Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации
Разработан деформирующий блок, позволяющий осуществлять процесс сдвиговой деформации в дробном режиме. Исследованы его технологические возможности. A deforming unit has been designed to realize the process of shear deformation in fractional regime. Technological potentialities of the unit have been...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2003 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2003
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167969 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации / В.А. Белошенко, Э.А. Медведская, Н.И. Матросов, В.З. Спусканюк, Б.А. Шевченко, А.Б. Дугадко // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 1. — С. 121-126. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860244644080648192 |
|---|---|
| author | Белошенко, В.А. Медведская, Э.А. Матросов, Н.И. Спусканюк, В.З. Шевченко, Б.А. Дугадко, А.Б. |
| author_facet | Белошенко, В.А. Медведская, Э.А. Матросов, Н.И. Спусканюк, В.З. Шевченко, Б.А. Дугадко, А.Б. |
| citation_txt | Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации / В.А. Белошенко, Э.А. Медведская, Н.И. Матросов, В.З. Спусканюк, Б.А. Шевченко, А.Б. Дугадко // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 1. — С. 121-126. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Разработан деформирующий блок, позволяющий осуществлять процесс сдвиговой деформации в дробном режиме. Исследованы его технологические возможности.
A deforming unit has been designed to realize the process of shear deformation in fractional regime. Technological potentialities of the unit have been investigated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:34:53Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1
121
PACS: 81.40.z
В.А. Белошенко, Э.А. Медведская, Н.И. Матросов,
В.З. Спусканюк, Б.А. Шевченко, А.Б. Дугадко
ДЕФОРМИРУЮЩИЙ БЛОК ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ
СДВИГОВОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины
83114, г. Донецк, ул. Р. Люксембург, 72
Разработан деформирующий блок, позволяющий осуществлять процесс сдвиговой
деформации в дробном режиме. Исследованы его технологические возможности.
Одним из основных методов получения нанокристалических материалов
является интенсивная пластическая деформация (ИПД) в условиях, близких к
простому сдвигу [14].
Известны различные методы ИПД (равноканальное угловое прессование,
винтовое прессование, равноканальное угловое прессование с противодавле-
нием, двойное равноканальное угловое прессование, деформация кручением
под давлением и т.д.) и устройства для их реализации.
Настоящая публикация посвящена разработке и исследованию технологи-
ческих возможностей деформирующего блока, позволяющего осуществить
процесс сдвиговой деформации в дробном режиме деформирования.
На рис. 1 показано устройство деформирующего блока для реализации
сдвиговой пластической деформации. Оно представляет собой набор из 48
толстостенных поворотных втулок одной высоты с пересекающимися де-
формирующими каналами одинакового диаметра. Угол пересечения каналов
составляет 6080. Для сохранения направления движения заготовки кана-
лы входной и выходной втулок выполнены соосными по вертикали. Втулки с
наклонными каналами образуют попарно так называемое колено, положение
которого в пространстве можно изменять с шагом 90 путем поворота втулок
относительно их вертикальной оси. Таким образом регулируется положение
плоскости сдвига в пространстве. Величина шага выбрана на основании из-
вестных представлений о влиянии маршрута прохождения заготовки при
многоцикловом прессовании на эффективность упрочнения материала.
Втулки размещены в корпусной обойме. Их положение в радиальном на-
правлении зафиксировано двумя направляющими шпонками, в осевом –
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1
122
Рис. 1. Деформирующий блок и схемные варианты его выполнения: 1 – компакт-
блок; 2 – траверза пресса; 3 – контейнер; 4 – пуансон; 5 – матрицедержатель; 6 – пе-
репускной клапан; 714 – втулки; 15, 16 – шпонки; 17, 18 – опорные элементы;
19 – шпоночный паз; 20 – заготовка
опорными элементами-гайками. Основные размеры деформирующего блока:
наружный диаметр dext = 78 mm, диаметр деформирующего канала dch =
= 15 mm, высота H = 175 mm.
Описанный блок позволяет реализовать процессы дробной ИПД как тра-
диционным прессованием (проталкиванием пуансоном), так и выдавливани-
ем жидкостью высокого давления. В последнем случае компактный дефор-
мирующий блок размещается в контейнере для гидропрессования с каналом
диаметром 80 mm.
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1
123
Уплотнение деформирующего блока в контейнере осуществляется кон-
тактным методом за счет сопрягаемых поверхностей опорного элемента бло-
ка и матрицедержателя. Быстроразъемный контактный метод позволяет об-
легчить и ускорить операции переналадки в процессе технологических ис-
следований.
На рис. 1 показаны угловые схемы каналов деформирующего блока: из 8
втулок (схема 1) с углами пересечения 1 = 7 = 8075, 2 = 3 = 4 = 5 =
= 6 = 7060; из 6 втулок (схема 2) 1 = 5 = 8075, 2 = 3 = 4 =
= 7060; из 4 втулок (схема 3) 1 = 3 = 8075, 2 = 7060.
Предпочтительнее индивидуальный подход к каждому варианту с учетом
свойств материала и гибкого регулирования условий его деформирования по
переходам и эффективности обработки в целом.
В зависимости от выбранной схемы, количества деформирующих втулок и
углов пересечения их каналов достигается деформация различной единичной
и суммарной цикловой интенсивности.
Единичная интенсивность деформирования помимо указанных опреде-
ляющих параметров зависит также от выбранной длины исходной заготовки.
При длине заготовки, равной высоте втулки, единичная интенсивность Г
= 0.350.536; при удвоенной длине Г = 0.711.69; при утроенной
Г = 1.422.21. Суммарная интенсивность деформации за один технологиче-
ский цикл при этом достигается величиной в интервале Гcyc = 1.424.536.
При проведении экспериментальных исследований конструкция деформи-
рующего блока позволяет реализовать следующие преимущества:
осуществлять прессование с различной разовой величиной пластической
деформации за счет варьирования количества деформирующих матричных
втулок и углов пересекающих их каналов;
проводить прессование при варьировании в широких пределах уровня
силового режима;
достигать за один технологический цикл высокой суммарной степени
деформации;
осуществлять деформацию жидкостью высокого давления, в том числе с
противодавлением, улучшая при этом трибологические условия процесса де-
формации и повышая эффективность структурообразования и упрочнения;
реализовать разнообразные варианты пространственного развития де-
формации и образования текстур за счет изменения ориентации плоскостей
сдвига, достигаемых разворотом соответствующих спаренных матричных
втулок (колен).
Исследованы силовые характеристики процесса дробного режима пласти-
ческой деформации простым сдвигом при схемах: с 2 пересекающимися ка-
налами с = 75 и 80 (Г = 0.53 и 0.35 соответственно); с 3 каналами с 1 =
80 и 2 = 70 (Г = 1.08) и 1 = 75 и 2 = 60 (Г = 1.69), а также с 4 кана-
лами с 1 = 80, 2 = 70, 3 = 80 (Г = 1.42).
Пластическую деформацию с дробным режимом деформации простым
сдвигом проводили традиционным прессованием на образцах из меди диа-
метром 15 mm и длиной заготовок 3060 mm с единичной интенсивностью
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1
124
Г = 0.35; 0.536; 1.08; 1.42 и 1.69, эквивалентной: относительному обжатию
(%) = 18; 27; 46; 55; 62, вытяжке 1.22; 1.36; 1.85; 2.25; 2.65 и истинной де-
формации е = 0.202; 0.309; 0.62; 0.82; 0.976 соответственно.
Установлена количественная зависимость давления деформации меди от
величины единичной интенсивности в диапазоне от 0.35 до 1.69. Исследована
механика процесса проталкивания через n 2 пересекающихся каналов рав-
ного поперечного сечения, при котором ре-ализуется деформация простым
сдвигом. Процесс деформа-
ции характеризуется началь-
ным пиковым давлением и
более низким
( 25%) по величине давле-
нием установившейся стадии
деформирования [5]. Отме-
чается важная роль фактора
внешнего трения в характере
истечения заготовки и уров-
ня силового режима. Харак-
тер зависимости силового
режима свидетельствует о
значительном росте давления
с увеличением единичной
интенсивности и эквивалент-
ной ей степени деформации.
Исследуемые режимы позво-
ляли получать бездефектные
заготовоки с постоянной
геометрией сечения (диамет-
ром) при реализации произ-
водительного способа прес-
сования «заготовка за за-
готовкой».
Изучены силовые харак-
теристики процесса дробного
режима пластической де-
формации в процессе ее на-
копления в материале заго-
товки реализацией до 12
циклов проталкивания через
деформирующий инструмент
с единичной интенсивностью
Г1 = 1.08; Г2 = 1.42; Г3 =
1.69 и достижения при этом
суммарной интенсивности Г
= 12.8815.21 (истинной де-
формации е = 7.448.79).
а
б
в
Рис. 2. Изменение давления прессования при
многоцикловой обработке: а – Г = 1.42; б –
1.69; в – 1.08
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1
125
Наблюдается сложный немонотонный характер величины давления про-
талкивания в зависимости от суммарной накопленной деформации (количе-
ства циклов), отражающий процессы структурных изменений в деформируе-
мом материале и их неоднозначное влияние на контактное трение заготов-
каинструмент и сопротивление деформированию (рис. 2).
В процессе отработки технологических приемов деформирования с ис-
пользованием описываемого устройства изготовлен ряд образцов для иссле-
дования. Так, из исходной крупнокристаллической меди М1 (режим отжига:
550С, 1 h) получены образцы по схемам деформирования через три и четыре
пересекающихся канала с величиной накопленной пластической деформации
e 8.79. В результате такой обработки в меди формируется субмикрокри-
сталлическая структура. Данные о характере изменения размера зерен в зави-
симости от величины накопленной деформации и угла пересечения каналов
приведены в [5].
По схеме деформирования через 4 и 8 пересекающихся каналов получены
образцы из полимеров (полиэтилена низкой и высокой плотности) с величи-
ной накопленной деформации e 16.53. Деформация простым сдвигом в ука-
занных условиях сопровождается заметным (до 2.5 раз) увеличением микро-
твердости образцов.
Кроме того, показана возможность использования данного устройства для
изготовления биметаллических и композиционных (напри-мер, Cu–Al и
CuNbTi) прутков, а также заготовок для получения листовых изделий из
этих пар металлов. Их деформирование осуществлялось по схеме с 4 пересе-
кающимися каналами, а величина накопленной деформации достигала значе-
ний е = 6.82. Примечательно, что в этой серии экспериментов полосчатая
структура исходно деформированного состояния металлов проявляла тен-
денцию к преобразованию в близкую к равноосной мелкозернистую микро-
структуру.
1. Р.А. Андриевский, А.М. Глезер, ФММ 88, № 1, 50 (1999).
2. В.М. Сегал, В.И. Резников, А.Е. Дробышевский и др., Металлы № 1, 115 (1981).
3. В.М. Сегал, В.И. Резников, В.И. Копылов и др., Пластическое структурообразование
в металлах, Наука и техника, Минск (1994).
4. Р.З. Валиев, И.В. Александров, Наноструктурные материалы, полученные интен-
сивной пластической деформацией, Логос, Москва (2000).
5. В.Н. Варюхин, В.З. Спусканюк, Н.И. Матросов, А.Б. Дугадко, Б.А. Шевченко,
Э.А. Медведская, Л.Ф. Сенникова, А.В. Спусканюк, Е.А. Павловская, ФТВД 12,
№ 4, 31 (2002).
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1
126
V.A. Beloshenko, E.A. Medvedskaya, N.I. Matrosov, V.Z. Spuskanyuk,
B.A. Shevchenko, A.B. Dugadko
A DEFORMING UNIT FOR THE SHEAR PLASTIC
DEFORMATION REALIZATION
A deforming unit has been designed to realize the process of shear deformation in fractional
regime. Technological potentialities of the unit have been investigated.
Fig. 1. Deforming unit and schematic modifications thereof: 1 – compact-unit; 2 – cross-
piece at the press; 3 – chamber; 4 – punch; 5 – die holder; 6 – relief valve; 714 – bushes;
15, 16 – keys; 17, 18 – supporting elements; 19 – key slot; 20 – billet
Fig. 2. Changes in extrusion pressure upon many-cycle treatment: a – = 1.42; б – 1.69; в
– 1.08
ДЕФОРМИРУЮЩИЙ БЛОК ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ �СДВИГОВОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
A DEFORMING UNIT FOR THE SHEAR PLASTIC �DEFORMATION REALIZATION
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167969 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:34:53Z |
| publishDate | 2003 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Белошенко, В.А. Медведская, Э.А. Матросов, Н.И. Спусканюк, В.З. Шевченко, Б.А. Дугадко, А.Б. 2020-04-18T08:06:59Z 2020-04-18T08:06:59Z 2003 Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации / В.А. Белошенко, Э.А. Медведская, Н.И. Матросов, В.З. Спусканюк, Б.А. Шевченко, А.Б. Дугадко // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 1. — С. 121-126. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 81.40.-z https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167969 Разработан деформирующий блок, позволяющий осуществлять процесс сдвиговой деформации в дробном режиме. Исследованы его технологические возможности. A deforming unit has been designed to realize the process of shear deformation in fractional regime. Technological potentialities of the unit have been investigated. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации Деформуючий блок для реалізації зсувної пластичної деформації A deforming unit for the shear plastic deformation realization Article published earlier |
| spellingShingle | Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации Белошенко, В.А. Медведская, Э.А. Матросов, Н.И. Спусканюк, В.З. Шевченко, Б.А. Дугадко, А.Б. |
| title | Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации |
| title_alt | Деформуючий блок для реалізації зсувної пластичної деформації A deforming unit for the shear plastic deformation realization |
| title_full | Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации |
| title_fullStr | Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации |
| title_full_unstemmed | Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации |
| title_short | Деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации |
| title_sort | деформирующий блок для реализации сдвиговой пластической деформации |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167969 |
| work_keys_str_mv | AT belošenkova deformiruûŝiiblokdlârealizaciisdvigovoiplastičeskoideformacii AT medvedskaâéa deformiruûŝiiblokdlârealizaciisdvigovoiplastičeskoideformacii AT matrosovni deformiruûŝiiblokdlârealizaciisdvigovoiplastičeskoideformacii AT spuskanûkvz deformiruûŝiiblokdlârealizaciisdvigovoiplastičeskoideformacii AT ševčenkoba deformiruûŝiiblokdlârealizaciisdvigovoiplastičeskoideformacii AT dugadkoab deformiruûŝiiblokdlârealizaciisdvigovoiplastičeskoideformacii AT belošenkova deformuûčiiblokdlârealízacíízsuvnoíplastičnoídeformacíí AT medvedskaâéa deformuûčiiblokdlârealízacíízsuvnoíplastičnoídeformacíí AT matrosovni deformuûčiiblokdlârealízacíízsuvnoíplastičnoídeformacíí AT spuskanûkvz deformuûčiiblokdlârealízacíízsuvnoíplastičnoídeformacíí AT ševčenkoba deformuûčiiblokdlârealízacíízsuvnoíplastičnoídeformacíí AT dugadkoab deformuûčiiblokdlârealízacíízsuvnoíplastičnoídeformacíí AT belošenkova adeformingunitfortheshearplasticdeformationrealization AT medvedskaâéa adeformingunitfortheshearplasticdeformationrealization AT matrosovni adeformingunitfortheshearplasticdeformationrealization AT spuskanûkvz adeformingunitfortheshearplasticdeformationrealization AT ševčenkoba adeformingunitfortheshearplasticdeformationrealization AT dugadkoab adeformingunitfortheshearplasticdeformationrealization |