СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОТЯЖКИ КРУГЛЫХ ВАЛОВ В КОМБИНИРОВАННЫХ БОЙКАХ НА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССАХ

Понедельник, 19 Сентябрь 2016

Докладчик

Василевский Олег Викторович

  • Должность: Аспирант
  • Организация: ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет»
  • Подразделение: кафедра обработки металлов давлением
  • Город: Мариуполь
  • Направление Другое, кузнечно-штамповочное производство, сталь


    Тип доклада

    Доклад по законченной работе

    Научный руководитель

    Кухарь Владимир Валентинович

    Кухарь Владимир Валентинович

  • Должность: заведующий кафедрой
  • Звание, степень: доктор технических наук, профессор
  • Организация: ГВУЗ "Приазовский государственный технический университет"
  • Подразделение: каф. обработки металлов давлением
  • Город: Мариуполь
  • E-Mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. | Сайт: http://ksp-pstu.io.ua/s194710/kuhar_vladimir_valentinovich | Направление кузнечно-штамповочное производство, профилирование, сталь


    Аннотация

    В представленных материалах выполнено теоретическое обобщение и новое решение актуальной научно-прикладной задачи совершенствования процессов ковки длинномерных валов круглого поперечного сечения в нижнем радиусном вырезном и верхнем плоском бойках на гидравлических прессах путем теоретического и экспериментального обоснования новых схем кузнечной протяжки, разработки термомеханических режимов деформациихромомолибденовых сталей для интенсификациипроработки металла поковок, обеспечения экономии материально-энергетических ресурсов, комплексного повышения основных показателей качества, конкурентоспособности и долговечности работы готовой продукции.

    В результате анализа современного состояния технологий ковки валов показано, что операция протяжки во всех схемах ковки является базовой, а необходимым условием обеспечения конкурентоспособности продукции является повышение её качества и снижение себестоимости. Выделено перспективное направление развития производства поковок валов на гидравлических прессах, удовлетворяющее данному условию, когда в технологиях ковки минимизируют сложность и количество комплектов рабочего инструмента, а улучшение проработки литого металла традиционных слитков достигают за счет новых схем протяжки в универсальных комбинированных бойках. Обоснование таких схем протяжки с требуемыми величинами обжатий, подач и кантовок для реализации изменения направлений пластических макропотоков заготовки и определение рациональных термомеханических режимов деформации требует развития теоретических и экспериментальных методов и математических моделей расчета напряженно-деформированного состояния металла при заданных условиях ковки. Выявлена актуальность разработки практических рекомендаций по проектированию технологий ковки валов с прогнозированием показателей их качества.

    Впервые теоретически, с привлечением метода конечных элементов, и экспериментально на физических моделях установлены закономерные взаимосвязи кинематических, деформационных, энергосиловых параметров, показателейнапряженно-деформированного состояния с различными схемами протяжки с обкаткой заготовки вокруг продольной оси в комбинированных бойках (верхний – плоский, нижний – радиусный вырезной). Выявлено, что минимизации суммарных энергетических затрат достигают при малых обжатиях и больших подачах, а для приближения поперечного сечения поковки вала к круглой форме необходимы схемы протяжки с углами кантовки 60°90° при обжатиях за 3 и более проходов (Патент 75646 UA). Показано, что для равномерной проработки по сечению литой структуры металла требуется соблюдение величин обжатий ed% = 9 %, а для максимальной проработки – ed% = 18 %, при углахкантовок  = 60° (Патент 74747 UA).

    Получил развитие расчетно-экспериментальный (феноменологический) метод фиктивной делительной сетки без нарушения сплошности образца применительно к процессу ковки протяжкой цилиндрической заготовки в комбинированных бойках. Решение позволяет рассчитывать компоненты главных деформаций и исследовать неравномерность деформированного состояния при обжатии заготовки в нижнем радиусном вырезном и верхнем плоском бойке. Теоретически подтверждено, что деформации на главных плоскостях являются максимальными, на краевых участках в горизонтальной плоскости наблюдаются растягивающие деформации, а с приближением к вертикальной оси заготовки увеличиваются деформации сжатия. 

    Получила дальнейшее развитие методикаопределения локального и суммарного укова при ковке в комбинированных бойках на основе экспериментально-расчетного установления величины конечной площади поперечного сечения поковки по относительной вытяжке, по массе и высоте вырезанного темплета и с помощью компьютерной обработки сканированных поперечных сечений деформированной части заготовки.

    Экспериментально определены статистические интервалы варьирования геометрических размеров, показателей формоизменения и напряженно-деформированного состояния заготовок при новых режимах протяжки с обкаткой в комбинированных бойках. 

    Выполнен анализ причин поломок кованых изделий для металлургического оборудования и транспорта, изготовленных в условиях КПЦ АО «ММК им. Ильича» (в настоящее время «Метинвест – МРМЗ», г. Мариуполь), который показал устойчивую взаимосвязь между режимами ковки и показателями качества поковок валов. На основе полученных научных результатов сформулированы практические рекомендации по усовершенствованию схем протяжки и термомеханических режимов ковки для обеспечения равномерности распределения металлографических показателей, механических свойств и повышения эксплуатационных характеристик изделий. 

    Выполнено построение диаграммы рекристаллизации второго рода для стали 25Х1М1Ф в пределах температур 1200 – 800 °С и степеней деформаций 0,01 – 28 %, и определены типы микроструктур при деформации с наличием и без последующей термической обработки. Разработана методика и прикладное программное обеспечение для многовариантной аппроксимации диаграмм рекристаллизации, выбора термомеханических режимов ковки с прогнозированием средних размеров зерен металла и механических свойств продукции (по соотношениям Холла-Петча).

    В условиях КПЦ АО «ММК им. Ильича» внедрена двухэтапная (I – дробление карбидной сетки, II – интенсивные обжатия) технология производства поковок сварочных и калибровочных валков из высокохромистой инструментальной стали марки Х12МФ протяжкой в комбинированных бойках на гидравлическом ковочном прессе с предварительным трёхступенчатым нагревом слитков, что позволило существенно снизить карбидную неоднородность в изделиях. Усовершенствована и опробована в производстве технология ковки поковки ролика МНЛЗ (Сталь 25Х1М1Ф) в комбинированных бойках на гидравлическом прессе («Дніпропрес» ДП 1141А1; 12,5 МН). Сравнительный анализ показателей качества металла поковок, откованных по традиционной и новой технологиям, показал, что предложенная технология позволяет получать мелкозернистую структуру (7–9 балл), повысить на 9–15 % основные механические характеристики поковок, с 29 % до 16 % снизить наследственную структурную и химическую неоднородность изделий. Для поковок из стали 40ХН2МА, деформированных по новым режимам, по сравнению с поковками, откованными по традиционным схемам, выявлено увеличение минимального значения предела прочности на 29 %, увеличение минимального значения предела текучести на 39 %, уменьшение неоднородности распределения механических свойств металла на 22…28 %. Основные результаты исследований использованы в учебном процессе кафедры обработки металлов давлением ГВУЗ «ПГТУ» при чтении ряда специальных дисциплин и при выполнении студентами курсовых и научно-исследовательских работ.

    Комментарии (0)

    Оставить комментарий

    Please login to leave a comment.