

графит

............................................

 

 

 

 

80 + 15 +

5

1,5

 

 

С другой стороны,

по

данным

 

Л.

С.

Ватрушина

[22], при волочении со скоростью 0,1—0,3

M jc e K тита­

новой проволоки

из сплава

марки ВТ1-1

уменьшение

трения под воздействием

ультразвука

достигается

нс

98


всегда. Применение смазок, хорошо сцепляющихся с металлом (смазки с коллоидальным графитом), позво­ лило снизить усилие волочения почти в два раза при снижении коэффициента трения с 0,06 до 0,02, однако в случае применения других смазок ультразвуковое воздействие не давало преимущества.

Итак, возбуждение ультразвука в очаге деформа­ ции снижает контактное трение, а возбуждение ульт­ развука в деформируемом металле повышает его спо­ собность к деформации.

На практике используют и то, и другое, что позво­ ляет в конечном счете снизить требуемое усилие де­ формации и тем самым увеличить эффективность про­ цесса.

Для того чтобы применение ультразвука оказалось выгодным, очень важно правильно выбрать схему при­ ложения ультразвука.

Если в большинстве ранних

работ

при

волочении

производили

возбуждение

продольных

колебаний

вдоль оси волочения и волоку

помещали

в

пучности

амплитуды колебаний трансформатора,

имея

в виду

главным образом возлействие ультразвука на кон­ тактное трение, то в последнее время появилась тен­ денция осуществлять волочение с применением ультра­ звука так, что колебания ориентировались перпендику­ лярно направлению волочения в пучности напряжения и узле амплитуды, в середине полуволнового элемента колебательной системы [22]. Здесь, очевидно, главным образом используется действие ультразвука на плас­ тичность деформируемого металла — металл «обжима­ ется» с ультразвуковой частотой

В табл. 7 приведены данные, показывающие сни­ жение усилия волочения алюминиевой, свинцовой и

4* Зак. 587

99


железной проволоки при использовании маломощного ультразвукового преобразователя мощностью 75 вт и частотой 20 кгц по описанной выше схеме, предложен­ ной Д. Оэльшлегелем и Б. Вайс [22].

Таблица 7

Снижение усилий при волочении проволоки под воздействием ультразвука* [22]

 

Степень

Амплитуда**

Снижение

Металл

ультразвуко­

деформации,

вых колеба­

усилия воло­

 

%

ний, мкм

чения, %

Алюминий

13,6

10

34

 

 

13

37

 

 

17

39

 

8 ,3

10

25

 

 

13

34

 

 

17

37

Свинец

8 ,3

10

49

 

 

13

52

 

 

17

62

Железо

8 ,3

10

26

 

 

13

34

 

 

17

48

*Скорость волочения 3 см/мин.

**Амплитуду измеряли на конце полуволнового элемента колебательной

системы. ii • • «1

По схеме Е. Г. Коновалова и В. М. Дроздова

[22]

в волоке возбуждают ультразвуковые колебания

кру­

тильного типа.

 

100


Идеи использования ультразвуковой энергии в про­

цессах пластической

деформации

получили в послед­

ние годы промышленное применение.

 

 

 

 

Наиболее широко используется ультразвук при во­

лочении тонкостенных труб и проволоки

из

сталей и

цветных металлов. При этом не только

удается

сни­

зить усилие волочения на 25—35%, но

и

сократить

цикл деформации, т. е. количество

переходов с одной

степени деформации

на другую, так

что

партия

труб

изготовляется в 1,5 раза быстрее, чем по обычной тех­ нологии.

Опубликованы данные по применению ультразвука при экструзионном плакировании стальных труб алю­ минием при температуре 600°С. Ультразвуковое воз­ действие позволило в два раза повысить скорость про­

цесса и снизить необходимое усилие

волочения

с 51,5

до 44 Т.

 

 

в

области

промышленного при­

Один из пионеров

менения ультразвука Л. Баламут (США)

предложил

проект

ультразвукового

ковочного

пресса

усилием в

37,5 Т. Опубликованы проекты по прошивке

с

приме­

нением

ультразвука

на

трубопрокатном стане1,

приме­

нению ультразвука

при термомеханической обработке2,1

штамповке из листа,

прокату

труб3 и др.

Повсемест­

ное использование в технике листового материала вы­ зывает интерес к идее проката листов с применением ультразвука.

В течение последних двух лет за рубежом разра­ ботан ряд конструкций станов для прокатки полосово­ го металла, а также других профилей с применением

1 Авторское свидетельство СССР № 194727, 1965.

2 Авторское свидетельство СССР № 199184, 1963.

3 Авторское свидетельство СССР № 212952, 1967.

101


ультразвуковых колебании На рис. 41показана ус­ тановка для прокатки листа, круглых, квадратных и других профилей с меньшим, чем обычно, давлением металла на валки. Для уменьшения давления металла

Рис. 41. Схемы возбуждения ультразвука в

прокатываемом

материале

[22]: а — возбуждение ультразвука

через

клещевидный

захват:

роли­

1 — прокатные валки; 2 — прокатываемая

полоса;

3 — направляющие

ки; 4 _ устройство

для

захвата полосы; 5 — осциллятор;

б — магнитная

катушка; 7 — звено

из

магнитострикционного

материала;

8 — устройство

 

 

для натяжения полосы;

деформируемом

мате­

б — возбуждение ультразвука

непосредственно

в

/ — излучатели ультразвуковых

риале:

 

 

 

 

полоса; 3

колебаний; 2 — прокатываемая

 

 

прокатные валки

 

 

 

 

 

102