автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии волочения длинномерных осесимметричных композиционных электропроводников

На правах рукописи

ТРОФИМОВ ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ

УДК 621.77:669.2

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЛОЧЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ОС АСИММЕТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДНИКОВ

Специальность: 05.03.05 - Технологии и машины обработки

давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Глазов 2007

003176083

Работа выполнена в Глазовском инженерно-экономическом инсти (филиале) Ижевского государственного технического университета

Научный консультант Заслуженный работник высшей Колмогоров школы РФ, доктор технических наук, профессор, Герман Леонидович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Михайлов Юрий Олегович Шеркунов Виктор Георгиевич Чукин

Михаил Витальевич

доктор технических наук, профессор

доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие ОАО «Чепецкий механический завод», г Глазов

Защита состоится «_14_» ноября_ 2007 г в 14 часов на засада

диссертационного совета Д212 065 02 в Ижевском государственном техническ университете по адресу 426069, г Ижевск, ул Студенческая, 7, ИжГТУ

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения) прос направлять на имя секретаря диссертационного совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевск государственного технического университета

Автореферат разослан « 14 » октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,^^ ^

доктор технических наук, профессор ;неволенский И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Волочение остается одним из наиболее прогрессивных и производительных способов обработки металлов давлением и по объемам производства уступает только прокатке

Волочением получают осесимметричные слоистые композиционные электропроводники круглого сечения - чаще всего биметаллические сталемедные или сталеалюминиевые проводники для ЛЭП

Процесс многократного волочения применяют для изготовления слоистых композиционных электропроводников (би- и триметаллов) диаметром 0,1-1,0 мм используемые в изделиях машиностроения, приборостроения и электротехники, работающих в агрессивных средах, при действии высоких и криогенных температур, переменных нагрузок и др Несмотря на малотоннажность производства таких изделий (до 10-100 тонн в год), их качество определяет надежность функционирования важных объектов, определяющих научно-технический и стратегический потенциал страны, к которым относятся изделия медицинского приборостроения, аэрокосмической техники, ядерной энергетики Уникальные свойства таких композитов компенсируют высокую стоимость их производства

В решении теоретических и практических задач пластического деформирования слоистых композиционных материалов существенные результаты получены Аркулисом Г Э , Астровым Е И, Белаловым X М, Беловым М И, Бояршиновым М И, Ейльманом JI С , Залазинским А Г, Колмогоровым В JI, Кучеряевым Б В , Маковским В А, Няшиным Ю И , Ольшаком В, Павловым И М, Паршиным В С, Поздеевым А А, Полухиным П.И, Рыхлевским Я, Стеблянко В Л , Тарнавским А Л, Трусовым П В , Урбановским В , Щеголева Г А, и др

В соответствии с федеральной целевой программой «Реформирование и развитие оборонно-промышленного комплекса», на основании приказа Министра РФ по атомной энергии №232 от 20 05 2002г, Программы конверсии ОАО ТВЭЛ, утвержденной 23 07 2002 г, приказа руководителя Федерального агентства по атомной энергии РФ №261 от 02 12 2004 г на ОАО «Чепецкий механический завод» организуется производство нового класса композиционных изделий - проводов из низкотемпературных сверхпроводников (НТСП) для сверхпроводящих магнитных систем (CMC), с ежегодной программой производства до 100 тонн Пуск производства позволит РФ выполнить обязательства в рамках работ по созданию международного термоядерного реактора ИТЭР и выйти на рынок сверхпроводящих материалов, объем которого по оценкам экспертов к 2015-2020 г г превысит 200 млрд $.

Проводники для CMC имеют диаметр 0,1-1,0 мм и должны иметь длину единичного отрезка 3-30 км при обеспечении строгой геометрии многожильного композита в сечении при отсутствии пережимов, обрывов, инородных включений, высокой однородности сверхпроводящих волокон по длине и заданном уровне дефектности для обеспечения эффекта

пиннинга Указанные требования обеспечиваются на волочильном переделе, являющемся наиболее продолжительным этапом в технологии производства проводников для CMC.

Пластические свойства слоев композиционных заготовок могут существенно различаться, поэтому технология многопереходного волочения должна обеспечивать их деформирование без обрыва, так как после обрыва при последующей сварке заготовки структура композита и его параметры не восстанавливаются Особенно важно выполнение условия безобрывности на последних переходах при тонком волочении, когда стоимость заготовки многократно возрастает

Таким образом, актуальной задачей является разработка критериев и методик проектирования маршрута волочения, позволяющих получать длинномерные композиционные изделия и отвечающих заданным требованиям по длине и дефектности

Основные результаты работы получены при выполнении НИР по

темам

1 «Повышение стойкости алмазного волочильного инструмента при волочении медной никелированной проволоки» (договор между Пермским политехническим институтом и ПО «Камкабель» №86/71-13, 1986 г)

2 «Разработка технологии волочения сверхпроводящих материалов (договор между ОАО «Чепецкий механический завод» (г Глазов) и Пермским государственным техническим университетом (ПГТУ) № 2003/147,2003 г)

3 «Математическое моделирование процессов волочения композиционных Cu/NbTi и Cu/Nb прутков и проводов, расчет минимальных и максимальных величин разовой деформации, обусловленных неравномерностью деформации при волочении» (договор между ПГТУ (г Пермь) и ФГУП ВНИИНМ им академика А А Бочвара № 2006/146/423-47,2006 г )

Цель и задачи исследования. Целью исследования является совершенствование технологии волочения композиционных электропроводников путем прогнозирования и управления уровнем дефектности деформируемых композиционных заготовок на основе критериев разрушения и поврежденности, учитывающих влияние технологических параметров процесса волочения и условий трения.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач

1 Разработка критериев, позволяющих спроектировать маршрут многопереходного волочения и обеспечить требуемую длину заготовки

2. Разработка критериев, позволяющих обеспечить требуемую дефектность структуры заготовки

3 Исследование влияния физико-химических и теплофизических свойств пары трения волока - заготовка на разрушение и стойкость алмазных волок, используемых на финишных переходах

4 Расчет параметров и разработка практических конструкций инструмента для улучшения условий трения при волочении.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Теоретическое обобщение критериев разрушения и накопления дефектов при пластической деформации и формирование обобщенного критериального подхода к проектированию процесса многопереходного волочения композиционных заготовок

2 Математические модели расчета напряженного и деформированного состояния при волочении композиционной заготовки с произвольным числом слоев и соотношением их пластических характеристик

3. Теоретические основы расчета коэффициента трения при волочении в смешанном режиме трения

4 Теоретические основы расчета параметров сборного волочильного инструмента для волочения в режиме смешанного трения

Научная новизна работы заключается в

- разработке и теоретическом обосновании условия безобрывности процесса многопереходного волочения,

- разработке и теоретическом обосновании критерия поврежденности при пластической деформации,

- разработке технологического критерия поврежденности для проектирования процесса многопереходного волочения и прогнозировании уровня дефектности готовых изделий,

- разработке математической модели процесса волочения слоистых композиционных заготовок и анализе влияния основных параметров процесса волочения на величину напряжений в слоях композиционной заготовки,

- теоретическом обосновании методики расчета коэффициента трения при волочении в режиме смешанного трения,

- разработке теоретических основ расчета напорных характеристик волочильного инструмента при волочении в режиме смешанного трения

Методы исследования основаны на использовании экспериментальных и теоретических результатов физики твердого тела, теории пластичности, линейной механики разрушения и теории разрушения при обработке металлов давлением, использовании методов математической физики и математической статистики

Практическая значимость. Результатами исследований, готовыми к практическому использованию являются.

1 Методика расчета напряженного и деформированного состояния при волочении слоистых композиционных заготовок

2 Методика проектирования маршрута многопереходного волочения композиционных заготовок с использованием технологического критерия поврежденности и условия устойчивости (безобрывности)

3 Методика расчета параметров сборного волочильного инструмента для деформирования заготовок в режиме смешанного трения

4 Устройства для реализации режима смешанного трения при деформировании тонких проволок, новизна технических решений которых подтверждена авторскими свидетельствами, патентами и наградами 51-й Всемирной выставки инноваций, научных исследований и современных технологий «Эврика-2002» (Брюссель, ноябрь 2002г), дипломом Урало-Сибирской научно-промышленной выставки (Екатеринбург, июнь 2003 г )

Реализация работы. Полученные в работе результаты, разработанные способы и устройства проверены и использованы в условиях лаборатории кафедры «Динамика и прочность машин» Пермского государственного технического университета, ОАО «Камский кабельный завод» и ОАО «Чепецкий механический завод» Разработанные методики используются при проектировании технологии многопереходного волочения тонких биметаллических проволок в ОАО «Камкабель» (г Пермь) и композиционных заготовок для сверхпроводников в ОАО «Чепецкий механический завод» Теоретические результаты работы используются в учебном процессе в форме лекций, УИРС, лабораторных работ и при выполнении дипломных и курсовых работ на кафедре «Динамика и прочность машин» Пермского государственного технического университета (ПГТУ) и «Специальные инженерные науки» Глазовского инженерно-экономического института (филиала) Ижевского государственного технического университета

Личный вклад автора заключается в постановке, организации и проведении теоретических и экспериментальных исследований, изготовлении практических конструкций волочильного инструмента, обобщении полученных результатов

Автор выражает благодарность Заслуженному работнику высшей школы РФ, заведующему кафедрой «Динамика и прочность машин» Пермского государственного технического университета профессору, доктору технических наук Колмогорову Герману Леонидовичу за научную и организационную помощь

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на.

Научно-технической конференции «Современные вопросы динамики и прочности машин» (Пермь, ППИ 1986), Научно-технической конференции «Математическое моделирование технологических процессов обработки металлов давлением» (Пермь, 1987), Научно-технической конференции «Совершенствование технологических процессов кабельного производства» (Пермь, 1988), V Всесоюзной конференции «Получение и обработка материалов высоким давлением (Минск 1987), VII Всесоюзной конференции «Теплофизика обработки металлов давлением» (Тольятти,

1988), Научно-технической конференции «Прогнозирование и управление качеством металлоизделий, получаемых обработкой давлением» (Абакан,

1988); научно-техническом семинаре «Новые технологии производства слоистых металлов, перспективы расширения их ассортимента и применения» (Магнитогорск, 1989), Республиканском семинаре «Технология и оборудование технологического производства» (Алма-Ата,

1989), конференции «Эффективные технологические смазки, улучшающие качество изделий при волочении» (Киев, 1990), XXXI научно-технической конференции ИжГТУ (Ижевск, 1998), XII Зимней школе по механике сплошных сред (Пермь, ИМСС УрО РАН, 1999), VI Международной конференции «Комплексное обеспечение качества транспортных и технологических машин» (Пенза, 2000), Международной научно-технической «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, ИжГТУ, 2000), Всероссийской научно-практической конференции «Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении» (Пенза, 2001), Международной научно-технической конференции «Комплексное обеспечение показателей качества транспортных и технологических машин», (Пенза, 2001), VIII Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001), Научно-технической конференции посвященной 50-летию Ижевского государственного технического университета (Ижевск, ИжГТУ, 2002), 7-й Всероссийской научно -технической конференции «Аэрокосмическая техника и высокие технологии (12-14 апреля 2004, Пермь), Международном форуме «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, ИжГТУ, 2004), 7-й Всероссийской научно - технической конференции «Аэро- космическая техника и высокие технологии» (Пермь, 2004), XIV Зимней школе по механике сплошных сред (Пермь, ИМСС УрО РАН, 2005), XVII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (Екатеринбург ИМАШ УрО РАН, 2005), Научно-технической конференции «Современные технологии в машиностроении и автомобилестроении» (Ижевск, ИжГТУ, 2005), III Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (Екатеринбург ИМАШ УрО РАН, 2007), семинаре кафедры «Машины и технологии обработки металлов давлением» Ижевского государственного технического университета, семинаре ЦНИИ ОАО «Чепецкий механический завод» (г Глазов).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 43 работы, из них 9 в изданиях, рекомендованных ВАК, получено 4 авторских свидетельства, 3 награды международных и российских выставок

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 243 наименований, приложений Основная часть работы изложена на 267 страницах машинописного текста, содержит 113 рисунков, 40 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой научно-технической проблемы, определена цель работы, научная новизна и практическая ценность работы, приведены данные о публикациях и структуре работы.

В первой главе описаны основы теории сверхпроводимости, рассмотрены особенности конструкции и технологии изготовления слоистых композиционных длинномерных изделий электротехнического назначения, рассмотрено современное состояние технологии тонкого волочения с использованием алмазного волочильного инструмента.

Наиболее широко применяются биметаллические электропроводники круглого сечения, включающие сердечник и одну оболочку. Реже применяются триметаллические электропроводники, имеющие две оболочки.

Проводники для CMC диаметром 0,1-1,0 мм являются композитами, представляющими комбинацию нескольких слоев, один из которых представляет собой волокнистый композит, состоящий из сверхпроводящих волокон на основе сплавов NbTi или соединения Nb3Sn (~10'-104 шт.), размещенных в медной матрице или в матрице из высокооловянистой бронзы. Волокнистый элемент определяет эксплуатационные параметры электропроводника, зависящие от критических характеристик сверхпроводящих волокон - критических значений напряженности второго магнитного поля Нс2, температуры Тс и плотности тока jc. Критические характеристики определяются структурным состоянием используемого металла или сплава, которое зависит от термомеханической обработки композиционной заготовки.

Рис.1. Схематизация конструкций сверхпроводников в виде би- и триметалла: 1 — оболочка; 2 - промежуточный слой; 3 - сердечник; Я -радиус проводника; Кс] - наружный радиус промежуточного слоя; Я^о -

радиус сердечника

Размеры сечения элементов, составляющих волокнистый элемент, значительно меньше размеров сечения самого элемента, поэтому его механические характеристики могут быть определены по правилу механического смешивания, сформулированном для процессов деформации

структурно-неоднородных сред (В Фойгт, Э Рейсс) Тогда сечение композиционной заготовки для CMC может быть представлено как би- или триметалл (рис 1)

Технология изготовления проводников для CMC заключается в многократном повторении процессов сборки, прессования, волочения и отжига композита

При волочении заготовок композиционных электропроводников, особенно проводников CMC на основе NbsSn, в которых в качестве матрицы используются бронзы с содержанием олова до 14%, имеющие низкую пластичность и трещиностойкость, основной задачей является обеспечение целостности сердечника, оболочек и ниобиевых волокон При волочении заготовок для CMC на основе сплавов NbTi также нужно обеспечить дефектность структуры, обеспечивающую необходимую плотность центров пиннинга после окончательного отжига и деформирования

Особенности конструкции и эксплуатации композиционных электропроводников определяют требования к заготовке (рис.2), получаемой волочением, и технологию многопереходного волочения

Рис 2 Требования к композиционным электропроводникам

Традиционный подход к проектированию маршрута многопереходного волочения основан на использовании величины коэффициента запаса

У = <*в/<*вол

где ов - предел прочности, ствол - напряжение волочения, [у]=1,4-3,5 -

допускаемое значение коэффициента запаса

При таком подходе сложно учесть тот факт, что при волочении заготовка одновременно находится в пластическом состоянии в очаге деформации и в упругом на выходе из него. Традиционный подход также не учитывает различие пластических свойств и условий деформирования

слоев композиционных заготовок, что ведет к различию скорости накопления дефектов структуры (дислокаций, субмикро- и микротрещин), латентной энергии и наступления момента разрушения, не рассматривает возможность формирования структуры с заданной плотностью дефектов Кроме того величина [у] не имеет теоретического обоснования и для каждого материала и каждого перехода маршрута волочения определяется экспериментально.

Поэтому задача обеспечения целостности каждого из элементов композиционного проводника и управление уровнем дефектности структуры при пластической деформации, в частности, при тонком волочении (диаметры менее 1 мм), когда стоимость заготовки существенно возрастает, является актуальной задачей

Прогнозирование разрушения и управление уровнем дефектности при пластической деформации и последующем упругом нагружении осуществляется на основе критериев разрушения и поврежденности

В прочностных расчетах, помимо стандартных механических характеристик - предела прочности ав и предела текучести ат , широкое применение получил силовой критерий линейной механики разрушения

К = а Ул/с < К1с,

где К и К1с - коэффициент интенсивности напряжений и его критическое значение, а - действующее растягивающее напряжение, У - коэффициент, зависящий от формы трещины, её расположения и ориентации

Методологические проблемы экспериментального определения и проблема истинности определяемых значений К1с, стимулируют работы по поиску связи этой величины со стандартными механическими характеристиками, получаемыми из испытаний на растяжение или кручение Анализ известных формул для определения К1с, в которых используются стандартные механические характеристики, показал, что они имеют недостатки, затрудняющие их использование в практических расчетах

Для описания процесса накопления поврежденности и разрушения в процессах ОМД, широко используется скалярный критерий разрушения 0 < < 1, основанный на модели линейного накопления поврежденности (Колмогоров В Л) Однако, как показано в работах Колмогорова В Л, Богатова А А, Смирнова С В , Мигачева Б А., Бурдуковского В.Г, процесс накопления поврежденности лучше описывать нелинейной моделью Однако существуют серьезные трудности при определении эмпирических коэффициентов, входящих в расчётные соотношения

Анализ известных критериев разрушения и моделей накопления поврежденности позволил сформулировать требования к критериям,

которые можно использовать для прогнозирования уровня дефектности и разрушения металла.

Основным препятствием на пути повышения качества изделий при волочении является внешнее трение. Различают граничный (ГРТ), смешанный (СРТ) и гидродинамический (ГДРТ) режимы трения.

Волочение композиционных заготовок в режиме ГРТ часто малоэффективно из-за низкой стойкости волочильного инструмента. Так при волочении биметаллической медной никелированной проволоки стойкость алмазных волок резко снижается, по сравнению с волочением медной проволоки (расход алмазного сырья составляет 6,025 карата вместо 0,125 на тонну), искажается профиль калибрующей части канала волок (рис.3), интенсифицируется кольцевой износ, наблюдается разрушение защитной оболочки и высокая обрывность проволоки.

Радикальным способом снижения сил трения является реализация режима ГДРТ, исследованию которого при волочении посвящены работы Д. Кристоферсона, X. Найлора, X. Татерсола, Недовизия И.Н., Белоусова A.C., Владимирова Ю.В., Перлина И.Л., Колмогорова В.Л., Колмогорова Г.Л. и др. Однако при среднем и тонком волочении длинномерных заготовок из цветных металлов с использованием дорогостоящего алмазного волочильного инструмента, при высоких требованиях к гладкости поверхности, форме и точности размеров поперечного сечения и наличию поверхностных и внутренних дефектов готового изделия, предпочтительнее волочение в режиме СРТ с использованием жидких смазок.

Анализ современного состояния теории и технологии волочения позволил сформулировать цель диссертационного исследования: совершенствование технологии волочения длинномерных осесимметричных композиционных электропроводников путем прогнозирования и управления уровнем дефектности на основе критериев разрушения и поврежденности, учитывающих влияние технологических параметров процесса волочения и условий трения (рис.4).

Во второй главе предложены условие безобрывности и технологический критерий поврежденности для проектирования маршрута многопереходного волочения композиционной заготовки.

Рис.3. Сечение тонкой медной проволоки с никелевой оболочкой

Прогнозирование разрушения и управление уровнем дефектности композиционных электропроводников

Критерии и условия

Условие безобрывности

I-

Определение деформированного состояния

Механические свойства

Критерий поврежденности

Методика расчета деформированного состояния многослойных заготовок

Определение Методика расчета

напряженного 4 напряженного состояния

состояния многослойных заготовок

Технологические параметры и конструктивные способы управления

Технологические параметры

Вытяжка

Скорость волочения

Вязкость смазки

Конструкция инструмента

Геометрия канала волоки

Напорные элементы

Охлаждение инструмента

Условия трения

Рис 4 Критерии, условия и технологические параметры прогнозирования и управления при волочении композиционных электропроводников

Условие безобрывности При волочении пленарные дефекты, образующиеся в очаге пластической деформации, ведут к разрушению (обрыву) переднего конца заготовки, который находится в условиях одноосной упругой деформации растяжения

Процесс образования и роста трещины обусловлен пластической деформацией в локальном объеме V, имеющем форму дислокационного скопления, например, сферы или эллипсоида, в котором латентная энергия достигает критического значения

Упрочнение металла Аст при пластической деформации является функцией необратимого приращения энтропии А8Д вследствие

образования диссипативных структур (Григорьев А К., Колбасников В Г). Используя это положение, можно показать, что при нагружении и разгрузке идеально-упругого и идеального упругопластического тела дефектность структуры и, следовательно, его латентная энергия не изменяется Тогда часть латентной энергии, связанная с энергией остаточных макронапряжений и у, препятствующих началу пластической деформации, может быть определена из анализа диаграммы деформирования упрочняемого металла

иу =(ст5-а8о)2/2Е,

где ст5 = ст5о + те11 (или а8 = ст8о + тЛп) - сопротивление деформированию, 8 - степень деформации, тип — коэффициенты

Примем гипотезу о том, что на образование единицы поверхности трещины в локальном объеме V идет энергия равная величине иу (энергетический подход Рагозина Ю И ) Экспериментально показано, что при однородном растяжении, когда а - сгв, скалярная плотность дислокаций достигает максимума, а механизм деформирования меняется от дислокационного к микроразрушению Учитывая этот факт, из уравнения энергетического баланса получим критерий разрушения в виде

К = стУл/с < Кеч, (1)

где К е(] = а у <гт (сгв /стт -1)/лА -v2 - энергетический эквивалент К1с, а у < 1 - коэффициент, зависящий от принятой формы объема V, v -

коэффициент Пуассона

Сравнение экспериментальных значений К1с и расчетных значений

Кеч показало, что величина Ке<1 имеет порядок экспериментальных

значений К1с, с ростом сгт величина КеС] изменяется аналогично

изменению К1с, между величиной К1с и отношением ав / ат, входящем

в выражение для Ке[}, наблюдается сильная или весьма тесная

корреляционная связь Следовательно, величина К может

использоваться для расчетов на трещиностойкость в качестве эквивалента

К1с

Обработка экспериментальных данных и анализ известных теоретических зависимостей показали, что функциональная связь ат и св для расчета величины Кеч может быть представлена в виде

(0Т)В.

Используя понятие «структурной ячейки», применяемое в механике разрушения композиционных материалов, и принимая, что ее размер изменяется пропорционально изменению диаметра заготовки, с учетом критерия (1) получим условие безобрывности переднего конца заготовки при многопереходном волочении композиционных заготовок

(Оз/аД-1

где фп и ф, - функция параметров процесса волочения на п-ом и первом переходах, определяемая из выражения авол = стт ср , А,, а в) Нахождение значение фп сводится к поиску минимума квадратичной функции

т =

(ав/ат)п-Г2

Ш1П

При проектировании маршрута волочения слоистых заготовок величина фп =ф(Гп, X, ав, т^ ) вычисляется для 1-го слоя заготовки, который определяет основные функциональные свойства композиционного изделия (Л1=о8]/а81 - коэффициент пластической неоднородности,

ст5,и <т81 - сопротивление деформации 1-го и наружного слоя заготовки)

Критерий поврежденности Процесс накопления планарных дефектов при холодной пластической деформации является автомодельным (Рыбин В.В) и, следовательно, нелинейным Скалярная плотность планарных дефектов Б возрастает на несколько порядков В момент достижения предельной степени деформации Ар происходит резкое увеличение плотности

микротрещин до критического значения (0«1018 -1019 м~3), их лавинообразное объединение в макротрещину и разрушение Анализ показывает, что подобный процесс лучше всего описывается кинетическим уравнением нелинейной динамики для систем с сильной положительной связью

сЮ=

где I - кинетический параметр, р > 1 - коэффициент

Учитывая, что процесс пластической деформации сопровождается изменением не только деформированного, но и энергетического состояния металла, в качестве кинетического параметра используем нормированную величину иу

й = т Л2п ,

где т = (т/а8о)2, т и п - коэффициенты кривой упрочнения

ст8 — а8о + тЛп , Л - степень деформации сдвига

Запишем кинетическое уравнение для 1-го этапа деформирования

(3)

Решение уравнения (3), с учетом начального условия 0,|Л =0 = Э0 , имеет вид

В1(Л) = В01 [1-(л,/ЛР1)2П]1/(ЬР1), (4)

где Ар| = (о ц15' /[((3, — 1)т]) - предельное значение Л на 1-ом этапе

деформирования Величина Л?1 зависит от плотности планарных дефектов

достигнутой к началу этапа и уменьшается с ростом В0)

Обозначая поврежденность , из (4) получим условие (критерий) деформирования без разрушения

(5)

В отличие от известных критериев поврежденности, величина УР не суммируется - условие (5) проверяется на каждом этапе деформирования

Обработка диаграмм пластичности показала, что коэффициент р может быть определен зависимостью

Р — ехр(Е2 -к) + Е3, где Еь Е2, Е3 - коэффициенты, к- показатель напряженного состояния

Проверка применимости критерия показала, что он может быть использован для решения практических задач обработки металлов давлением

Учитывая, что при пластической деформации плотность планарных дефектов изменяется на несколько порядков, для прогнозирования уровня дефектности при проектировании процесса многопереходного волочения удобнее использовать технологический критерий поврежденности

в= 1ё(ШРо) <1, в0<о<осг (6)

где Б - текущее значение плотности пленарных дефектов, определяемое из уравнения (4), О0 «104 м-3 - плотность планарных дефектов недеформированного металла, О сг - критическое значение Б, выше которого в металле образуются дефекты неустраняемые термообработкой При О = 1 заготовка не удовлетворяет требованиям к дефектности

Колмогоровым В Л и Богатовым А А с сотрудниками показано, что существуют пороговые значения поврежденности Ч* при Ч* < -дефекты структуры полностью устраняются последующим отжигом, при > - дефекты структуры термообработкой не устраняются.

Расчет с использованием известных экспериментальных данных показал, что при волочении (к~-1) величине Ч*, соответствует Осг =107 -Ю10 м~3 Учитывая повышенные требования к дефектности элементов композиционных электропроводников, при проектировании маршрута волочения принимаем Юсг =107-108 м"3

В третьей главе получены соотношения, позволяющие определить напряженно-деформированное состояние при волочении осесимметричных слоистых композиционных изделий

Для практического использования условия (2) и критериев (5) и (6) необходима информация о напряженно-деформированном состоянии заготовки

Рис 5 Схема волочения заготовки

Принимая, что металл заготовки жестко-пластический, и, используя кинематически возможное поле скоростей, построенное с использованием экспериментальных результатов Перлина И Л (рис 5), определим суммарную степень деформации частиц металла

S (1 + tgG)

tgd + j4 + — tg20 ln

где tge =

r tga„ tgcp tg(oc„+p)

угол наклона линии

r tgaB tg(aB + p)-tgaB tg(p + tg(aB + p) tg<p тока, tg ф = r • sin (aB + p) / -Jl-r2 -sin2(aB +p) ; p = arctg(fn) - угол трения, r = r/R = r0/R0; fn - коэффициент трения на поверхности контакта волоки и заготовки

Анализ формулы (7) показывает, что при ав <10°, fn < 0,1 и

А, < 1,4, характерных для процесса волочения, можно принять гипотезу о плоских границах очага деформации и в практических расчетах степень деформации определить по формуле (погрешность не более 1,5%)

2 _

sz = tgaB+2-ln

'Ro4

R.

(8)

Определим среднюю степень деформации 1-слоя ограниченного волокнами с координатами г( = г, Я и г1+] =г1+1Я

2714+1

5хср = / /е^^^Ф

0 г,

С учетом выражения (8) получим (R, = г, / rI+1)

4 _ 1 - R

ri+i T-^T tgaB + 2-ln

3V3 1+1 1-R.2

чл Ri

(9)

Для определения напряжений в слоях композиционной заготовки примем ряд допущений, из которых главными являются следующие

- металл идеальный жестко-пластический;

- касательные напряжения на границе слоев равны - т1 = Гп ■ <тП1 RCl, где

RCl = RCl /Я, RCl иК- наружный радиус 1 -го слоя и радиус заготовки в очаге деформации,

- условие пластичности имеет вид - оХ1 + сгП1 = а51, где аХ1 и стП1 -продольные и нормальные напряжения в 1-ом слое заготовки, -

сопротивление деформированию металла 1-го слоя заготовки,

- на границах слоев действуют нормальные напряжения

аср, = (<*„,_!+ аП1)/2, аСр1+1 =(аП1 + стП1+1)/2, где оП1_р суП1, аП1+1 - нормальные напряжения в соседних слоях

Рис 6 Схема напряженного состояния элемента слоя заготовки

Дифференциальное уравнение равновесия элемента слоя (рис 6) имеет вид

К-(скт, /сЬО + ст, а11+ст1 а21 +ст1Ч-а31 +о1+1 а41+а5,=0, (10)

где a = fn/tgaв, КС1 = 111+1/Л,, л, = /а81 - коэффициент пластической неоднородности, ст81, ст81 - сопротивление деформации металла наружного и мго слоя, соответственно, а, = сгХ] / а5], х = х/Ь ,

~л"" л ~7~ ! Л1—1 А Л1+1

а1, =~а> а2, = 2*а А/г],, а3, =—- , а4, =— -2 ,

М! 1-КС1 Т1, 1-КС1

а5[ = А

л,

л.-а-Лс,)

, Я = 1-х А, А = 1-К1/К0

Определение продольных напряжений в слоях п-слойной композиционной заготовки сводится к решению системы п неоднородных дифференциальных уравнений первого порядка с переменными коэффициентами, полученных из уравнения (10). В частности, для биметаллической заготовки получено

для сердечника

для оболочки

о, = г) ст2 + Да, а2 = С, + (аЧ2 - С, - С2)Я2а + С2 Я2(в_1)

Лст = (1 - г]) [В/(В-1)] [1-К2(в-1>]+(аЧ1-па(12) 12(ВЧ) ,

(П)

в = к2ск\-к2с),

ац

1 + 2а + т] - 2 (1-г|)-(1 + 2а)

В

В-1

(1 + 2а)[(1-л)В-(аЧ1 -цаЧ2)(В-1)]

2 г] (1 + а - В) (В -1)

=СТЯ2/СТ*2

относительные напряжения противонатяжения Нормальные напряжения определяются из условий пластичности

Сравнение расчетных значений напряжения волочения с экспериментальными данными Аркулиса Г Э., полученными при волочении биметаллического сталемедного прутка показало, что уравнения (11) могут быть использованы для решения практических задач волочения слоистых композиционных заготовок

Для триметаллических заготовок из уравнения (10) с учетом граничных условий ог1)-=0 = сч1 , сг2|-=0 = стч2, ст3|5=0 = ач3 получено

а,=5:г [С, со8(81) + С2 51п(з0]+С3 ЯГз+К,

а.

а, = —

1

21

я йо'

ёх

+ а„ сУу +а31

(12)

1 с1а2 _ _ .

-- + а12 ст2+а22 а, +а42)

(Я

32

ах

Постоянные интегрирования определяются из решения системы уравнений

С! (А г-ап) + С2 А э + Сз (А г3-а11) = а11 К + стЧ2 а21+а31, С! [А2 (г2-г-82)-А г • (ап + а12 - А) + ап • а12 - а21 а22] + + С2 • в [А2-(2 г-1)-А-(ап +а12 - А)] + + С3 [А2 г3 (г3 -1) - А • г3 • (ап + а12 - А) + ап а12-а21 а22 =

~ СТЯЗ а21 а32_а31 а12+а21 а42"^ (а11 а12 ~ 321 а2г)>

где cts1,0s2,cts3 - сопротивление деформации наружной оболочки, промежуточной оболочки и сердечника, соответственно, Ri=Rcl/R, R2 = Rc2 /R , R3 = Rc2/Rc1 , R - радиус заготовки, Rcl - радиус промежуточной оболочки, Rc2 - радиус сердечника, tgах = R, -tgaB,

tga2=R2-tgaB, aj и a2 - угол наклона границы между наружной и промежуточной оболочкой и сердечником, соответственно, R = R/R0 = 1-А х, А = 1-Rj /R0; x = x/L (0<х<1), L - длина очага деформации, ап = -С, А, а21 =-т]1 В, А, а31 =-С2 А, а12 =-А, а22 = -А-С3 /%, а32 =-А В2 ц2 /щ, а42 =-А С4 / л i. а13=-А, а23 - 2 а A/ri2 , а33 = А гц/"Пг > а43 =-А С5 /г\2,

a = fn/tgaB, Cj = 2 —А], С2 = А,-щ-В,; С3 +

1-R3

с4 = Щ -т]2В2-С3,С5 = 2а + тц +Л2.Л1 /asi» ^ =°s3 /asi> 1 + (1 + 2а) (1-R?) R? R3

Aj =-—-, Ь, =-—Ь2 --—-

1-Rf 1-Rf 1-R3

Анализ результатов расчета продольных напряжений в слоях би- и триметаллической заготовки показывает, что их величина существенно зависит от конструкции заготовки В большинстве случаев можно рекомендовать следующие меры, для снижения продольных напряжений в слоях заготовок уменьшение коэффициента трения fn, увеличение угла ав, уменьшение вытяжки X

В четвертой главе с использованием условия безобрывности (1) и технологического критерия поврежденности (4) проведена оценка существующих маршрутов многопереходного волочения медной никелированной проволоки и композиционной заготовки для CMC на основе сплава NbTi Рассмотрена возможность сокращения маршрутов волочения

Медная никелированная проволока По штатной технологии проволока протягивается за 10 переходов по маршруту. 0,260 - 0,246 - 0,227 - 0,210 - 0,194 - 0,179 - 0,165 - 0,150 - 0,140 -0,129 - 0,120 Толщина никелевой оболочки на исходной заготовке равна 0,008 мм

Результаты расчета (табл 1) показывают, что при волочении в режиме ГРТ (fn =0,05) для оболочки (индекс 1) и сердечника (индекс 2)

Э > 1 (Осг = 107 м"3) Снижение дробности деформации, за счет уменьшения числа переходов, и реализации режима СРТ (4=0,02) обеспечивает выполнение условия (4)

Таблица 1

Волочение проволоки в режиме ГРТ и СРТ ( ав = 4° )

fn=0,05

Переход A, Л2 МПа МПа °х2> МПа ц 01

0,260-0,243 0,370 0,322 98,6 212,4 83,3 0,104 0,093

0,243-0,227 0,742 0,645 137,5 291,8 116,8 0,210 0,191

0,227-0,210 1,147 1,003 169,1 357,1 143,8 0,327 0,299

0,210-0,194 1,557 1,365 185,6 390,9 158,1 0,446 0,411

0,194-0,179 1,972 1,731 199,3 418,7 169,8 0,569 0,526

0,179-0,165 2,389 2Д01 211,0 442,4 179,9 0,695 0,644

0,165-0,150 2,855 2,519 243,7 509,3 208,0 0,836 0,778

0,150-0,140 3,230 2,846 205,0 428,7 174,9 0,952 0,887

0,140-0,129 3,649 3,217 235,6 491,9 201,2 1,083 1,013

0,129-0,120 4,035 3,555 223,3 466,2 190,7 1,208 1,130

f„ = 0,02

Переход X л,/л2 <*х1> МПа <*х2> МПа СВОЛ> МПа D, D2 ф,/ф2

0,260-0,205 1,61 0,959/0,911 527,2 193,1 232,8 0,215 0,194 0,787/0,629

0,205-0,170 1,45 1,743/1,647 596,2 222,6 266,8 0,409 0,370 0,780/0,631

0,170-0,143 1,41 2,478/2,334 630,3 235,0 281,7 0,600 0,544 0,762/0,613

0,143-0,120 1,42 3,221/3,029 679,2 254,7 304,9 0,797 0,726 0,773/0,624

Композиционная заготовка для CMC на основе сплава NbTi (Rс =0,8) Оболочка заготовки выполняется из меди Сердечник является двухкомпонентным композитом Используя правило механического смешивания, определим пластические характеристики сердечника композиционной заготовки

ascp ~ A+B-s"1,

где А = as0l • [a + (1 - a) • 8]; B = m, [a + (1-a)p8yni ],

a = Fj /(Fj + F2) - коэффициент заполнения сечения сердечника компонентом 1 (сплав NbTi), р = m2 / rrij, y = n2/n1—1, 5 = os02 / os0 ,

ог81 = ст801 +т1вП1, сг52 =а502 +т2еП2, Б! - площадь сечения

компонента 1, Р2 - площадь сечения компонента 2 (медь)

Волочение осуществляется по маршруту 68,0-61,5-56,0-51,0-46,0-42,0-38,0-34,5-31,5-28,5-26-23,5-21,5-19,5-17,7-16,0-14,5-13,1-11,9-10,8-10,8-9,9-9,1-8,5-8,0-7,3-6,6-6,0-5,3-4,9-4,5-4,1-3,8-3,5-3,2-2,95-2,7-2,5-2,3-2,1-1,95-1,8-1,65-1,5-1,4-1,3-1,2-1 12-1,04-0,96-0 89-0,82-0,76-0,7

Расчет показывает, что при заданном уровне дефектности

(Осг =107м"3) для деформирования заготовки необходимо не менее 4 отжигов Расчетные значения усилия волочения показывают, что оборудование между отжигами может быть однотипным, что позволяет скомплектовать парк волочильного оборудования

Таблица 2

Волочение заготовок для CMC в режиме ГРТ и СРТ_

f„ = 0,06

Переход Я Л,/Л2 ОГх1/СТх2,МПа Р Т ВОЛ ' D2

1,3-1,2 1,174 0,531/0,427 81,7/88,7 0,010 0,0803 0,0662

1,2-1,12 1,148 1,024/0,816 102,5/111,3 0,011 0,1573 0,1274

1,12-1,04 1,160 1,535/1,223 125,0/135,2 0,012 0,2411 0,1939

1,04-0,96 1,174 2,066/1,650 147,2/158,9 0,012 0,3328 0,2667

0,96-0,89 1,164 2,583/2,062 155,4/167,6 0,011 0,4234 0,3374

0,89-0,82 1,178 3,121/2,496 176,3/189,9 0,010 0,5227 0,4149

0,82-0,76 1,164 3,638/2,909 179,1/192,7 0,009 0,6205 0,4885

0,76-0,70 1,179 4,177/3,344 199,5/214,5 0,008 0,7260 0,5695

fn = 0,02

Переход X Л^Лз Cxl/fTx2> МПа Р вол (расчет) d2

1,30-1,12 1,347 0,770/0,666 123,4/137,6 0,013 0,1346 0,1206

1,12-0,96 1,361 1,558/1,350 181,5/201,6 0,014 0,2910 0,2583

0,96-0,82 1,371 2,359/2,046 220,0/244,1 0,013 0,4626 0,4076

0,82-0,70 1,372 3,161/2,744 249,9/277,0 0,010 0,6456 0,5648

В таблице 2 приведены результаты расчета для финишных переходов Увеличение вытяжки до 1,35-1,37 и реализация режима СРТ позволяют сократить число финишных переходов без увеличения дефектности заготовки Подобный результат может быть получен и при среднем волочении от диаметра 10,0 мм

Анализ разных вариантов волочения показывает, что существует реальный резерв уменьшения необходимого числа переходов и промежуточных отжигов при заданных требованиях к дефектности

компонентов заготовки за счет снижения дробности деформации и реализация улучшенных условий трения

В пятой главе рассмотрены вопросы прочности и стойкости алмазных волок используемых на финишных переходах волочения и определяющих качество готового изделия

Для определения напряженно-деформированного состояния алмазного волочильного инструмента решена осесимметричная задача теории упругости с использованием метода конечных элементов

Контактное давление сгп определялось из условия пластичности

Температура на контакте волоки и заготовки определялась по методике, предложенной в работах Колмогорова В Л и Колмогорова Г Л

где ^ - температура проволоки на входе в очаг деформации, А1:дсф -деформационный разогрев поверхностных слоев проволоки, А^ -разогрев поверхностных слоев проволоки за счет действия сил трения

Рис 7 Распределение относительных эквивалентных напряжений по

сечению кристалла алмаза --------- а5 =900МПа (никель),........<т8 =400МПа (медь)

Оценка прочности по критерию Мора показывает, что уровень относительных эквивалентных напряжений а, /стр растет с повышением

прочностных свойств заготовки и контактной температуры Однако в исследованном диапазоне контактных давлений и температур контактная поверхность кристалла алмаза сохраняет высокую прочность (рис 7) и не должна разрушаться

Анализ особенностей трения металлов по алмазу показал, что инициировать разрушение и износ калибрующей части канала алмазных волок метут температуры выше 900 °С, при которых активируется процесс фазового перехода алмаза в графит

Учитывая, что действительный контакт твердых тел является дискретным, проведен расчет температур в точках фактического контакта (Крагельский И В , Чичинадзе А В )

Ч =to+Atfle4+Atip +AtBCn, где AtBCn - температура вспышки, обусловленная концентрацией тепловых

потоков в вершине микронеровности

Результаты расчета показывают, что в очаге деформации величина 1ф при fn =0,05 не превышает 150°С при волочении меди и 400°С при

волочении никеля С ростом fn до 0,2 величина может превысить 1400°С для никелевой проволоки и 1750 °С для молибденовой проволоки

Из анализа полученных результатов следует, что снижения 1ф

можно добиться за счет улучшения условий трения путем повышения пластических свойств поверхностного слоя заготовки и перехода от режима трения ГРТ к режиму СРТ или ГДРТ

В шестой главе предложена методика расчета коэффициента трения при волочении в режиме СРТ, проведен анализ влияние охлаждения на нагнетающую способность напорных элементов волочильного инструмента, рассмотрены практические конструкции для реализации режимов трения СРТ или ГДРТ и опыт волочения тонких проволок с использованием вязкой смазки и напорных элементов

Оценка коэффициента трения с использованием понятия опорной кривой профиля поверхности и модели контакта шероховатой поверхности деформируемого металла с идеально гладкой поверхностью инструмента, показывает, что коэффициент трения в режиме СРТ можно определить по формуле

fWnrp (l-h0/R,3J, (13)

где fnrp - коэффициент трения в режиме ГРТ, h0 - толщина слоя смазки на входе в очаг деформации, зависящая от геометрии канала волочильного инструмента и реологических свойств смазки, RZ3ar - высота

микронеровностей поверхности заготовки.

Решение уравнений стационарного осесимметричного течения вязкой несжимаемой жидкости в канале произвольной формы (рис 8) с учетом условия начала пластической деформации заготовки на входе в очаг деформации - рвх = cs - <rq, позволяет получить уравнения для

вычисления h0 при использовании сборного волочильного инструмента

для смазок с постоянной вязкостью

ч

о

для смазок с вязкостью, зависящей от давления

4ац0У0

■= |АВ(1Х +Ан -Ьн ,

(15)

где А„ =■

1-2(1 + Ь0)^-

_г» -1

(гв2+1)1пгв~(гв2-1)

7" ч 1П Г,

1-2(1 + Ь0Ь

А„ =-

г2-1

(Гн/+1)1пГн-(?н-1)

X = х/г,

О >

г = г/г0 (г0<г<Гв),

Гв /гСМ

ь0 = Ь0 /г0,

^к - /г0 ,

Ьн = Ьн/г0, ьн - длина напорной трубки, гн = гн / г0 , гн - внутренний радиус канала напорной трубки (рис 9), г0 - радиус заготовки на входе в очаг деформации

Рис 8 Схема течения смазки в канале произвольной формы

Решение интегрального уравнения (15) можно получить, используя

процедуру поиска минимума квадратичной функции (1 - е-а(ст8-стч) й 1)

-]2

Р(Ь0) =

ьк

/Авс1х + А1

о

Ьн

»о

4ац0У0

—> 1П1П

Интеграл в этом уравнении определяется численно Аналогично получается решение уравнения (14)

Оценку эффективности мероприятий по улучшению условий трения проводим по показателю

? = ^пп» = -(¿о/2К2заг), г =0-1 (16)

Уравнение (16) совместно с (14) и (15) позволяет решить две задачи

1 Определить геометрию канала сборного волочильного инструмента для обеспечения режима СРТ, когда < ГПгр ;

2 Оценить степень улучшения условий трения при заданных параметрах процесса волочения, характеристиках смазки и геометрических параметрах сборного волочильного инструмента

При проектировании сборного волочильного инструмента необходимо учитывать диссипативный разогрев смазки в канале напорных элементов Общее количество выделившегося тепла определяется

гн

0 = 2тсЬн |ц(ёУх /с1г)г(1г,

о

где Ух - осевая составляющая скорости течения смазки

Рис 9. Расчетная схема двухслойного течения смазки в канале напорной трубки 1 - входящий слой смазки, 2 - отходящий слой смазки, 3 -

проволока

Давление, развиваемое напорной трубкой равно (рис 9)

р = —Ц.—

(17)

где 0 = /Т>2 > Е>1 =(г'у -2Ыт^-\)1\лгх, г, == / г0 ;

02 = (и,/ц2) [Тн-?,4-(?н -^/ЬОгн/г^ + й4 -1-Й2 -1)2/1пг,],

,ЭТ,(1-Т2)

Т2 = Т2 /Т,, 'Г,, Т2, ¡л2, - температура и

вязкость входящего и отходящего потоков смазки

При охлаждении напорной трубки радиус границы потоков ^ изменяется так, чтобы выполнялось условие «Яг (Ч) и Чг " расход входящего и возвратного потоков смазки), и может быть определен из условия минимума энергии диссипации (К^/сЩ = 0.

Расчеты показывают, что с повышением вязкости смазки в возвратном потоке, то есть при уменьшении отношения / ц2, давление, развиваемое трубкой-насадкой, возрастает. Следовательно, охлаждение напорных элементов является эффективной мерой повышения их напорных характеристик.

Практика волочения композиционной проволоки в режиме СРТ Работа по оценке эффективности применения режима СРТ проводилась при волочении биметаллической медной никелированной проволоки по маршруту 0,26-0,227-0,210-0,194-0,165-0,150 и осуществлялась в несколько этапов-

1 Волочение без напорных элементов для выявления эффективности замены граничной смазки на вязкую смазку

2 Волочение с использованием вязкой смазки и напорной волоки

3 Волочение с использованием вязкой смазки и напорных трубок-насадок

Достигнутый эффект от изменения режима трения определялся следующими критериями

а) Возможностью изготовления единичного отрезка максимальной длины

б) Скоростью выхода диаметра готовой проволоки из поля допуска (+0,008 мм)

в) Сплошностью и отслоением покрытия

г) Уровнем пластических свойств готовой проволоки

д) Дефектностью канала волок, оцениваемой при осмотре с помощью металлографического микроскопа

е) Величиной показателя Г

Волочение в режиме ГРТ с использованием мыльной эмульсии Более 10% образцов не выдерживали испытаний на отслоение и сплошность покрытия Осмотр канала волок маршрута показал наличие заметного кольцевого износа и выкрашивание поверхности, ромбовидность огранки калибруюших отверстий волок, вызванную анизотропией свойств кристалла природного алмаза

Зависимость изменения диаметра выходной волоки Ас! от протянутой массы проволоки т выходной волоки имеет вид Дё = 0,0002086 т,мм

Результаты механических испытаний образцов проволоки приведены на рисунке 10а

6,^=443 МГ1« ,=426 МП» б.^мюмп.

»477 МП» 6.ч)=44в МП» ■ б. »430 МП«

6.^*573 МЛ. бРтш=533МП» в^мвзмги

-

г -

в — о п

1 _1 ггтТТТ

т 1 -пТГТП

а б в

Рис. 10 Механическая прочность образцов: а — волочение на мыльной эмульсии; б - волочение на минеральном масле без напорных элементов; в - волочение с трубками-насадками

Рис. 11. Схема приспособления для волочения: 1 - стакан; 2 - крышка; 3 - твердосплавный вкладыш; 4 - обойма; 5 - волока; 6 - прокладка; 7 - выходное отверстие; 8 - проволока; 9 - фланец; 10- крепежный винт; 11 - фланец волокодержателя; 12 - трубка подачи смазки; 13 -заправочная емкость; 14 - заглушка

подача смазки

Волочение с использованием минерального масла И-20-А Использовалось приспособление, показанное на рисунке 13. Все образцы выдержали испытание на сплошность и отслоение покрытия. Осмотр канала волок показал, что кольцевой износ волок существенно уменьшился. Профиль калибрующего отверстия имел более округлый вид, что свидетельствует о снижении анизотропии коэффициента трения.

Зависимость Дё-ш имеет вид: Лс1=0,0001159-гп, мм. Пластические свойства проволоки выше, чем при волочении в режиме ГРТ (рис. 306).

Оценка величины коэффициента трения Оценка коэффициента трения проводилась для следующих условий смазки:

1. Сухое трение: волочение без смазки.

2. Смазка мыльной эмульсией.

3. Смазка минеральным маслом.

Усилие волочения Рвол , необходимое для расчета ^ , измерялось с помощью силоизмерителя, устанавливаемого на стенке штатного волокодержагеля (рис.12).

Рис.12. Общий вид и схема

прибора: ! - консоль; 2 -стрелочный индикатор; 3 -опорная чашка; 4 - шток; 5 —

чашка; 6 - волока; 7 -пружина; 8 — ось; 9 - скоба; 10 - винты; 11 -волокодержатель

Результаты расчета по формулам для напряжения волочения, полученным в главе 3, с учетом упрочнения металла и формы канала волоки, показывают, что при использовании минерального масла И-20-А коэффициент трения имеет значение 0,034, при волочении на мыльной эмульсии - 0,068-^0,087, а при сухом трении величина в момент обрыва роволоки достигала значений более 0,3-Ю,4.

Волочение с использованием напорных элементов Для подачи смазки были разработаны конструкции сборной волоки (рис.13) и волокодержателя, устанавливаемого на волочильную машину вместо штатного.

2 8 14 5

волоки: I- корпус; 2 - напорная волока; 3,4 - прокладки; 5 - крышка

Все образцы выдержали испытание на сплошность и отслоение покрытия. Осмотр шлифов проволоки и канала волок показал, что износ волок в радиальном направлении более равномерный, а кольцевой износ отсутствует.

Зависимость Лс1-т имеет вид: Ас1 = 0,0000605 • т, мм, то есть

скорость износа уменьшилась в 3,45 раза по сравнению с волочением на эмульсии.

Расчет показателя f показал, что реализуется режим СРТ и коэффициент трения снижается на 10-50%, по сравнению с режимом ГРТ.

Волочение с напорными трубками

Для волочения была разработана конструкция напорных трубок и изготовлены напорные трубки с диаметром канала 0,5 мм, 0,3 мм, 0,2 мм, длиной 40 мм, 35 мм и 30 мм, соответственно (рис.14).

Рис. 14. Конструкция напорных трубок: 1 - корпус; 2 - твердосплавный вкладыш; 3 - капиллярная трубка; 4 -уплотнение

Все образцы выдержали испытание на сплошность и отслоение покрытия.

Интенсивность износа на первом этапе и описывается зависимостью Ас!=0,0000042 т , мм, что в ~50 раз меньше по сравнению с волочением на мыльной эмульсии Однако опыт волочения с напорной трубкой показал, что необходима тщательная герметизация стыка между рабочей волокой и напорной трубкой при перезаправках машины

Изучение шлифов проволоки свидетельствуют о равномерном износе волок в радиальном направлении Пластические свойства проволоки выше, чем при волочении на мыльной эмульсии и волочении на минеральном масле через одинарную волоку (рис 10в)

Расчет показал, что реализуется режим СРТ, а на последнем переходе при использовании напорной трубки с диаметром канала 0,2 мм реализуется режим трения близкий к ГДРТ

Заключение

Совокупность положений, вынесенных на защиту, и результатов, полученных в диссертационной работе, позволяют квалифицировать их как научно обоснованные технические и технологические решения, вносящие значительный вклад в экономику страны, заключающиеся в совершенствовании технологии волочения длинномерных осесимметричных композиционных электропроводников

Исследования, выполненные в рамках диссертационной работы, позволили получить следующие результаты и выводы

1 Для проектирования маршрута многопереходного волочения длинномерных осесимметричных композиционных (слоистых) заготовок предложен критериальный подход, позволяющий управлять уровнем дефектности и исключающий разрушение деформируемых изделий Анализ существующих критериев разрушения и поврежденности позволил сформулировать требования к упруго и пластически деформируемому телу, основным из которых является возможность их определения путем использования стандартных механических характеристик ств и стт

Критериальный подход базируется на условии (критерии) безобрывности переднего конца заготовки и технологическом критерии поврежденности, учитывающих влияние напряженного состояния заготовки в канале волоки, на входе в очаг деформации и на выходе из него и изменение пластических и прочностных свойств металла заготовки при пластической деформации

2 Для получения определяющих соотношений условия безобрывности, в отличие от традиционных условий, основанных на понятии коэффициента запаса, определяемого опытным путем, использованы положения линейной механики разрушения и энергетический эквивалент Ке(1 силового критерия трещиностойкости К 1с, учитывающий изменение структурного и энергетического состояния металла при

пластической деформации Величина Keq определяется с помощью стандартных механических характеристик прочности и пластичности - ов и стт Упрочнение металла при пластической деформации ведет к уменьшению Keq и снижению трещиностойкости металла

При проектировании маршрута волочения слоистой композиционной заготовки условие безобрывности позволяет определить функцию параметров процесса волочения cp(fn Д,ав,г|) для слоя, определяющего важнейшие эксплуатационные характеристики готового изделия, и назначить технологические или конструктивные мероприятия для исключения разрушения этого слоя или заготовки в целом

3 Для исключения возможности образования макротрещины при пластической деформации получен критерий разрушения < 1, а для прогнозирования уровня дефектности металла - технологический критерий поврежденности D < 1, которые зависят от величины скалярной плотности D планарных дефектов (микротрещин)

Для определения текущего значения D использовано кинетическое уравнение нелинейной динамики В отличие от кинетических уравнений, применяемых ранее для построения моделей накопления поврежденности, левая и правая части данного уравнения взаимозависимы и правая часть имеет вид степенной функции, что позволяет учесть автомодельность и нелинейный характер процесса накопления планарных дефектов при холодной пластической деформации Решение кинетического уравнения показывает, что величина D зависит от параметров кривой упрочнения металла и показателя напряженного состояния к.

Проверка с использованием экспериментальных диаграмм пластичности показала возможность практического применения критерия дня проектирования процессов обработки металлов давлением

Применение технологического критерия поврежденности D при проектировании маршрута волочения позволяет исключить образование дефектов структуры, неустраняемых последующими отжигами Величина D зависит от отношения текущего D и критического Dor значений плотности планарных дефектов Расчеты показали, что величина Dcr находится в диапазоне 107-108 м"3 и зависит от пластических свойств металла

4 Разработана математическая модель процесса волочения слоистой композиционной заготовки с произвольным числом слоев

Деформированное состояние заготовки определялось в предположении об отсутствии относительного скольжения слоев с использованием условия несжимаемости и кинематически возможного поля скоростей, определенного для очага деформации ограниченного

сферическими границами, кривизна которых определяется геометрией канала волоки и величиной коэффициента трения Из полученных соотношений следует, что степень деформации частиц металла возрастает с увеличением угла наклона образующей ав, коэффициента трения fn и расстояния от оси заготовки Анализ результатов расчета показал возможность применения гипотезы о плоских границах очага деформации, позволил упростить определяющие соотношения и получить формулы для определения средней степени деформации каждого слоя

Определение напряжений в слоях n-слойной композиционной заготовки сводится к решению системы п неоднородных дифференциальных уравнений первого порядка с переменными коэффициентами, полученных из дифференциального уравнения равновесия элемента произвольного слоя заготовки Получены соотношения для определения напряжений при волочении би- и триметаллической заготовки

Анализ результатов расчета показал, что величина напряжений в слоях заготовки существенно и неоднозначно зависит от геометрии очага деформации, условий трения и конструкции заготовки, в частности, от соотношения пластических характеристик металла слоев и их толщины Для снижения продольных напряжений в слоях заготовок можно рекомендовать следующие меры уменьшение fn, увеличение угла ав, уменьшение вытяжки X

5 Проведена оценка прочности кристалла алмаза с использованием метода конечных элементов Получено решение осесимметричной задачи теории упругости в предположении изотропии свойств кристалла алмаза с учетом влияния контактных напряжений и температур на прочность поверхностных слоев кристалла алмаза Результаты расчета по критерию прочности Мора показали, что в практическом интервале контактных напряжений и температур (tK=l 50-600 °С, рк=400-900 МПа) кристалл алмаза сохраняет высокую прочность

Из анализа особенностей взаимодействия пары трения металл-алмаз следует, что разрушение и износ алмаза могут быть обусловлены процессом графитизации алмаза, который активируется при температурах выше 900 °С в присутствии карбидообразующих металлов (Ni, Fe, Сг и др ) Расчет контактных температур с учетом дискретности реального контакта показал, что при волочении пластичных металлов (медь) температура в точках фактического контакта t,j, не превышает 300 °С, а при волочении труднодеформируемых цветных металлов (никель, молибден) -Ц >1400-2000°С

Уменьшению величины t,j> способствует повышение пластических свойств поверхностного слоя заготовки и снижение коэффициента трения за счет перехода от граничного режима трения к смешанному или гидродинамическому.

6. Получено и теоретически обосновано соотношение для определения величины коэффициента трения при трении в режиме СРТ и предложен показатель, позволяющий оценить эффективность мероприятий по улучшению условий трения Показано, что при волочении в режиме СРТ коэффициент трения зависит от напорных характеристик волочильного инструмента, которые могут быть определены из решения интегральных уравнений, описывающих осесимметричное течение вязкой несжимаемой смазки с постоянной и переменной вязкостью в канале напорных элементов и рабочих волок Анализ решений интегральных уравнений показал, что уменьшение зазора между поверхностями заготовки и канала напорного элемента, увеличение длины напорных элементов и вязкости смазки способствует снижению коэффициента трения.

7 Предложены практические конструкции сборного волочильного инструмента, позволяющие реализовать режим СРТ при тонком волочении Практика волочения биметаллической медной никелированной проволоки в условиях цеха спецпроводов ОАО «Камкабель» показала, что использование напорных элементов совместно с вязкими жидкими смазками (минеральное масло) позволяет увеличить стойкость алмазного волочильного инструмента и уменьшить расход алмазных волок маршрута в 3,69 раза, а выходных волок в 8-10 раз, полностью исключить обрывность проволоки и разрушение защитной оболочки Экспериментальная оценка значения коэффициента трения показала, что замена граничной смазки (мыльная эмульсия) на минеральное масло позволяет снизить коэффициент трения в 1,5-2 раза и реализовать режим СРТ

Основные результаты работы получены в рамках договорных работ с ОАО «Камкабель» (г Пермь), ОАО «Чепецкий механический завод» (г Глазов) и ФГУП ВНИИНМ им академика А А Бочвара (г Москва) и использованы для совершенствования технологии многократного волочения слоистых осесимметричных композиционных электропроводников При непосредственном участии автора разработаны практические конструкции устройств для тонкого волочения, новизна технических решений которых защищена 4 авторскими свидетельствами Практическая значимость разработок подтверждена двумя серебряными медалями и дипломами 51-й Всемирной выставки изобретений, научных исследований и промышленных инноваций «Эврика 2002» (Брюссель, 17 11 2002) и дипломом Урало-Сибирской научно-промышленной выставки (Екатеринбург, 18-25 06.2003)

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1 Формирование смазочного слоя для волочения при наличии подсмазочного покрытия / Колмогоров Г JI, Трофимов В Н, Конников Г Г // Известия вузов Черная металлургия, №12, 1985 - С 57-59

2 Пластогидродинамический эффект антифрикционного покрытия при волочении / Колмогоров Г Л, Трофимов В Н, Конников Г Г // Известия вузов Черная металлургия, №12,1986 - С 62-64

3 Износостойкость алмазного волочильного инструмента при волочении медноникелевой проволоки / Колмогоров Г Л, Трофимов В Н, Конников Г Г //Трение и износ, №4, 1989 - С 599-604

4 Совершенствование технологии волочения медной никелированной проволоки / Трофимов В Н , Колмогоров Г Л, Сапрыкина И.С, Баглай АН, Симонова Е.И //Цветные металлы, №1,1991 -С 51-52

5. Определение энергии остаточных напряжений при получении изделий холодным волочением / Трофимов В Н , Колмогоров Г Л, Курапова НА// Известия вузов Черная металлургия, №7,1999 - С 30-33

6. О величине остаточных напряжений при холодном волочении /Трофимов В Н, Колмогоров Г Л // Известия вузов Черная металлургия, №1,2001 -С 21-24

7 Трофимов В Н О возможности использования механических характеристик прочности материала для оценки разрушения // Известия вузов Черная металлургия, №5,2002 - С 24-28

8 Степень деформации при волочении композитной заготовки / Колмогоров Г Л, Трофимов В Н, Филиппов В Б , Кузнецова ЕВ // Известия вузов Цветная металлургия, №5,2004 - С 39-42

9 Трофимов В Н Определение долевых напряжений при волочении биметалллической заготовки // Известия вузов Черная металлургия, №5, 2006 - С 23-26

10 Напряженно-деформированное состояние алмазного волочильного инструмента /Трофимов В Н, Мельникова Т Е, Конников Г Г // Современные вопросы динамики и прочности машин Материалы науч -техн конференции — Пермь, 1986 - С 12.

11 Повышение стойкости алмазного волочильного инструмента при волочении медной никелированной проволоки / Колмогоров Г Л, Трофимов В Н, Онискив Л М // Отчет о НИР (№ госрегистрации 01860076383) - Пермь, ППИ- 1987 -53 с

12 Вопросы прочности твердосплавного волочильного инструмента/ Мельникова Т Б, Трофимов В Н, Колмогоров Г Л, Конников Г Г// Математическое моделирование технологических процессов обработки металлов давлением Материалы научно-технической конференции -Пермь, 1987.-С 13

13 Вопросы повышения стойкости алмазного волочильного инструмента при волочении медноникелевой проволоки /Трофимов В Н, Мельникова Т Е , Конников Г Г // Совершенствование технологических процессов кабельного производства Материалы научно-технической конференции - Пермь, 1988 -С.26-27

14 Вопросы прочности твердосплавного волочильного инструмента/ Трофимов В Н, Мельникова Т Е, Конников Г Г// Материалы межвуз конф

«Прочностные и динамические характеристики машин и конструкций» -Пермь, ППИ. 1988.-С 48-49

15 Влияние высокого давления на напряженное состояние алмазных волок / Мельникова Т.Е., Трофимов В Н //Получение и обработка материалов высоким давлением Материалы V Всесоюзной конференции -Минск 1987 -С.89

16 Гальваноспособ получения слоистых металлов / Колмогоров Г JI, Трофимов В.Н, Конников Г Г.// Новые технологии производства слоистых металлов, перспективы расширения их ассортимента и применения Материалы научно-технического семинара - Магнитогорск 1989 — С 15

17 Совершенствование технологии волочения тонкой медной проволоки с никелевой оболочкой / Колмогоров Г JI, Трофимов В Н, Конников Г Г // Технология и оборудование технологического производства Материалы республ семинара - Алма-Ата 1989 - С 18

18 Теплофизика волочения биметаллической заготовки / Колмогоров Г JI, Трофимов В H, Конников Г Г //Теплофизика обработки металлов давлением Материалы VII Всесоюзной конференции - Тольятти 1988 -С 67

19 Индуктивный датчик для замера усилия при испытании материалов / Трофимов В Н, Конников Г Г // Материалы межвуз сб «Прочностные и динамические характеристики машин и конструкций» - Пермь, ППИ 1986 -С.31

20 Совершенствование технологии волочения тонких проволок / Колмогоров Г Л, Трофимов В Н, Конников Г Г // Матер НТК «Эффективные технологические смазки, улучшающие качество изделий при волочении» - Киев, 1990 - С 5

21 Стойкость алмазного волочильного инструмента и качество медной никелированной проволоки / Трофимов В Н, Колмогоров Г Л, Мельникова ТЕ // Материалы НТК «Прогнозирование и управление качеством металлоизделий, получаемых обработкой давлением» - Абакан, 1988. -С 12

22 Энергия остаточных напряжений при пластическом деформировании волочением / Трофимов В Н , Колмогоров Г Л, Курапова НА// Материалы XII Зимней школы по механике сплошных сред - Пермь, ИМСС УрО РАН. 1999.- С 185

23. Трофимов В Н О величине скрытой энергии при холодной пластической деформации // Вестник ПГТУ Динамика и прочность машин - Пермь, №1,2000. - С 105-114

24 Трофимов В.Н. Энергетический критерий разрушения при холодной пластической деформации / Сб трудов VI Межд конф «Комплексное обеспечение качества транспортных и технологических машин» - Пенза, 2000 - С 189-190

25 Определение скрытой энергии в процессах холодной пластической деформации / Трофимов В Н, Коновалов Г Н, Чувашов В Н, Горбушин

М В // Материалы междунар научно-техи коиф. «Информационные технологии в инновационных проектах» - Ижевск, ИжГТУ, 2000 - С 93-94

26 Технологическое обеспечение качества защитного покрытия жаростойких проводов / Трофимов В Н, Коновалов Г Н, Филиппов В Б , Колмогоров Г JI // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении» -Пенза, 2001 - С.28

27 Определение остаточных макронапряжений после холодной пластической деформации / Трофимов В Н, Филиппов В Б , Колмогоров ГЛ // Материалы междунар научно-техн конференции «Комплексное обеспечение показателей качества транспортных и технологических машин»-Пенза, 2001 -С 20

28 Трофимов В.Н Определение остаточных макронапряжений после холодной пластической деформации / Материалы VIII Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике - Пермь, 2001 - С 564

29 Волочение в режиме гидродинамического трения — технология XXI века / Колмогоров Г Л , Трофимов В Н, Малинина Т С , Ковалев А Е. // Метизное производство в XXI веке (теория и практика) - Межвуз сб научн трудов Магнитогорск, МГТУ, 2001 - С 60-67

30 Использование механических характеристик прочности для сравнительной оценки технологических свойств / Трофимов В Н, Колмогоров Г Л, Филиппов В Б // Сб трудов НТК поев 50- летию ИжГТУ

- Ижевск, ИжГТУ, 2002 -С 317-327

31 Температурный режим при волочении проволоки из сплавов на основе циркония / Трофимов В Н , Филиппов В Б //С б трудов научно-практ конф «Научно-технические и социально-экономические проблемы регионального развития» - Глазов, 2002 - С 59-64

32 Использование механических характеристик прочности для сравнительной оценки технологических свойств металлов / Трофимов В Н , Колмогоров Г Л , Филиппов В Б // Вестник ПГТУ Динамика и прочность машин - Пермь, №4, 2003 - С 21-27

33 Особенности технологии производства сверхпроводниковых материалов / Колмогоров Г Л , Трофимов В Н, Филиппов В Б, Постнова ЮС // Материалы 7-й Всероссийской научно-техн конф «Аэрокосмическая техника и высокие технологии - Пермь, 2004. - с 64

34 Определение долевых напряжений при волочении биметаллической заготовки / Трофимов В Н, Филиппов В Б // Сб. трудов НТК «Информационные технологии в инновационных проектах», Ижевск, ИжГТУ, 2004,- С 93-94

35 Основы технологии производства сверхпроводниковых материалов волочением / Колмогоров Г Л, Трофимов В Н , Филиппов В Б //Межвуз междунар сб науч трудов «Обработка сплошных и слоистых материалов»

- Магнитогорск, 2004 - С 13-18

36 Проектирование маршрута волочения структурно-неоднородных заготовок для сверхпроводников / Трофимов В Н, Филиппов В Б // Материалы XIV Зимней школы по механике сплошных сред - Пермь ИМССУрО РАН, 2005 -С.292

37 Трофимов В Н Использование стандартных характеристик прочности и пластичности для оценки вероятности разрушения элементов ответственных конструкций// Материалы XVII Российской НТК «Неразрушающий контроль и диагностика» - Екатеринбург ИМАШ УрО РАН, 2005

38 Инженерная методика расчета маршрута волочения структурно-неоднородных заготовок без разрушения / Трофимов В Н , Филиппов В Б // Материалы XVII Российской НТК «Неразрушающий контроль и диагностика» - Екатеринбург ИМАШ УрО РАН, 2005

39 Трофимов В Н Ресурс пластичности при производстве калиброванных изделий для энергетического машиностроения // Сб трудов НТК «Современные технологии в машиностроении и автомобилестроении» - Ижевск, ИжГТУ, 2005

40 Модель накопления поврежденности при пластической деформации / Трофимов В Н // Материалы III Российской НТК «Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций» -Екатеринбург, ИМАШ УрО РАН, 2007

41 Определение долевых напряжений при волочении осесимметричных композиционных заготовок / Трофимов В Н // Материалы III Российской НТК «Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций» - Екатеринбург, ИМАШ УрО РАН, 2007

42 Трофимов В Н Модель накопления поврежденности при пластической деформации // Вестник МГТУ - Магнитогорск, №1, 2007 -С 47-50

43 А с №1201013 СССР, МКИ В21СЗ/14 Способ волочения в режиме гидродинамического трения / Трофимов В Н , Колмогоров Г JI, Конников ГГ

44 Ас №1447464 СССР, МКИ В21СЗ/14. Способ волочения металлов в режиме гидродинамического трения / Трофимов В.Н, Колмогоров Г JI, Конников Г Г

45 А с № 1565559 СССР, МКИ В21СЗ/14 Инструмент для волочения в режиме гидродинамического трения / Трофимов В Н, Колмогоров Г JI, Конников Г.Г

46 Ас № 1475753 СССР, МКИ213/14 Способ волочения металла / Трофимов В Н., Колмогоров Г JI, Конников Г Г

Подписано в печать 10 10 2007 Напечатано на ризографе Формат 60x84 1/16 Уел печ л 1,64 Уч-изд л 2,33 Тираж 100 экз Заказ № 273-2007 Глазовский инженерно-экономический институт (филиал) Ижевского технического университета 427622, г Глазов, ул Кирова, 36

Введение.

1. Осесимметричные композиционные электропроводники.

1.1. Структура и конструкции осесимметричных композиционных электропроводников.

1.2. Проводники для сверхпроводящих магнитных систем (CMC).

1.2.1. Особенности конструкции и технологии производства проводников для CMC.

1.3. Современное состояние технологии волочения длинномерных осесимметричных композиционных изделий.

1.4. Практика волочения осесимметричных изделий с использованием алмазного волочильного инструмента.

1.5. Разрушение металлов при пластической деформации.

1.5.1. Физические и энергетические аспекты пластической деформации.

1.6. Критерии разрушения при пластической деформации.

1.7. Результаты теоретических исследований напряженно-деформированного состояния изделий при волочении.

1.8. Коэффициент трения в процессах обработки металлов давлением.

1.9. Постановка задачи исследований.

2. Критерии для прогнозирования разрушения и управления уровнем дефектности изделий при проектировании маршрута волочения.

2.1. Условие безобрывности процесса волочения.

2.2. Критерий поврежденности при пластической деформации.

2.2.1. Проверка применимости критерия поврежденности.

2.2.2. Технологический критерий поврежденности.

Выводы по главе.

3. Напряженно-деформированное состояние при волочении осесимметричных композиционных заготовок в очаге деформации.

3.1. Деформированное состояние осесимметричных композиционных заготовок.

3.2. Напряженное состояние осесимметричных композиционных заготовок.

3.3. Влияние параметров процесса волочения и конструкции композиционных заготовок на напряженное состояние слоев .145 заготовки

3.4. Показатель напряженного состояния в очаге деформации при волочении.

3.5. Проверка применимости формул для определения напряжений в слоях композиционных заготовок.

Выводы по главе.

4. Проектирование маршрутов волочения композиционных заготовок с использованием условия безобрывности и технологического критерия поврежденности.

4.1. Волочение биметаллической проволоки.

4.2. Волочение композиционных заготовок для CMC.

Выводы по главе.

5. Разрушение и износ алмазного волочильного инструмента.

5.1. Напряженно-деформированное состояние алмазного волочильного инструмента.,.

5.2. Физико-химические свойства и особенности трения элементов пары металл-алмаз.

5.3. Температура в точках фактического контакта алмазного волочильного инструмента и заготовки.

Выводы по главе.

6. Теория и технология волочения в режиме СРТ.

6.1. Коэффициент трения при пластической деформации.

6.2. Коэффициент трения при волочении в режиме СРТ.

6.3. Течение вязкой смазки в осесимметричном сужающемся канале произвольной формы.

6.4. Течение смазки в канале рабочей волоки и напорных элементов.

6.5. Оценка условий трения при волочении в режиме СРТ.

6.6. Практические конструкции и способы улучшения условий трения при волочении.

6.7. Практика волочения композиционной проволоки в режиме

Выводы по главе.

Надежность и материалоемкость изделий общего, транспортного, энергетического и химического машиностроения, приборостроения и т.д. при заданном уровне эксплуатационных параметров являются основными критериями качества продукции.

Наиболее радикальным способом повышения качества продукции являются разработка и внедрение современных высокоэффективных технологий, которые гарантируют высокое качество готовых изделий.

Волочение остается одним из наиболее высокопроизводительных и прогрессивных процессов пластической деформации и постоянно совершенствуется в результате развития теории пластичности, физики твердого тела, материаловедения, механики разрушения, гидромеханики, трибологии.

Значительную часть изделий машиностроения, приборостроения и энергетики составляют осесимметричные изделия, получаемые волочением -трубы, прутки, проволока. Волочением получают слоистые композиционные изделия, компоненты которых могут быть как из чистых металлов, так и из сплавов. Использование композитов позволяет значительно сократить расход дорогостоящих цветных металлов, а также получить изделия с заданными потребительскими свойствами, которые могут работать в агрессивных средах, в условиях высоких температур, переменных нагрузок и др.

В соответствии с федеральной целевой программой «Реформирование и развитие оборонно-промышленного комплекса» на ОАО «Чепецкий механический завод» проведено технико-экономическое обоснование и организуется промышленное производство нового класса композиционных изделий - проводов из низкотемпературных сверхпроводников (НТСП) для сверхпроводящих магнитных систем (CMC). Пуск производства позволит РФ выполнить обязательства в рамках работ по созданию международного термоядерного реактора ИТЭР и занять свою нишу на рынке сверхпроводящих материалов, объем которого по оценкам экспертов к 2015-2020 г.г. превысит 200 млрд.$.

Основанием для развертывания работ по промышленному производству

НТСП являются: Приказ Министра РФ по атомной энергии №232 от

20.05.2002г. «О создании производства сверхпроводников на ОАО ЧМЗ»;

Программа конверсии ОАО ТВЭЛ «Организация производства сверхпроводников на ОАО ЧМЗ» утвержденная 23.07.2002 г.; Приказ руководителя Федерального агентства по атомной энергии РФ №261 от

02.12.2004 г. «Об объявлении решения коллегии Федерального агентства по атомной энергии от 03.11.2004 №4/4».

Проводник для CMC диаметром 0,3-1,0 мм включает коаксиально расположенные сверхпроводящие волокна в бронзовой или медной матрице,

2 6 общее число которых составляет 10 -ь10 . В состав композиции могут включаться барьерные прослойки и стабилизирующая оболочка.

Технологический процесс обработки композиционных заготовок для сверхпроводников является многостадийным и включает процессы прессования, волочения, промежуточные и окончательный отжиги. Процесс волочения является наиболее продолжительным и ответственным этапом технологической цепочки и определяет качество готового проводника.

Проблемы деформирования композиционных заготовок при волочении исследовались в работах Аркулиса Г.Э., Белова М.И., Бояршинова М.И., Белалова Х.М., Залазинского А.Г., Ейльмана JT.C., Маковского В.А., Колмогорова В.Л., Щеголева Г.А., Кучеряева В.Б., Паршина B.C., Соколовского В.И., Тарнавского A.JI. и др.

Уникальные свойства композиционных заготовок компенсируют относительно высокую стоимость их производства. Однако высокая стоимость композитов определяет ограничения на их минимальную длину, а также на наличие поверхностных и внутренних дефектов.

Основным препятствием на пути повышения качества изделий, получаемых волочением, является внешнее трение, которое ведет к контактному разогреву и снижению качества поверхности готового изделия, появлению остаточных напряжений, внутренних и поверхностных дефектов, увеличению энергоемкости процесса и др.

С внешним трением связаны две основные проблемы технологии волочении - износ инструмента и обрывность заготовок. Износ инструмента ведет к отклонению геометрии сечения заготовки от требуемой и способствует росту обрывности, ведет к увеличению брака и резкому снижению производительности из-за необходимости частых остановок оборудования. В случае обрыва и последующей сварки композиционных заготовок, особенно малых диаметров, в месте стыка нарушается однородность требуемых физико-механических характеристик, поэтому при проектировании процесса волочения необходимо обеспечить целостность каждого из элементов заготовки, прочностные и пластические характеристики которых существенно различны.

К числу основных факторов, способствующих росту обрывности, относятся:

• высокий уровень сил внешнего трения вследствие использования неэффективных смазок и способов их ввода в очаг деформации;

• применение волок с неоптимальной формой канала волоки;

• высокие степени деформации;

• низкие пластические свойства протягиваемого металла.

При изучении проблемы внешнего трения различают граничный (ГРТ), смешанный (СРТ) и гидродинамический (ГДРТ) режимы трения.

При волочении чаще всего реализуется режим ГРТ, когда на поверхности деформируемой заготовки образуется тонкий адсорбированный слой смазки толщиной менее 0,1 мкм, наличие которого способствует снижению сдвиговых напряжений в тончайшем поверхностном слое заготовки, снижению усилия деформирования и отрицательных эффектов, связанных с действием трения, например, налипанием. При волочении в режиме ГРТ изделий из металлов, склонных к налипанию на инструмент, например, титана, циркония, тантала и их сплавов, совместно с граничными смазками используют подсмазочные покрытия. Однако при нанесении таких покрытий возникают дополнительные технологические переделы по подготовке поверхности заготовки к волочению, что ведет к росту себестоимости изделия. Поэтому представляет интерес разработка смазок, обладающих высокими граничными свойствами. Исследованию закономерностей и механизма деформирования в режиме ГРТ применительно к процессам обработки металлов давлением посвящены работы Белосевича В.К., Буркина С.П. Горенштейна М.М., Грудева А.П., Исаченкова Е.И., Колмогорова B.JL, Леванова А.Н., Сегала М.В., Чертавских А.К., и др.

Значительным шагом в решении проблемы трения при волочении является разработка теории и практических конструкций инструмента для создания режима ГДРТ. Реализовать этот режим можно двумя способами:

• гидростатический способ, заключающийся в подаче смазки в очаг деформации с помощью гидрокомпрессоров высокого давления;

• гидродинамический способ, заключающийся в создании высокого давления смазки в очаге деформации за счет нагнетания смазки самим протягиваемым изделием при использовании специальных напорных элементов, входящих в конструкцию волочильного инструмента.

Второй способ является более простым в реализации и успешно используется при безоправочном и оправочном волочении труб, прутков, грубом и среднем волочении проволоки.

Впервые конструкция инструмента для волочения в режиме ГДРТ была предложена Мак Лелланом и Камероном, а первые систематические экспериментальные и теоретические исследования волочения в режиме ГДРТ были проведены Д. Кристоферсоном, X. Найлором, X. Татерсолом. Исследованию волочения в режиме ГДРТ посвящены работы отечественных ученых - Недовизия И.Н., Белоусова А.С., Владимирова Ю.В., Перлина И.Л., Шапиро В.Я. и Школьникова E.JL. Значительный вклад в разработку теоретических основ гидродинамического волочения и его практической реализации сделали Колмогоров В.Л., Колмогоров Г.Л., Орлов С.И., Селищев К.П. Широкое распространение получила сборная волока [1], применение которой позволило повысить единичные вытяжки, увеличить скорости волочения, увеличить стойкость инструмента в 3-4 раза и уменьшить расход электроэнергии на 10-15 %, а в некоторых случаях позволило отказаться от использования подсмазочных покрытий.

Для уменьшения длины напорных элементов используют высоковязкие смазки - мыльные порошки. При тонком волочении и высоких требованиях к качеству поверхности и точности размеров поперечного сечения использование мыльных порошков нежелательно. Компромиссным решением является создание улучшенных условий трения за счет реализации режима СРТ с использованием вязких жидких минеральных или синтетических масел. В этом случае достигаются показатели стойкости волок, обрывности и производительности волочения и близкие к волочению в режиме ГДРТ [1].

Технология тонкого волочения с использованием сборных волок не получила распространения и в настоящее время волочение тонких проволок осуществляется в режиме ГРТ. Тем не менее, волочение тонких проволок в режиме СРТ или ГДРТ экономически оправдано в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую стойкость дорогостоящего алмазного волочильного инструмента, получить длинномерную заготовку без поверхностных и внутренних дефектов и др.

С учетом вышесказанного актуальной задачей при волочении, в частности, при тонком волочении, является разработка методик и критериев, позволяющих проектировать маршрут волочения длинномерных композиционных изделий без разрушения и образования поверхностных и внутренних дефектов.

Одним из факторов, способствующих решению данной задачи, является улучшение условий трения, что требует уточнения теории течения смазки при тонком волочении и разработки практических конструкций волочильного инструмента для реализации режима СРТ или ГДРТ. Теоретический аппарат для расчета течения смазок в канале волочильного инструмента разработан для плоского течения, когда толщина слоя смазки существенно меньше размеров сечения заготовки. При тонком волочении толщина слоя смазки сопоставима с размерами сечения заготовки, поэтому расчетные параметры напорных элементов будут значительно отличаться от оптимальных.

Цель работы. Целью работы является совершенствование технологии волочения длинномерных осесимметричных композиционных электропроводников.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Разработка критериев разрушения при деформировании композиционных заготовок.

2. Разработка методик расчета и исследование напряженного и деформированного состояния при волочении композиционных заготовок.

3. Исследование влияния условий деформирования на разрушение длинномерных осесимметричных композиционных заготовок в процессе многопереходного волочения.

4. Исследование причин износа волочильного инструмента и влияния на него физико-химических и теплофизических свойств деформируемых металлов.

5. Уточнение математической модели течения жидких смазок при деформировании тонких заготовок на финишных переходах волочения, расчет параметров и разработка практических конструкций сборного волочильного инструмента, обеспечивающих режим гидродинамического или смешанного трения.

Научная новизна работы.

1. Предложена методика расчета напряжений при волочении композиционной заготовки с произвольным числом слоев и соотношением их пластических характеристик.

2. Предложена методика определения деформированного состояния композиционных заготовок, получены аналитические соотношения для вычисления компонентов тензора деформаций и степени деформации.

3. С использованием аппарата механики разрушения предложено условие безобрывности, позволяющее спроектировать маршрут волочения.

4. На основе анализа физических и энергетических аспектов пластической деформации предложен технологический критерий поврежденности, позволяющий исключить образование неустранимых дефектов при многопереходном волочении заготовки.

5. Проведен анализ причин износа алмазного волочильного инструмента и установлено, что на износ существенно влияют физико-химические свойства пары трения металл-инструмент и температура в точках фактического контакта металла заготовки и инструмента.

6. Предложена формула для вычисления коэффициента трения при волочении в режиме СРТ и показатель, для оценки улучшения условий трения.

7. На основе анализа условий трения и математической модели осесимметричного течения жидкой смазки в канале сборного волочильного инструмента предложена методика расчета нагнетающей способности волочильного инструмента при проектировании маршрута волочения композиционных заготовок в режиме СРТ.

Практическая значимость. Результатами исследований, готовыми к практическому использованию являются:

• Методика расчета деформированного и напряженного состояния слоистых композиционных заготовок в процессе холодного волочения.

• Методика проектирования маршрута многопереходного волочения композиционных заготовок с использованием технологического критерия поврежденности и условия устойчивости.

• Методика расчета параметров сборного инструмента для тонкого волочения в режиме СРТ.

• Устройства для реализации режима СРТ и ГДРТ при деформировании тонких проволок, новизна технических решений которых подтверждена авторскими свидетельствами, патентами и наградами международных (Брюссель, Эврика-2002) и российских (Екатеринбург, 2003) выставок

Реализация работы. Основные результаты работы получены в рамках договорных работ с ОАО «Камкабель» (г. Пермь), ОАО «Чепецкий механический завод» (г. Глазов) и ФГУП ВНИИНМ им. А.А. Бочвара (г. Москва) в соответствии с государственным контрактом № 6.23.19.19.06.772 от 15.03.2006 г. Разработанные методики способы и устройства проверены и использованы в условиях лаборатории кафедры «Динамика и прочность машин» ПГТУ (г. Пермь), ОАО «Камский кабельный завод» и ОАО «Чепецкий механический завод» при проектировании технологии многопереходного волочения тонких биметаллических проволок (ОАО «Камкабель» (г. Пермь)) и композиционных заготовок для сверхпроводников в ОАО «Чепецкий механический завод». Теоретические результаты работы используются в учебном процессе в форме лекций, УИРС, лабораторных работ и при выполнении дипломных и курсовых работ на кафедре ДПМ (ПГТУ) и «Специальные инженерные науки» ГИЭИ (филиала) ИжГТУ (г. Глазов).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:

• НТК «Современные вопросы динамики и прочности машин» (Пермь, 1986);

• НТК «Математическое моделирование технологических процессов обработки металлов давлением» (Пермь, 1987);

• НТК «Совершенствование технологических процессов кабельного производства» (Пермь, 1988);

• V Всесоюзной конференции «Получение и обработка материалов высоким давлением. (Минск, 1987);

• VII Всесоюзной конференции «Теплофизика обработки металлов давлением». (Тольятти, 1988);

• НТК «Прогнозирование и управление качеством металлоизделий, получаемых обработкой давлением» (Абакан, 1988);

• научно-техническом семинаре «Новые технологии производства слоистых металлов, перспективы расширения их ассортимента и применения» (Магнитогорск, 1989);

• Республиканском семинаре «Технология и оборудование технологического производства» (Алма-Ата, 1989);

• НТК «Эффективные технологические смазки, улучшающие качество изделий при волочении» (Киев, 1990);

• XXXI научно-технической конференции ИжГТУ (Ижевск, 1998);

• XII Зимней школе по механике сплошных сред. (Пермь, ИМСС УрО РАН, 1999);

• VI Международной НТК «Комплексное обеспечение качества транспортных и технологических машин» (Пенза, 2000);

• Международной НТК «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, ИжГТУ, 2000);

• Всероссийской научно-практической конференции «Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении» (Пенза, 2001);

• Международной НТК «Комплексное обеспечение показателей качества транспортных и технологических машин», (Пенза, 2001);

• VIII Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001);

• НТК посвященной 50-летию Ижевского государственного технического университета. (Ижевск, ИжГТУ, 2002);

• 7-й Всероссийской НТК «Аэрокосмическая техника и высокие технологии (12-14 апреля 2004, Пермь);

• Международном форуме «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, ИжГТУ, 2004);

• XIV Зимней школе по механике сплошных сред (Пермь, ИМСС УрО РАН, 2005);

• XVII Российской НТК «Неразрушающий контроль и диагностика» (Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2005);

• НТК «Современные технологии в машиностроении и автомобилестроении» (Ижевск, ИжГТУ, 2005);

• III Российской НТК «Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций» (Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2007);

• семинаре кафедры «Машины и технологии обработки металлов давлением» Ижевского государственного технического университета;

• семинаре ЦНИЛ ОАО «Чепецкий механический завод» (г.Глазов);

• семинаре кафедры «Динамика и прочность машин» Пермского государственного технического университета.

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 42 работы, получено 4 авторских свидетельства, 2 медали и 2 диплома международных выставок, 1 диплом российской выставки.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 266 наименований, приложений. Основная часть работы изложена на 281 страницах машинописного текста, содержит 113 рисунков, 40 таблиц.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Предложена методика оценки условий трения при волочении в смешанном режиме трения, которая включает соотношения для определения коэффициента трения при смешанном режиме трения и соотношения для определения нагнетающей способности сборного волочильного инструмента

Выражения для определения коэффициента трения при смешанном режиме трения и показателя улучшения условий трения, которые учитывают размеры и шероховатость поверхности заготовки, и нагнетающую способность сборного волочильного инструмента (напорные элементы -трубки-насадки), получены с использованием схематизированной опорной кривой профиля поверхности и положения о пропорциональности коэффициента трения fn и фактической площади контакта I. Положение о пропорциональности fn и 1 получено из анализа модели относительного скольжения идеально гладкой поверхности инструмента и шероховатой поверхности деформируемого металла при наличии невыдавливаемой смазки.

Для определения нагнетающей способности сборного волочильного инструмента из решения осесимметричной задачи течения вязкой несжимаемой жидкости получено интегральное уравнение. Решение уравнения показывает, что повышения нагнетающей способности волочильного инструмента можно достичь увеличением скорости волочении, вязкости смазки, длины напорных элементов. Существенное влияние оказывает величина зазора между поверхностями заготовки и канала инструмента и угол ав.

Сравнение результатов расчета и экспериментальных данных показало, что использование предлагаемой методики позволяет адекватно отразить влияние параметров процесса волочения на условия трения.

2. Показано, что разогрев смазки ведет к снижению напорных характеристик волочильного инструмента, увеличению коэффициента трения и, как следствие, увеличению износа волочильного инструмента. Для повышения нагнетающей способности сборного волочильного инструмента необходимо организовать интенсивное охлаждение смазки в начале возвратного потока в зоне между волокой и напорным инструментом.

3. Разработаны конструкции напорного волочильного инструмента и волокодержателей устройства, позволяющие реализовать режим смешанного трения. Практическое использование описанных устройств при волочении композиционной проволоки позволило повысить стойкость алмазного волочильного инструмента, полностью исключить обрывность, позволило увеличить скорость волочения с 5,2 м/сек до 18 м/сек и повысить производительность процесса волочения без ущерба для качества проволоки. Оценка коэффициента трения с использованием предложенной методики показала, что реализуется смешанный режим трения, а коэффициент трения снижается в 1,5-2 раза.

4. Практическая оценка эффективности использования технологии волочения в смешанном режиме трения по сравнению со штатной технологией определялась расходом волок (шт.) на производство единицы массы проволоки (кг). Получены следующие результаты: при волочении с использованием мыльной эмульсии (штатная технология) - 0,225 шт./кг; при волочении с использованием вязкой смазки и маршрута одинарных волок -0,140 шт./кг (снижение в 1,61 раза); при волочении с использованием вязкой смазки, маршрута одинарных волок и выходной сборной волоки - 0,080 шт./кг (снижение в 2,81 раза); при волочении с использованием напорных трубок - 0,061 шт./кг. (снижение в 3,69 раза). Для выходных волок расход сокращается в 8-10 раз.

Анализ результатов опытного волочения позволяет сделать вывод, что показатель удельного расхода волок может быть доведен до величины 0,0354-0,040 шт./кг и ниже.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Для проектирования маршрута многопереходного волочения длинномерных осесимметричных композиционных (слоистых) заготовок предложен критериальный подход, позволяющий управлять уровнем дефектности и исключающий разрушение деформируемых изделий. Анализ существующих критериев разрушения и поврежденности позволил сформулировать требования к упруго и пластически деформируемому телу, основным из которых является возможность их определения путем использования стандартных механических характеристик ав и стт.

Критериальный подход базируется на условии (критерии) безобрывности переднего конца заготовки и технологическом критерии поврежденности, учитывающих влияние напряженного состояния заготовки в канале волоки очаге и на выходе из него и изменение пластических и прочностных свойств металла заготовки при пластической деформации.

2. Для получения определяющих соотношений условия безобрывности, в отличие от традиционных условий, основанных на понятии коэффициента запаса, определяемого опытным путем, использованы положения линейной механики разрушения и энергетический эквивалент Keq силового критерия трещиностойкости К1с, учитывающий изменение структурного и энергетического состояния металла при пластической деформации. Величина Keq определяется с помощью стандартных механических характеристик прочности и пластичности - ав и ат. Упрочнение металла при пластической деформации ведет к уменьшению Keq и снижению трещиностойкости металла.

При проектировании маршрута волочения слоистой композиционной заготовки условие безобрывности позволяет определить функцию параметров процесса волочения cp(fn,X,aB) для слоя, определяющего важнейшие эксплуатационные характеристики готового изделия, и назначить технологические или конструктивные мероприятия для исключения разрушения этого слоя или заготовки в целом.

3. Для исключения возможности образования макротрещины при пластической деформации получен критерий разрушения ¥ < 1, а для прогнозирования уровня дефектности металла - технологический критерий поврежденности D < 1, которые зависят от величины скалярной плотности D планарных дефектов (микротрещин).

Для определения текущего значения D использовано кинетическое уравнение нелинейной динамики. В отличие от кинетических уравнений, применяемых ранее для построения моделей накопления поврежденности, левая и правая части данного уравнения взаимозависимы и правая часть имеет вид степенной функции, что позволяет описать автомодельность и нелинейный характер процесса накопления планарных дефектов при пластической деформации. Решение кинетического уравнения показывает, что величина D зависит от параметров кривой упрочнения металла и показателя напряженного состояния к.

Проверка с использованием экспериментальных диаграмм пластичности показала возможность практического применения критерия ¥ для проектирования процессов обработки металлов давлением.

Применение технологического критерия поврежденности D при проектировании маршрута волочения позволяет исключить образование дефектов структуры, неустраняемых последующими отжигами. Величина D зависит от отношения текущего D и критического Dcr значений плотности планарных дефектов. Расчеты показали, что величина Dcr находится в диапазоне 107-Н09 м"3 и зависит от пластических свойств металла.

4. Разработана математическая модель процесса волочения слоистой композиционной заготовки с произвольным числом слоев.

Деформированное состояние заготовки определялось в предположении об отсутствии относительного скольжения слоев с использованием условия несжимаемости и кинематически возможного поля скоростей, определенного для очага деформации ограниченного сферическими границами, кривизна которых определяется геометрией канала волоки и величиной коэффициента трения. Из полученных соотношений следует, что степень деформации частиц металла возрастает с увеличением угла наклона образующей ав, коэффициента трения fn и расстояния от оси заготовки. Анализ результатов расчета показал возможность применения гипотезы о плоских границах очага деформации, позволил упростить определяющие соотношения и получить формулы для определения средней степени деформации каждого слоя.

Определение напряжений в слоях n-слойной композиционной заготовки сводится к решению системы п неоднородных дифференциальных уравнений первого порядка с переменными коэффициентами, полученных из дифференциального уравнения равновесия элемента произвольного слоя заготовки. Получены соотношения для определения напряжений для частных случаев - волочения би- и триметаллической заготовки.

Анализ результатов расчета показал, что величина напряжений в слоях заготовки существенно и неоднозначно зависит от геометрии очага деформации, условий трения и конструкции заготовки, в частности, от соотношения пластических характеристик металла слоев и их толщины. Для снижения продольных напряжений в слоях заготовок можно рекомендовать следующие меры: уменьшение fn, увеличение угла ав, уменьшение вытяжки X.

5. Проведена оценка прочности кристалла алмаза с использованием метода конечных элементов получено решение осесимметричной задачи теории упругости в предположении изотропии свойств кристалла алмаза с учетом влияния контактных напряжений и температур на прочность поверхностных слоев кристалла алмаза. Результаты расчета по критерию прочности Мора показали, что в практическом интервале контактных напряжений и температур (t^ 150+600 °С, рк=400+900 МПа) кристалл алмаза сохраняет высокую прочность.

Из анализа особенностей взаимодействия пары трения металл-алмаз следует, что разрушение и износ алмаза могут быть обусловлены процессом графитизации алмаза, который активируется при температурах выше 900 °С в присутствии карбидообразующих металлов (Ni, Fe, Сг и др.).

Расчет контактных температур с учетом дискретности реального контакта показал, что при волочении пластичных металлов (медь) температура в точках фактического контакта t,^ не превышает 300 °С, а при волочении труднодеформируемых цветных металлов (никель, молибден) -= 1400+2000 °С. Уменьшению величины Ц способствует снижение коэффициента трения при переходе от режима ГРТ к режиму СРТ или ГДРТ.

6. Получено и теоретически обосновано соотношение для определения величины коэффициента трения при смешанном режиме трения и предложен показатель, позволяющий оценить эффективность мероприятий по улучшению условий трения. Определено, что при волочении в режиме СРТ коэффициент трения зависит от напорных характеристик волочильного инструмента, которые могут быть определены из решения интегральных уравнений, описывающих осесимметричное течение вязкой несжимаемой смазки с постоянной и переменной вязкостью в канале напорных элементов и рабочих волок. Анализ решений интегральных уравнений показал, что уменьшение зазора между поверхностями заготовки и канала напорного элемента, увеличение длины напорных элементов и вязкости смазки способствует снижению коэффициента трения.

7. Предложены практические конструкции сборного волочильного инструмента, позволяющие реализовать режим СРТ при тонком волочении. Результаты волочения биметаллической медной никелированной проволоки показали, что использование напорных элементов совместно с вязкими жидкими смазками позволяет увеличить стойкость алмазного волочильного инструмента и уменьшить расход алмазных волок маршрута в 3,69 раза, а выходных волок в 8-10 раз, полностью исключить обрывность проволоки и разрушение защитной оболочки. Экспериментальная оценка значения коэффициента трения показала, что при волочении в режиме СРТ коэффициент трения снижается в 1,5+2 раза.

1. Колмогоров В.Л., Орлов С.И., Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая подача смазки. М.: Металлургия, 1975. - 256 с.

2. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения.- М.:Металлургия,1971.- 448 с.

3. Кучеряев Б.В. Механика сплошных сред. Теоретические основы обработки давлением композитных металлов. М.: МИСИСД999 - 320 с.

4. Witanow D. // Neue Hutte, 1976, Jg, H.l 1, S. 662-664.

5. W.W. Pendleton, H.L. Saums, R.D. Cornell. Hightemperature Conductor. Pat. USA 3238025 (CI 29-194) print. Mar. 1,1966.

6. Манчаш Р.И. Совершенствование технологии производства высокотемпературных проводников композиции медь-ниобий /Автореф. канд. дисс. Магнитогорск, 1988. - 22 с.

7. Шмидт В. В. Введение в физику сверхпроводников. М.:Наука,1982. - 240 с.

8. Kamerlingh Onnes Н. Leiden Comm., 1911, v. 122b, p. 124.

9. Deaver B. S., Jr., Fairbank W. M. Phys. Rev. Lett., 1961, v.7, p. 43. 1 O.Doll R., Nabauer M. - Phys. Rev. Lett., 1961, v.7, p. 51.

10. Meissner W., Ochsenfeld R. -Naturwiss., 1933, v. 21, p. 787.

11. Абрикосов A.A. // ЖЭТФ, 1957. Т. 32. С. 1442.

12. Essmann V., Traube H. Phys. Lett., 1967, V.24A, p. 526.

13. Пан B.M., Прохоров В.Г., Шпигель A.C. Металлофизика сверхпроводников. Киев: Наукова думка, 1984. -192 с.

14. Брабец В.И. Проволока из тяжелых цветных металлов и сплавов: Справочник. М.: Металлургия, 1984. - 296 с.

15. Ерманок М.З., Ватрушин Л.С. Волочение цветных металлов. М.: Металлургия, 1982. - 272.

16. Вансовская К.М. Гальванические покрытия. Л.: Машиностроение, 1984.199 с.

17. Вирбилис. С. Гальванотехника для мастеров: Справочник / Пер. с польск. -М.: Металлургия, 1990. 208 с.

18. Баженов М.Ф., Байчман С.Г., Карпачев Д.Г. Твердые сплавы: Справочник. -М.: Металлургия, 1978. 184 с.

19. Берин И.Ш., Днестровский Н.З. Алмазные волоки в кабельной промышленности. М.: Информэлектро, 1972. - 48 с.

20. Хаяк Г.С. Инструмент для волочения проволоки. М.: Металлургия, 1974. -128 с.

21. Хаяк Г.С. Волочение проволоки из цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1967. - 157 с.

22. Недовизий И.Н., Петрухин С.И.//Сталь. 1963. №12. С.1128-1130.

23. Колмогоров Г.Л., Орлов С.И., Шевляков В.Ю. Инструмент для волочения. -М.: Металлургия, 1972.

24. А.с. 152229 (СССР) / Мосеев В.Ф., Коростелин А.А. Опубл. в Б.И. 1962. №24. С. 15.

25. Шапиро В .Я., Школьников Е.Л. // В кн. Физико-химические закономерности действия смазок при обработке металлов давлением. М.:АН СССР, 1963.-С. 55-61.

26. Шахов В.Л. / Обработка металлов давлением. // Труды Института металлургии, Московского энергетического института и Московского института стали и сплавов. М.: Металлургия, 1963, вып.44. - С. 285-291.

27. Butler L.H. The Journal of the Institute of Metals., 1964, v.93, part 4, December, p.123-125.

28. Christopherson D.G. and Naylor H. The Wire Industry, 1955, v.22, N260, p.775-777.

29. Christopherson D.G. and Naylor H. Scientific Lubrication, 1956, March, N3, p.23-27.

30. Tattersall G.H. The Wire Industry, 1962, N346, p.975, 978-980, 982,992.

31. Tattersall G.H. The Journal of Mechanical Enguneer Science, 1961, v.3, N4, p.360-362.

32. A.c. 140405 /(СССР)/ Недовизий И.Н., Цейтлин H.A., Опубл. в Б.И. 1961, №16, С.15.

33. Недовизий И.Н., Петрухин С.И. // Сталь. 1963. №12. С.1128-1130.

34. Недовизий И.Н., Петрухин С.И., Петров А.П. // Метизное производство. 1972. №1. С.26-33.

35. Недовизий И.Н., Петрухин С.И., Петров А.П. // Метизное производство. 1972. №1. С.33-39.

36. Перлин И.Л., Шапиро В.Я., Школьников Е.Л. // Известия вузов. Цветная металлургия. 1963. №5. С. 130-137.

37. Шапиро В .Я. / В кн. Физико-химические закономерности действия смазок при обработке металлов давлением. М.: АН СССР, 1963. - С. 51-54.

38. Шапиро В.Я., Школьников Е.Л. / В кн. Физико-химические закономерности действия смазок при обработке металлов давлением. М.:АН СССР, 1963.-С. 55-61.

39. Колмогоров В.Л., Орлов В.И., Селищев С.А. Волочение в режиме жидкостного трения. М.: Металлургия, 1967. - 255 с.

40. Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая подача смазки при обработке металлов давлением. М. Металлургия, 1986.

41. Трофимов В.Н. Совершенствование технологии волочения тонкой проволоки с использованием алмазного волочильного инструмента. / Автореф. канд. дисс. Пермь, 1990.

42. Лунев Ф.А. Волочение медной и алюминиевой проволоки. М.: Госмашметиздат, 1933. - 112 с.

43. Басс А.И. Волочение проволоки и прутков (из цветных металлов и сплавов). М.-Л.: Цветметиздат, 1937. - 288 с.

44. Юхвец И.А. Волочильное производство. / В 2-х частях. 4.2. М.: Металлургиздат, 1960. - 287 с.

45. Чертавских А.К., Белосевич В.К. Трение и технологические смазки при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1968. - 362 с.

46. Берин И.Ш., Днестровский Н.З. Производство медной и алюминиевой проволоки. М.: Металлургия, 1975. - 200 с.

47. Котов В.В., Еникеев Р.Х., Шаина А.В., и др. // Цветные металлы. 1974. №12. С. 46-47.

48. Тарнавский А.Л., Гурылев В.В., Щуровский Б.Б. Биметаллическая проволока. М.: Металлургиздат, 1963. — 123 с.

49. Покрас И.Б., Казаченок В.И. // Трение и износ. 1980. Т.1. № 5. С.785-792.

50. Аллен, Таундсен, Зарецкий. // Проблемы трения и смазки. 1969. №3. С. 102111.

51. Лич, Ченг. // Проблемы трения и смазки. 1973. №3. С.46-60.

52. Джентл, Пол. // Проблемы трения и смазки. 1978. №3. С.97-111.

53. Гриднев В.Н., Мешков Ю.А., Ошкадеров С.П., Трефилов В.И. Физические основы электротермического упрочнения стали. Киев: Наукова Думка, 1973. -335 с.

54. Zhang Guo-Liang. Ion implantation of diamond dies. // Wire Ind., 1985, v.52, № 5, p. 314-317.

55. Шматов B.E. Инструменты из синтетических сверхтвердых материалов. Горький: Горьковский политехнический институт, 1978. 102 с.

56. Zucker L.A. Wire Ind., 1980., v. 13, № 3, p. 78-80,135.

57. McLennan J.A. Synthetic diamond dies and their impact on the industry. // Wire Ind., 1984, v. 51, № 608, p. 572-574.

58. Baca Josef, Sliva Vaclav. Porovnani zivotnosti boridovanych a normalnich tvrdokovovych pruvlaku pro tazeni zasucha. //Hutnik (CSSR), 1985,35,№4, 146-149.

59. Yoshimi Nakamura, Heijiro Kawakami, Tomiharu Matsushita, Hiroharu Sawada. An evaluation of lubrication in wiredrawing. // Wire Journal, July, 1980.

60. Изучение и распространение передового опыта в области прокатки и волочения меди и алюминия. М.: ЦИНТИЭЛЕКТРОПРОМ, 1961.

61. Совершенствование технологии изготовления тонкой и тончайшей проволоки из никеля марки НП-2. Отчет о НИР/ Государственный научно-исслед. проектный ин-т сплавов и обработки цветных металлов, 1985. 55 с.

62. Исследование и разработка мероприятий по повышению эффективности эксплуатации алмазных волок при волочении проволоки для металлокорда. Отчет о НИР / ВНИИ метизной промышленности, 1985. 92с.

63. Применение синтетических алмазных волок при волочении низкоуглеродистой проволоки. Челябинск, Информационный лист № 189 - 84, 1984.

64. Syndie Ziehsteinrohlinge zum Drahtziehen. // Draft, 1987, 38, № 5, p. 372.

65. Piu fllo con il diamante policristallino. // Tranciat. Stamp, 1985, 22, № 3-4, p. 41-42.

66. Термостойкие заготовки волок из природного алмаза. // Черные металлы. 1986. № 13. С. 37.

67. Эпштейн Л.Б. Применение волочильного инструмента из поликристаллических алмазов. // Цветная металлургия. 1985. № 10. С. 93-94.

68. Грунько Б.Н., Капланов А.Т., Слюсарев А.Т. и др. Внедрения смазки Олон технический при мокром волочении стальной латунированной проволоки. // Сталь. 1980. № 9. С. 805-808.

69. Брабец В.И., Саруль Г.И. Состояние и развитие производства проволоки из никелевых и медноникелевых сплавов // Цветные металлы.1980.№ 5.С.84-87.

70. Аркулис Г.Э. Совместная пластическая деформация разных металлов. М.: Металлургия, 1964.

71. Маковский В.А., Ейльман JI.C. Основы теории и практики производства биметаллических прутков. М.: Металлургия, 1971. - 192 с.

72. Маковский В.А., Ейльман Л.С. Биметаллические прутки. М. Металургия, 1981.-190 с.

73. Сошко А.И., Шаповал И.М., Жучин В.Н., Лещинер A.M. Исследование эффективности полимерсодержащей смазки при волочении проволоки. // Сталь. 1980. №5. С. 412-413.

74. Finnigan G. Drahtzichsteine aus synthetischen DiamantKristallen. Eigenschatten und Pracisergebnisse. // Draht, 1982, 33, № 8, p. 482-485.

75. Moravec Eduard, Havlicek Jiri, Jiilek Fratisek. Pruvlaky ze syntetickych diamantu. // Hutnik (CSSR), 1985, 35, № 2, p. 54 57.

76. Производство и результаты испытаний опытной партии проволоки МН-0,12 из заготовки 00,26 мм на имеющемся заводском оборудовании. Отчет № 34М-85 / Пермь, ПО «Камкабель», ЦЗЛ, 1985.

77. О производстве и результатах испытаний опытной партии МН проволоки 0 0,12 мм; 0 0,15 из заготовки 0 0,26 мм. Отчет № 38М 85 / Пермь, ПО «Камкабель», ЦЗЛ, 1985.

78. О производстве и результатах испытаний опытной партии медной никелированной проволоки диаметром 0,12 мм из заготовки 0 0,26 мм. Отчет № 40М 85 / Пермь, ПО «Камкабель», ЦЗЛ, 1985.

79. Котрелл А. Теория дислокаций. М.:Мир, 1969. - 96 с.

80. Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. М.: Металлургия, 1975.-208 с.

81. Конева Н.А. Природа стадий пластической деформации. //Соросовский образовательный журнал. 1998. №10. С.99-105.

82. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1970. - 472 с.

83. Рашков Н., Ганчева М. Плътност на дислокациите получени при единомерна пластична деформация на армко-желязо. Годишн. Висш. Хим.-технол. Ин-т. София. 1967 (1971). Вып. 14, №4, с. 441.

84. Рыбакина О.Г., Сидорин Я.С. // Инженерный журнал. МТТ. 1966, вып.1. -С.120-125.

85. Гриднев В.Н., Мешков Ю.Я., Гаврилюк В.Г. // В кн. «Физическая природа пластической деформации». Киев, Наукова думка, 1966. - С.89-99.

86. Бриджмен П. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. / Пер. с англ. М.: ИЛ, 1955. - 444 с.

87. Атомный механизм разрушения. // Материалы Междунар. конф. по вопросам разрушения. М.: Металлургиздат, 1963. 660 с.

88. Котрелл А.Х. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. М.: ГОСНТИ по черной и цветной металлургии. 1958. - 232 с.

89. Роль дислокаций в упрочнении и разрушении металлов. М.: Наука. 1965. - 180 с.

90. Владимиров В.И. Физическая теория пластичности и прочности. /Под ред. B.C. Смирнова . Ч.1:Дефекты кристаллической решетки. Л.: Изд-во ЛПИ, 1973. - 119 с.

91. Павлов В. А. // В кн.: Труды ИФМ УФ АН СССР, вып. 20. Свердловск, Изд-во УФАН СССР, 1958, - С.245-265.

92. Марусий О.И., Чаусов Н.Г., Зайцева Л.В. Влияние кристаллографической ориентации на на разрушение монокристаллов сплава ЖС6Ф. // Проблемы прочности. 1984, №5. С.86-90.

93. Лебедев А.А., Чаусов Н.Г., Зайцева Л.В. Влияние вида напряженного состояния на кинетику разрушения и трещиностойкость мартенситно-стареющей стали. Сообщ.2 Оценка трещиностойкости стали. // Проблемы прочности. 1991. №8. С.14-18.

94. Одинг М.А., Либеров Ю.П. Накопление дефектов и образование субмикротрещин при статическом растяжении армко-железа. // Известия АН СССР. Металлургия и горное дело. 1964. №1. С. 113-119.

95. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. -М.: Металлургия, 1986.-224 с. (82)

96. Панин В. Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформаций твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985.

97. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. /Т.1,2. М.: Металлургиздат, 1961.

98. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. М.: Металлургия, 1980. - 480 с.

99. Гольдштейн М.И., Фарбер В.М. Дисперсионное упрочнение стали. М.: Металлургия, 1979.- 207 с.

100. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия. 1982.- 584 с.

101. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. / Пер. с англ. М.: Мир. 1972.-408 с.

102. Юб.Херцберг Р.В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов. М.: Металлургия. 1989.- 576 с.

103. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1983.-351 с.

104. Грешнов В.М., Лавриненко Ю.А., Напалков А.В. Инженерная физическая модель пластически деформируемых металлов (скалярное соотношение). //Кузнечно-штамповочное производство. 1998. №5. С.3-6.

105. Грешнов В.М., Лавриненко Ю.А., Напалков А.В. Инженерная физическая модель эффекта Баушингера и определяющие уравнения изотропного материала с анизотропным упрочнением (тензорное соотношение) //Кузнечно-штамповочное производство. 1998. №6. С.3-6.

106. Козлов Э.В., Старенченко В.А., Конева Н.А.//Металлы.1993.Т.6.№5. С.152. Ш.Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. -224 с.

107. Гольденблат И.И., Копнов В.А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1968.

108. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974. - 312 с.

109. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. - 640 с.

110. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981.

111. Иванова B.C. /Симпозиум «Синергетика. Структура и свойства материалов. Самоорганизующиеся технологии» поев. 100-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР И.А. Одинга. //Заводская лаборатория. №2. 1997. С.61-65.

112. Скуднов В.А., Северюхин А.Н. О взаимосвязи удельной предельной энергии деформации с критериями трещиностойкости линейной и нелинейной механики разрушения. //Известия вузов. Черная металлургия. №11-12. 1993. -С.42-45.

113. Рагозин Ю.И., Антонов Ю.Я. // Проблемы прочности. 1984. №2. С.28-32.

114. Рагозин Ю.И. // Металлы. 1996. №6. С.69-78.

115. Gillemot L.F. Low-cycle fatigue by constant amplitide true mean stress // Proc. Intern. Conf. Fracture Sendai Jap. 1965.V.3.P. 1461.

116. Журков C.H. Проблема прочности твердых тел. // Вестник АН СССР.-№11. 1957. С.78-82.

117. Федоров В.В. Кинетика повреждаемости и разрушения твердых тел. -Ташкент, Изд-во «ФАН», Узбек.ССР, 1985.- 168 с.

118. Скуднов В.А. Предельные пластические деформации металлов. М.: Металлургия, 1989. - 176 с.

119. Колмогоров B.JL, Напряжения. Деформации. Разрушение. М.: Металлургия, 1970. 229 с.

120. Пластичность и разрушение. /Под ред. Колмогорова B.JI. М.: Металлургия, 1977. - 336 с.

121. Богатов А.А., Мижирицкий О.И., Смирнов С.В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. — 144 с.

122. Колмогоров B.JL, Мигачев Б.А., Бурдуковский В.Г. К вопросу построения обобщенной феноменологической модели разрушения при пластической деформации. //Металлы. № 6. 1995. С.132-141.

123. Мигачев Б.А., Журавлев Ф.М. Особенности определения пластичности металлов в условиях деформирования сдвигом. //Металлы. №3. 1998. С.51-54.

124. Соколовский В.В. Теория пластичности. М.:Высшая школа, 1960. - 608 с.

125. Баранов Г.Л. Влияние условий контактного трения на напряженное состояние при обжиме, раздаче и волочении труб. //Известия вузов. Машиностроение. 1985. № 11. с. 83-88.

126. Баранов Г.Л. Напряженно-деформированное состояние при волочении сплошных осесимметричных профилей. //Известия вузов. Машиностроение. 1985. №6. С. 122-127.

127. Лунев В.А., Григорьев А.К., Фернандес О. Поэтапный расчет напряжений и деформаций при волочении круглых профилей. //Известия вузов. Черная металлургия. 1985. № 11. С.77-81.

128. Баранов Г.Л. Анализ особенностей контактного трения при волочении круглого прутка. //Известия вузов. Черная металлургия. 1983. № 4. С. 42-47.

129. Грабарник Л.М., Нагайцев А.А., Лейкин Д.М. Решение температурно-деформационных задач при обработке давлением цветных металлов. //Цветные металлы. 1985. № 6. С. 73-76.

130. Копыловский Х.И., Копыловская Б.Х. Определение нагрева материала в очаге деформации при волочении. //Известия вузов. Черная металлургия. 1981. № 6. С. 65-69.

131. Шевакин Ю.Ф. и др. Напряженно-деформированное состояние металла при волочении. Известия вузов. Черная металлургия, 1978, № 9.

132. Сериков С.В., Усов В.А., Максимов С.Б., Губин Л.Е. Определение скоростной зависимости усилия волочения. //Известия вузов. Черная металлургия. 1983. № 1. С. 86-89.

133. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М. Металлургия, 1973.

134. Теория пластических деформаций металлов. М.: Машиностроение, 1983. - 598 с.

135. Федотов В.П. Вариационный принцип виртуальных напряжений и перемещений. //Депонировано в ВИНИТИ, №1263-80, 1980. 21 с.

136. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М. Металлургия, 1983. - 352 с.

137. Картак Б.Р. Исследование контактных напряжений при волочении сплошных круглых профилей. / Автореф. канд. дисс., УПИ. Свердловск, 1968.

138. Тарновский В.И., Коцарь С.Л. К формулировке метода интегральных уравнений мощности для расчета усилий в процессах обработки металлов давлением. В сб. «Теория и технология прокатки», УПИ. - Свердловск, 1967. -С.8-14.

139. Уральский В.И. Исследование кинематики высокопроизводительного скоростного волочения труб. / Автореф. канд. дисс. УПИ. Свердловск, 1964.

140. Генки Г. Теория пластичности. М.: ИЛ, 1948.

141. Томленов А.Д. Механика процессов обработки металлов давлением. -М.:Машгиз, 1963.

142. Друянов Б.А., Непершин Р.И. Теория технологической пластичности. М.: Машиностроение, 1990. - 272 с.

143. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: Гостехтеориздат, 1956.

144. Прагер В., Ходж Ф.Г. Теория идеально пластических тел. М.: ИЛ, 1956.

145. Бровман М.Я., Додин Ю.С. Расчет усилий при прессовании. //Кузнечно-штамповочное производство. 1969. № 11. С. 5-8.

146. Копыловский Х.И. Исследование методом линий скольжения напряженного состояния материала в очаге деформации при волочении круглых моно- и биметаллических прутков. /Автореф. канд. дисс. -Магнитогорск, 1968.

147. Аркулис Г.Э. Копыловский Х.И. //Известия вузов. Черная металлургия. 1969. № 3. С. 90 94.

148. Ренне И.П., Смарагдов И.А. Согласованные поля напряжений и скоростей при плоском пластическом течении через выпуклую умеренно шероховатую матрицу. В сб. «Технология машиностроения». - Тула. 1972. вып. 22. С. 18-24.

149. Аркулис Г.Э., Копыловский Х.И., Квактун В.Б. Определение напряжений в очаге деформации при волочении. //Сталь. № 10. 1973. С.957-959.

150. Копыловский Х.Ч., Квактун В.Б., Фильчагина Э.И. Напряженное состояние в очаге деформации при волочении. В сб. «Вопросы механики деформируемых сред». - Иркутск. 1973. С.106-110.

151. Pawelski 0.,Armstroff 0.//Archiv fur Eisenhuttenweswen.l967.38.№7.527-533.

152. Гуров С.П., Коковихин Ю.И., Артамонов Ю.С., Зюлин В.Д. О распределении нормальных контактных напряжений при волочении. В сб. научных трудов МГМИ, вып. 95. - Магнитогорск, 1972.

153. Джонсон У., Кудо X. Механика процесса выдавливания металла. М.: Металлургия, 1965. - 174 с.

154. Авитцур, Фуэйо, Томпсон. Исследование пластического течения между наклонными плоскостями при плоской деформации. //Конструирование и технология машиностроения. 1967. № 2. С. 192.

155. Авитцур Б. Характеристики течения через конические суживающиеся матрицы. // Конструирование и технология машиностроения. 1966, №4. С. 80.

156. Бэкофен В. Процессы деформации. М.: Металлургия, 1977. - 288 с.

157. Степаненко В.И. Исследование усилий и деформаций в процессах прессования, волочения и закрытой прошивки. /Автореф. канд. дисс. -Свердловск, 1969.

158. Малинин Н.Н. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение, 1986.-216 с.

159. Поздеев А.А., Трусов П.В., Няшин Ю.И. Большие упруго-пластические деформации: теория, алгоритмы, приложения. М.: Наука, 1986. - 232 с.

160. Гун Г.С. Квазилинейный подход к исследованию установившегося течения металла в некоторых процессах ОМД. //Известия вузов. Черная металлургия. 1984. №4.

161. Поздеев А.А., Няшин Ю.И., Трусов П.В. Остаточные напряжения: теория и приложения. М.: Наука, 1982. - 112 с.

162. Бричко Г. А., Бояршинов М.И., Белалов Х.М. Усилие волочения биметаллической проволоки. //Известия вузов. Черная металлургия. 1967. №2. С.120.

163. Ейльман JI.C., Маковский В.А. //Цветная металлургия. 1966. №4. С.41.

164. Перлин И.Л., Ерманок М.З. //Известия вузов. Цветная металлургия. №2. 1971. С.141.

165. Паршин B.C., Соколовский В.И., Степанов Ю.Н. Усилия и деформации при волочении прутков с прочностной неоднородностью. //Технология легких сплавов. №1, 1977. С. 19.

166. Колмогоров В.Л., Щеголев Г.А., Федотов В.П. Математическая модель процесса волочения биметаллической проволоки. // Известия вузов. Черная металлургия. Сообщение 1. 1984, №6. С.46-49. Сообщение 2. 1984, №8. С.67-70.

167. Сегал М.В. Технологические задачи теории пластичности. Минск, Наука и техника, 1977. - 256 с.

168. Ейльман Л.С. Характер деформации металлов при волочении биметаллических прутков круглого сечения. //Цветные металлы.№2. 1966. С.71-74.

169. Справочник по триботехнике. /Под ред. М. Хебды и А.В. Чичинадзе. Т.1. -М.: Машиностроение. 1989.

170. Ишлинский А.Ю., Крагельский И.В. Проблемы изнашивания твердых тел в аспекте механики. // Трение и износ. 1986. № 4. С.6.

171. Развитие теории трения и изнашивания. Труды совещания по вопросам трения и изнашивания: Изд-во АН СССР, 1957.

172. Трение, изнашивание, смазка. /Справочник в 2-х томах под ред. Крагельского И.В. и Алисина В.В. М: Машиностроение, 1978.

173. Матвеев Ю.Н., Андреев В.Г. Исследование холодной деформации труб. -Челябинское книжное издательство, 1968.

174. Королев Н.А., Гуров С.П. Метод кольцевых аномалий. В кн.: Теория и практика производства метизов. - Магнитогорск, 1974.

175. Циглер Г. Экстремальные принципы термодинамики необратимых процессов и механика сплошной среды. М.: Наука, 1966. - 135 с.

176. Григорьев А.К., Колбасников И.Г., Фомин С.Г. Структурообразование при пластической деформации металлов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1992. - 244 с.

177. Колбасников Н.Г. Теория обработки металлов давлением. Сопротивление деформации и пластичность. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. - 314 с.

178. Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л., Коновалов Г.Н. Определение энергии остаточных напряжений при получении изделий холодным волочением // Материалы XXXI науч.-техн. конф. ИжГТУ. Ижевск, ИжГТУ: 1998. - С274-276.

179. Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л., Курапова Н.А. Энергия остаточных напряжений при пластическом деформировании волочением // Материалы XII Зимняя школа по механике сплошных сред.- Пермь, ИМСС УрО РАН: 1999.-С.185.

180. Трофимов В.Н. , Колмогоров Г.Л., Курапова Н.А. Определение энергии остаточных напряжений при получении изделий холодным волочением // Известия вузов. Черная металлургия, №7, 1999: С.30-33.

181. Трофимов В.Н. О величине скрытой энергии при холодной пластической деформации // Вестник ПГТУ. Динамика и прочность машин. Пермь, №1, 2000:-С. 105-114.

182. Трофимов В.Н. Энергетический критерий разрушения при холодной пластической деформации // Сб. трудов VI Международной конференции «Комплексное обеспечение качества транспортных и технологических машин» -Пенза, 2000:-С. 189-190.

183. Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л. О величине остаточных напряжений при холодном волочении // Известия вузов. Черная металлургия., №1, 2001: С. 2124.

184. Трофимов В.Н. Определение остаточных макронапряжений после холодной пластической деформации / Материалы VIII Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике -Пермь, 2001:- С.564.

185. Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л., Филиппов В.Б. Использование механических характеристик прочности для сравнительной оценки технологических свойств // Сб. трудов науч.-техн. конф. поев. 50-ти летию ИжГТУ Ижевск, ИжГТУ, 2002: - С.317-327.

186. Трофимов В.Н. О возможности использования механических характеристик прочности материала для оценки разрушения. //Известия вузов. Черная металлургия. №5. 2002. С. 24-28.

187. Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л., Филиппов В.Б. Использование механических характеристик прочности для сравнительной оценки технологических свойств металлов // Вестник ПГТУ. Динамика и прочность машин Пермь, №4, 2003: - С.21-27.

188. Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2005. Электрон, оптич. диск. Статья №П7-ДЮ9.

189. Мак Лин Д. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1965. -432 с.

190. Красовский А.Я., Красико В.Н. Трещиностойкость сталей магистральных трубопроводов. Киев.: Наукова думка, 1990. - 176 с.

191. Машиностроение / Энциклопедия. М.: Машиностроение. Т.1-3. В 2-х кн. Кн.1, 1994. -534 с.

192. Ривкин Е.Ю., Родченков Б.С., Филатов В.М. Прочность сплавов циркония. М.: Атомиздат, 1974. - 168 с.

193. Металлургия циркония. М.: Изд-во иностранной литературы. - 420 с.

194. Цвилюк И.С., Пыльников В.И., Авраменко Д.С., Коровайцев А.В. Влияние химико-термической обработки на закономерности деформирования и разрушения сплавов на основе ниобия //Проблемы прочности. №9.1984.С.49-53.

195. Александров С.И., Горынин И.В., Ярошевич В.Д. Радиационное упрочнение металлов с решеткой ОЦК //Проблемы прочности.№3.1984.С.50-57.

196. Справочник. Инженерный журнал. №8-12. 1998.

197. Малинецкий Г.Г. Хаос. Структуры. Вычислительный эксперимент: Введение в нелинейную динамику. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 256 с.

198. Челышев Н.А., Люц В.Я., Червов Г.А. Показатель напряженного состояния и параметр Надаи-Лоде. //Известия вузов. Черная металлургия. № 4. 1983. С.50-53.

199. Колмогоров Г.Л., Филиппов В.Б., Кузнецова Е.В., Трофимов В.Н. Степень деформации при волочении композитной заготовки. //Цветная металлургия. Известия вузов. №5. 2004. С.39-42.

200. Колмогоров Г.Д., Трофимов В.Н., Филиппов В.Б. Основы технологии производства сверхпроводниковых материалов волочением. //Тезисы межвуз. междунар. сб. научн. трудов «Обработка сплошных и слоистых материалов». -Магнитогорск, 2004. С. 13-18.

201. Колмогоров Г. Л., Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Износостойкость алмазного волочильного инструмента при волочении медно-никелированной проволоки. //Трение и износ. 1989. Т. 10. №4. С.599-603.

202. Трофимов В.Н. Ресурс пластичности при производстве калиброванных изделий для энергетического машиностроения. // Материалы науч.- техн. конф. «Современные технологии в машиностроении и автомобилестроении». -Ижевск, ИжГТУ, 2005.

203. Трофимов В.Н., Филиппов В.Б. Определение долевых напряжений при волочении биметаллической заготовки. // Материалы Междунар. форума «Информационные технологии в инновационных проектах». Ижевск, 2004. -С.93-94.

204. Трофимов В.Н., Филиппов В.Б. Проектирование маршрута волочения структурно-неоднородных заготовок для сверхпроводников. // Тезисы XIV Зимней школы по механике сплошных сред. Пермь, ИМСС УрО РАН, 2005. -С.292.

205. Трофимов В.Н. Определение долевых напряжений при волочении биметаллической заготовки. // Черная металлургия. Известия вузов. №5. 2006.- С.23-26.

206. Пономарев К.К. Специальный курс высшей математики. М.: Высшая школа, 1974. - 367 с.

207. Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Индуктивный датчик для замера усилия при испытании материалов. //Межвуз. сб. «Прочностные и динамические характеристики машин и конструкций». Пермь: ППИ, 1986. - С.31.

208. Залазинский А.Г. Математическое моделирование процессов обработки давлением структурно-неоднородных материалов. Свердловск: УрО АН СССР, 1990.-90 с.

209. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации. М.: Машиностроение, 1980. 157 с.

210. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин А.Н. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

211. Мельникова Т.Е., Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Вопросы прочности твердосплавного волочильного инструмента. // Материалы науч.-техн. конф. «Современные вопросы динамики и прочности машин. Пермь: 1986. - С12.

212. Мельникова Т.Е., Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Вопросы прочности твердосплавного волочильного инструмента. // Межвуз. сб. «Прочностные и динамические характеристики машин и конструкций». Пермь: ППИ, 1988. -С.48-49.

213. Мельникова Т.Е., Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Напряженно-деформированное состояние алмазного волочильного инструмента. //

214. Материалы иауч.-техн. конф. «Современные вопросы динамики и прочности машин. Пермь: 1986. - С12.

215. Мельникова Т.Е., Трофимов В.Н. Влияние высокого давления на напряженное состояние алмазных волок. // Материалы V Всесоюзн. Конф. «Получение и обработка материалов высоким давлением». Минск: 1987. -С.89.

216. Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Теплофизика волочения биметаллической заготовки. // Материалы VII Всесоюзн. конференции «Теплофизика обработки металлов давлением». Тольятти: 1988. - С.67.

217. Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Износостойкость алмазного волочильного инструмента при волочении медноникелевой проволоки. // Трение и износ, №4, 1989. С.599-604.

218. Трофимов В.Н. Филиппов В.Б. Температурный режим при волочении проволоки из циркония. // Сб. трудов регион, науч.-практ. конф. «Научно-технические и социально-экономические проблемы регионального развития». -Глазов: 2002. С.59-64.

219. Трофимов В.Н., Филиппов В.Б. температурный режим при волочении осесимметричных изделий из сплавов на основе циркония. // Вестник ПГТУ «Динамика и прочность машин». Пермь, №4, 2003. - С. 105-114.

220. Алмаз: Справочник. Киев: Наукова думка,1981. - 78 с.

221. Физические свойства алмаза. Киев: Наукова думка, 1987. -192 с.

222. Васильев Л.А., Белых З.П. Алмазы, их свойства и применение. М.: Недра, 1983.- 101 с.

223. Убеллоде А.Р. Графит и его кристаллические соединения. М.: Мир,1965. -256 с.

224. Алмаз. //БСЭ. Т.26. С.449.

225. Найдич Ю.В., Колесниченко Г.А. Взаимодействие металлических расплавов с поверхностью алмаза и графита. Киев: Наукова думка, 1967. - 107 с.

226. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. Киев: Наукова думка, 1972. - 195 с.

227. Найдич Ю.В. О прочности сцепления карбидных фаз с поверхностью алмаза. // Сверхтвердые материалы. 1980. №2.

228. Семенов А.П. и др. Трение и контактное взаимодействие графита и алмаза с металлами и сплавами. М.: Наука, 1974. - 109 с.

229. Чичинадзе А.В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении. -М.: Наука, 1967.-231 с.

230. Корслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.:Наука,1964.- 438с.

231. Powell D.G., Earles S.W.T. Surfaces Temperaturen High Spieed Sliding of Unlibricated SAE 113 Steel. Trans. ASLE, 1972, vol.15, №2, p.103-113.

232. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975. - 399 с.

233. Кащеев В.Н. Абразивное разрушение твердых тел. М.:Наука, 1970.-247 с.

234. Крагельский В.И. Трение и износ. М.: Машгиз, 1962. - 384 с.

235. Крагельский В.И., Виноградова И.Э. Коэффициенты трения. М.: Машиностроение, 1955. - 186 с.

236. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов. М.: Издательство АН СССР, 1960. - 351 с.

237. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. М.Машиностроение, 1978.-463 с.

238. Малинина Т.С. Математическое моделирование течения смазок усложненной реологии при тонком волочении. /Дисс. канд.техн. наук. Пермь: ПГТУ, 1999. - 140 с.

239. А.с. № 1475753 СССР, МКИ4 В21СЗ/14. Способ волочения металла/ Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Конников Г.Г.

240. А.с. № 1447464 СССР, МКИ4 В21СЗ/14. Способ волочения металлов в режиме гидродинамического трения /Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Конников Г.Г.

241. А.с. № 1565559 СССР, МКИ4 В21СЗ/14. Инструмент для волочения в режиме гидродинамического трения тонкой проволоки. /Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л., Мельникова Т.Е., Конников Г.Г.

242. Yosimi Nakamura, Heijiro Kawakami, Tomiharu Matsushita, Hiroharu Sawada. An evaluation of lubricaction in wiredrawing. Wire Jornal, June, 1980, p. 54-58.

243. Колмогоров Г.Л., Трофимов B.H., Конников Г.Г. Пластогидродинамический эффект антифрикционного покрытия при волочении. // Известия вузов. Черная металлургия. №12, 1986. С.62-64.

244. Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Формирование смазочного слоя для волочения при наличии подсмазочного покрытия. II Известия вузов. Черная металлургия. №12,1985. С.57-59.

245. Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Конников Г.Г. Совершенствование технологии волочения тонкой медной проволоки с никелевой оболочкой. // Материалы республ. семинара «Технология и оборудование технологического производства». Алма-Ата: 1989.

246. Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Онискив Л.М. Повышение стойкости алмазного волочильного инструмента при волочении медной никелированной275проволоки. // Отчет о НИР (№ госрегистрации 01860076383): Пермь, ППИ, 1987.-53 с.

247. Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л., Конников Г.Г. Совершенствование технологии волочения тонких проволок. // Материалы науч.-техн. конф. «Эффективные технологические смазки, улучшающие качество изделий при волочении». Киев: 1990. - С.5.

248. Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л., Сапрыкина И.С., Баглай А.Н., Симонова Е.И. Совершенствование технологии волочения медной никелированной проволоки. // Цветные металлы, №1, 1991. С.51-52.

249. Трофимов В.Н., Колмогоров Г.Л., Конников Г.Г. Инструмент для волочения проволоки / Положительное решение о выдаче авторского свидетельства от 20.12.89 по заявке №4692668 от 16.05.89.