автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Исследование поведения дефектов поверхности при волочении с целью улучшения качества проволоки

% Е> на: 3 У.

ШШОГОРСКИЙ ГОШО-ЖЕАМУРГШЕСШЙ ИШТИГУТ ки. Г.И.НОССВА

На правах рукошкш

ШТУЗОВ СЕРГЕЙ АНАТОЛЬШИ

УЖ 621.778.1.019+621.778.1.09 (043.3)

ИССЛЕДОВАНИЕ ПШВДГНШ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ В0КНЕШ5И С ЦЕЛЬЮ УЛУШЕЕЩ КАЧВИВА ПРОВОЛОКИ

05.16.05 - Обработка металлов давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диооертации на оовоканив ученой степени иавдидата технически! наук

Магнитогорск 1990

Работа выполнена в Магнитогорском горно-металлургическом институте ли. Г.И.Носова.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Никифоров Б.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Богатоь А.А.

кандидат технических наук Киреев Е.М.

Ведущее предприятие: Всесоюзный научно-исследовательский пнотитут ыетизной промышленности

Защита соотоитоя "29" ноября 1990 г. в 1500 чаоов на заседанн специализированного совета к 063.04.01 в Магнитогорском горно-иетадлургпчеокоы институте им. Г.И.Носова ,

455000 Магнитогорск, пр.Ленина, 38.

С диссертацией можно познакоштьоя в би&шотеко Магнитогорского горно-иетадлургического института.

Автореферат ра8оолан октх'ь^я 1990 г.

Ученый оекретарь П

специализированного ооьета В.Н.Селиванов

J 3 -

; 'ЩМЯ ХАРАШКЕТШ РАБОТЫ

сортам,™)

АКТУАЛШОСТЬ РАШШ. Государственные стандарта предуслатры-ваат изготовление проволок! ш прутков без дефектов поверхности (ЛЩ), глубина которшс превышает величкпу, предусмотрекнуп соответствующей нормативно-технической документацией. Поскольку требования к 1сачеству продукции, особенно для микропроволоки, где разыерц дефектов соизмеримы о разглзрош вкляташй в металле, постоянно ужесточаются исследования, направленные на изучение поведения дефектов поверхности котзллэ и совершенствование технологии производства проволоки о целью снижения ее дефектности являются веоыла актуальны» ли

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Экономия металла, снижение трудозатрат, улучшение потребительских свойств проволоки за счет повшеши качества ее поверхности. Задачей работы является изучение олязей кедду величинами технологически* факторов процессов обработки металлов давлением и поведением дефектов поверхности типа риска и аналогичных ей по форме вытянутых ьпадго; при пластическом деформировании.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Исоледовано ялгапше уровня технологических факторов процесса волочения на образование дефекта риока па поверхности проволоки. Установлено, что основными факторам,кг-энвавдиыз образование риски,является размеры шкроперовностей и дефектов рабочей поверхности капала волоки, величина перекоса проволоки от оои волочения па выходе из канала волоки, количество примесей в волочильной смазке. Прочие фактор», такие как угол рабочего конуоа волоки, частпие облагая, скорость волочения и другие, оказывают незначительное влияние на качество поверхности проволоки.

На основе теории деформации разработаны гатемзтетвскке ¡го-до »и процессов осадки прямоугольной цолооы я волоченая прлаолони

'нмэодпх но поверхности дефект в виде впадины треугольного сечения. Анализ результатов расчетов и экспериментов позволил устан вить, что возможны два варианта изменения формы поперечного сеч иия рисок: виглаглзашю - поднятие дна дефекта до уровня поверх ности негалла, и закрытие - сшкание берегов впздшш и преобраз ванне ее в трещину. Различное поведение дефектов поверхности в наибольшей степени зависит от их исходной формы, характеризуемо углом раскрытия. Варьирование величин факторов процессов обрабо кя давлением незначительно сказывается на формоизменении впадин Установлено, что во многих случаях риоки преобразуются в поверх ностные трещины.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработаны рекомендации по усовершенствовании технологии волочения для обеспечения производства проволоки о заданным качеством поверхности. Разработана техполо тая и опытная установка для улучшения качества поверхности дефектной проволоки путем полировки. Математические модели, позво ляадио определить основные параметры волочения при усовершенствовании технологии производства проволоки, рекомендованы для применения в учебном процесое в лекционных курсах теории пласти чности и в технологии процессов метизного производства.

РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОШШШНОСТИ. Разработанные рекомендации по улучшению качества поверхности проволоки при волочении внедрены на БЖ при производстве проволоки из прецизионного сплава 52Н-ВИ. В настоящее время технология полировки внедряется в НПО "Позитрон" г.Ленинграда при изготовлении проволоки из ниобия.

АПРОБАЦИЯ РАБОШ. Материалы работы докладывались на всесоюзных научно-технических конференциях в г.Абакане 1988 г.,Алыа-Ате 1983 г., на ежегодных научно-технических конференциях по нтогаи научно-иоследовательсктс работ в ЫГМИ г.Магнитогорск 1986-1990 г.г.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 3 статьи, 2 тезисов.

ОБЬНЛ РАБОШ. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста, включает введение, пять глав, закличете по диссертации, 60 иллюстраций, 5 таблиц, бкблиографпесгай список из 164 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

ФОРМИРОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА

ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ

Качество поверхности, характеризуемое размерами элементов шероховатости л дефектов, оказывает существенное влияние на свойства проволоки. Предпринята попытка классификации и определения размеров пороков поверхности проволоки с целью определения наиболее опасных видов дефектов. По внешнему виду все дефекты разделены на две группы. Первая - объемные дефекты (впадины: риска, раковины и др.). Вторая - плоские дефекты (кееплошности: закаты, трещины и т.д.). Для проволоки из прецизионного сплава 52Н-ВИ диаметром 0,5-1,0 мм доля брака, приходящаяся на дефект "риска" от общего количества брака составляет 55-75 процентов. Поэтому в качестве основного ДП, подлояацего изучении, набрав дефект "риска".

При волочении проволоки условия на поверхности контакта постоянно изменяются. Образование рисок, раковин, трещин износа и последующее ухудшение качества рабочей поверхности канала волоки, загрязение твердыми примесями технологической смазки приводит к увеличению сил трения. Это являетоя основной причиной образования риоок на поверхности проволоки. Проверку этой гшшт« • проводили путем визуального наблюдения через прозряншЗ дефор?

рующий инструмент поведения металла на контакте в очаге деформации.

Несимметричность условий волочения, обусловленная перекосом волок от оси волочения также может служить причиной образования рисок.

Рассмотрены различные метода контроля ДП металла. Так как объемные дефекты поверхности проволоки можно отнести к элементам шероховатости, то для их контроля пригодна методика и приборы, предназначенные для изучения микропрофиля, например; профилогра-фы-профилометры.

В процессе обработки давлением происходит изменение размеров дефектов поверхности металла. ,

Анализ результатов работ Зшгьберга Ю.В.,Ершова В.Н., Дуплия Г.Д. и других последователей показывает, что процесо <ИШ зависит от величин многих факторов: размеров очага деформации, размеров сечения дефекта, режимов и особенностей вида обработки металла давлением. Путем изменения величин режимов обработки можно управлять поведением дефектов на поверхности готового металла. В большинстве случаев объемные дефекты преобразуются в плоские дефекты - трещины, закаты. Заметим, что в технической литературе мало данных по ФДП при волочении проволоки. Цциного мнения относительно оптимальных величин обжатий и углов волок, возводящих получать проволоку о минимальным по глубине дефектным поверхностным олоем нет. В связи о этим необходимо изучить влияние факторов волочения на <ЭДП.

Экспериментальное обобщающее изучение изменения формы дефектов осуществить чрезвычайно сложно. Это обусловлено значительным количеотвом одновременно влияющих факторов. Поэтому необходимо математическое моделирование процесоов обработки давлением заготовки, имеющей на поверхности дефекты. Из всего много-

'образия аналитических методов определения деформированного состояния очага деформации (ОД) при ОЭД для моделирования формоизмене^ нкя дефектов решено использовать вариационный метод решения. Указанный ыетод позволяет определять напряненно-деформпрованное состояние (НДС) очага деформации в объеглой постановке, учитывать многие факторы процесса О'.Я.

В случаях, когда путем корректировки режимов деформирования металла не удается получить требуемый уровень показателе!! качества поверхности, необходима дополнительная финишная обработка продукции. Поэтому в работе рассмотрены различные виды чистовых операций. В частности, прккегст^-т-.'го к тонкоЗ проволоке из сплава 52Ы-ВИ решено последовать поверхностно-пластическое деформирование (калибрование л обкатку париками), электрохимическую и механическую полировку.

Задачей настоящего исследования является совершенствование технологии изготовления проволоки о целью улучшения качества поверхности продукции. Для решения данной задачи необходимо:

1. Исследовать влияниа технологических факторов на образованна рисок при волочении проволоки.

2. Исследовать процеос формоизменения рисок при пластической обработке металла о понощл экспериментального и теоретического моделирования. На оонове полученных данных усовершенствовать технологию волочения, определив диапазон изменения величин технологических факторов волочения, позволянща производить проволоку о высоким качеством поверхности.

3. Определить эффективный опособ улучшения качества поверхности проволоки путем поверхноотного шшстичеокого деформирования, электрохимическим и механичеокш полированием.

4. Разработать технологии и устройство для осуществления фишлщоЭ обработки проволоки готового размера.

изгодикд. прсщшш гасадшний

Дгя проведения экспериментов по изучении влияния режимов волочена на процессы образования и формоизменения рисок были изготовлены следущяе оборудование и инструмент: в--" сильный стан, позволяющий изменять скорость волочения от нуля до 70 метров в млнуту, прозрачный дефорцирувдий инструмент для волочения ленты п проволоки, твердосплавные волоки с различными углаш и перахозатостьв поверхности рабочего конуса.

Непосредственное наблюдение за образованием рисок при волочены проволоки 2 ленты; размеры, количество дефектов определяли с поютдаэ шхфоскопа при увеличении 16-300 крат. Размеры по-пгречЕого сеченая дефектов поверхности проволоки оценивали с помады? мерительной шкалы мищюскопа.

Згспершенты по улучшению качества поверхности проволоки проводам с помощью изготовленных устройств для обкатки проволоки сарзкаиг, установок электрохимической и механической нолиров-ее проволока.

На недозягаг проволоки и резиновых слепках канала волоки определяла диаметр, шероховатость поверхности и угол рабочего конуса волочадьЕого инструмента.

Измерение шероховатости поверхности проволоки проводили о шшощш профзлотрафа-щюфщюыетра модели 252. Причем для оценки размеров профиля по окружности проволоки была изготовлена насадка на щуп прибора, которая предназначена для фиксирования проволоки относительно измерительной иглы црофилометра во время изме-: ренжа параметров вероховатооти.

Наряду о одвофакторными в работе иопользовали планирование оишеряментов, ддн изучения смешанного влияния исследуемых факторов ■ уменьшения количества опытов, необходимых для составлена: регрессионной процесса. В частности, при изучении оообен—

ностей формоизменения рисок при волочении проволоки. Реализовали опыты по плану Хартли, а при разработке полировальной водорастворимой пасты пользовались полным факторным экспериментом, а такке - методом движения по градиенту о целью достижения оптимального состава полировальной композиции.

ФОРМИРОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ

ПРИ ДЕЙОРШРСВАНШ МЕТАЛЛОВ

Под формированием или поведением дефектов поверхности будем понимать непрерывность стадий образования и дальнейшего преобразования дефектов в процессе ОЩ.

Опыты по волочению проволоки л ленты через прозрачные волоки показали, что риски на металле образуются при царапании его наростом - налипшей частичкой металла на поверхности инструмента. Нарост образуется, как правило, в месте расположения дефектов пли крупных неровностей на рабочей поверхности канала волоки. Твердые примеси в технологической смазке, образувдиеся при волочении, захватываются проволокой в очаг деформации и также становятся причиной образования нароста. Перекос проволоки от оси волочения, особенно на выходе из канала волоки ухудшает условия связки на контакте в очаге деформации, способствуя образованию рисок, преимущественно в направлении перекоса. Уменьшение величины перекоса и количества примесей до нуля и шероховатости рабочей поверхности канала волоки до Rq=0,05 может позволить изготавливать проволоку без рисок. Однако различные случайные возмущагщиз воздействия, такие как отслаивание мелких чешуек металла о поверхности проволоки, ухудшение качества рабочей поверхности канала волоки, например вследствие выкрашивания отдельных зерен карбидов металлов из кобальтовой связки воледствие износа, вибрация переднего конца проволоки и др. не позволяют изготавливать проволоку без

рисок на ее поверхности.

Результаты исследований по волочении проволоки через твердосплавные волока показали, что прочие факторы: частные обжатия ( = £>-50 %), угол рабочего конуса волоки ( Ы = 5-35°), скорость волочения С <Г = 0-3,0 м/с), противонатяаение, температура и другие не оказывают заметного влияния на образование рисок при волочении проволоки.

Неизбежность наличия рисок на поверхности волоченого металла доказывает необходимость изучения процесса формоизменения этих дефектов при дальнейшем деформировании.

Проведенные исследования показали, что при осадке полос прямоугольного сечения на поверхности контакта треугольные впадины с вписанным углом уЗ от 60 до 90 градусов выглаживаются. В этом случае поднятие дна и сближение берегов дефекта происходит с одинаковой скоростью. Поэтому выглаживание риски происходит с сохранением подобия форш ее сечения. Увеличение угла у5 способствует более быотрому поднятию дна впадины по сравнении со сближением ее берегов. В этом случае подобие форш нарушается, так как угол раскрытия увеличивается. Наиболее часто энергетичеоки выгодной деформацией стенок впадины бывает их изгиб и,- затем; смыкание. При этом смыкание стенок начинается у дна дефекта и распространяется постепенно до поверхности изделия. Еоли внутрь впадины попадает омазка в виде мыльного порошка, окалины или других материалов, то тогда возможно образование полостей в подповерхностном слое металла. Впадины с углом раскрытия уЗ =120-130° являются настолько пологими, что давление внутренних олоев металла выдавли- . вает их дно до контактной поверхности. Это вызывает дробление исходного крупного дефекта на несколько мелких, которые в свою очередь выглаживаются, или, еоли угол у новых впадин мал, преобразуется в трещины.

- II -

Из результатов огштов по ФЦП кругового и треугольного сечения следует, что первые - круговые дефекты менее склошш к преобразования в трещины. Поэтому при волочении моделировали только дефекты с треугольным сечением. При волочении такие дефекты могут выглаживаться и закрываться. Наиболее значите.! фактором, определяющим вариант формоизменения дефекта является угол его раскрытия: риски о углом р менее 30-120° в большинстве случаев преобразуйте.* в трещины. Причем, если угол раскрытия дефекта Jb на заготовке меньше 60°, то относительная глубина S/S0 такого дефекта уменьшается медленнее, чем относительный раддуо проволоки r/r0 . Следовательно глубина дефектного слоя 5/r увеличивается с увеличением вытязни.

Влияние прочих факторов, таких как частные обжатия, керохо-латость поверхности и угол рабочего конуса волоки, как показали данные одиофакторных и экспериментов, выполненных по плану Хартли, слабо значимо. Вместе с тем замечено, что при больших частных об-татпях ( 4 30 %) и малых углах рабочего конуса (¿ofe9°) тщательно полированных волок дефекты уменьшают глубину более интенсивно, чем при прочих условиях. Несмотря на это,полностьв выгладить всо дефекты не представляется возможным.,

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ 1ЗДДЕЛИ

00РМ0ИЗМЕНШШ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ

Разработка математической модели СДП при волочении проволоки проводилась в два этапа. На первой этапе проведали постановку и возможность решения задачи па примере осадки прямоугольной длинной полосы о риской на поверхности металла.

Задача ФШ поставлена оледулциы образом. Поверхностный олой металла толгциной, равной глубина дефекта, является зоной двустороннего течения металла. Зона ooctoi.. из двух областей, разделен-

»

1шх между coc.i нейтральной поверхностью, неподвижной в некоторый момент деформирования.

При решении задачи ФДП при осадке приняты следующие допущения:

£. Треугольный дефект симметричен относительна оси симметрии сечения всей еолосы.

2. Металл проявляет кестко-пластичесние свойства.

3. Среда обладает изотропностью л механическом смысле.

4. Деформации распределяются равномерно в каждой зс "е тела.

5. На контактной поверхности условия трения подчиняютоя закону Зибеля, в котором коэффициент трения заменяем коэффициентом пропорциональности, учитывающем размеры сечения полосы.

6. Работа, затраченная на переход металла о боковой поверхности на контакт, заменяется эквивалентной работой сил контактного трения.

7. След нейтральной поверхности в сечении образца представляет собой линию, проходящую через дно дефекта.

Исследование деформированного состояния ОД выполнено с позиций теории малых деформаций. Определение величины варьируемого параметра определили методой Ритца путем вариации функционала Лаграниа.

Деформированное состояние поверхностного дефектного слоя

описывается системой уравнений j_■

их = г (х -г гф-ы)#//(/г>-п><//г)г- а)

Здеоь £ - a S /s j. относительное изменение глубины дефекта; - координаты точки; &<f - ширина сечения полосы и дефекта соответственно; У - коэффициент пропорциональности:

f */F(t"fJ&№ (2)

- 13 -

где / - коэффициент трения; // - высота сечения полосы.

Уравнения системы (I) позволяют определять перемг :еппн лсбой точки дефектной зопы металла при талых деформациях, не превышающие 10 Еонечну» форму сечения полосы и дефекта оценивали путем суммирования перемещений точек тела на каздом этапе малых деформаций.

Согласно расчетов основными факторами, влияющими па ОдП, является угол раскрытия дефекта Р и коэффициент трения /* чем больше / и меньше уь , тем быстрее прекращается формоизменение дефекта, который преобразуется в трещину. В предельном случае, когда отстутотвует трение па контакте всо дефекты, угол /Ь которых отличен от нуля, будут выглаживаться.

Влияние прочих факторов деформирования менее значительно. Следует заметить, что увеличение отношения ширины к высоте полосы Ы11 и уменьшение дробности деформации и относительной ширины дефекта ускоряет закрытие дефекта.

Сравнение расчетных и опытных данных указывает на адекватность математической модели реальному процессу (рио.1).

Изменение угла раскрытия риски при осадке

Размеры сечения заготовки В=Н=6 мм; расчет: а,г,в -/«=0,2; б,д,э -/ = 0,6; в,е,и,- / =1,0; опыт: а

Рис.1

При волочении пришли, что сечение проволоки состоит из двух областей: внутренней - бездефектной, внешней - с дефектом. Толщина дефектного слоя равна глубине впадины. Задачу волочения проволоки заменили системой плоских задач радиальной равномерной осад-га! тонкого плоского элемента длиной / , на порядок меньшей длины очага деформации при волочении. Из перечисленных ранее во второй задаче использованы о первого по шестое допущения.

В отдагчие от осадки при волочении положение нейтральной поверхности считаем известным и из условия минимума суммы работы деформирования металла дефектного слоя и работы сил трения па поверхности проволоки в ОД на участке между двумя соседними дефектами, принимая предположение о равномерности механических свойств металла и условий на контакте, следует, что нейтральная поверхность расположена на равном расстоянии дажду соседними дефектами.

Изменение площади к размеров сечения впадины возможно только тогда, когда относительные изменения глубины дефектного слоя

= и внутренней области сечения проволока

не равны по величине. Введем варьируемый коэффициент неравномерности деформации сечения А , например, следующим образом:

С учетом (3) получаем две системы уравнений, описыващшс деформированное состояние сечения проволоки о дефектом. Для внутренней обдаоти имеем:

£¿«/>6?,

N

где

- О.

(4)

Для области о дефектом:

и? , ег ((н & -у?;/ ? - - А );

- 15 -= ¿4 -- г hê7Z ; ¿/$*-e7 (f -c(x )(& i-<*)(*- • (5>

Здесь V - координата точки, /?, С - радиус проволоки и бездефектной зоны сечения, - угол положения нейтральной поверхности.

Коэффициент неравномерности деформации определяли из условия минимума функционала работы деформации.

/= X /¡i = min. (6)

i-i

Учитывали работу внутренних сопротивлений металла ( ß,, ), работу сил трения на поверхности проволоки С У/j ), работу сил среза меяду областями ( fin ), а такае работу изгиба волокон металла ( ■fis ) на входе л выходе очага деформации.

Минимизацию функционала (6) и все дальнейшие вычисления проводились на электронно-вычислительной машине EC-I06I,

Увеличение величины коэффициента трения л частных обжатий замедляет изменение угла раскрытия впадины уЗ . Поэтому в конце своего формоизменения дефект будет тлеть меньшую глубину. Наибольшее уменьшение глубины впадины s/sa имеет меото при волочения проволоки через волоки о углом рабочего конуса ¿d равным 8-12 градусов. Данные результаты расчетов соответствуют результатам опытов (рис.2), они показывают, что математическая модель являетоя адекватной рабочему процессу и позволяет учитывать основные параметры волочения, влияющие па изменение размеров поверхностных дефектов. Расчетная модель позволила разработать предложения по корректировке режимов волочения проволоки из прецизионного сплава 52Н-ВИ и в очередной раз доказала, что путем волочения невозможно выгладить все риски на поверхности проволоки.

Формоизменение риски при волочении проволоки

Расчет: 1,4 - <Р, =18 %; 2,5 - £ =26 %-, 3,6 - Л =34 %-, 1,2,3 - / =0,1; 4,5,6 - / =0',15; 2X2 21! опытные данные

Рис.2

РАЗРАБОТКА. ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИРОВКИ ПРОВОЛОКИ

Проволоку из сплава 52Н-ВИ подвергли поверхностно-пластическому деформировании путем обкатки шариками и калиброванием на •-' сидкой смазке. Анализ качества поверхности таким образом обработанной проволоки показал, что после ШД имеющиеся риски, а такке элементы микрорельефа, деформируясь, преобразуются в систему поверхностных микротрещин. Кроме этого, при калибровании образуются новые риски, а также раковины и вырывы, после обкатки на поверхности проволоки остаются винтовые оледы от деформирующего инструмента.

Элекгрохимичеокая полировка (ЭХП) позволяет получить поверхность проволоки требуемого качества, но для этого необходим 3-6-кратний оъеи металла. Это экологаческп и экономически нецелесообразно. Кроыо этого проволока, подвергнутая ЭХП, хуже поддается гальваничаокому плакировашш металлами.

После механичеокой сполировки слоя металла глубиной,равной глубина дефектов, проволока полностью удовлетворяет требованиям

соответствующей нормативно-технической документация. Поэтому из опробованных финишных операций з качестве предпочтительной выбрана механическая полировка.

Опробованы схемы обработки проволоки периферией и боковой поверхностью полировального круга. В качестве основной принята схема, когда проволока обрабатывается в канавке, прорезанной на периферии полировальника. В этом случае площадь контакта инструмента и обрабатываемой детали наибольшая, следовательно - наибольшая производтельность процесса.

Результаты опытов по полировке проволоки показали, что зер^< нистость абразива не должна превышать 3-5 ккм, иначе на обработанной поверхности остаются риски полировки, ухудшающие качество продукции.

В качестве материала полировальника были выбраны войлок п текстолит. Эти материалы при собственном малом износе обладают высокой полирующей способностью. Первый материал является традиционным для изготовления полировальников, второй - имеет наибольшую стойкость к истиранию при работе.

Неабразивная часть полировальной паоты при обработке активно влияет иа процесс обработки. После испытаний различных паст определен состав кидкотекучей составляющей, позволяющий при минимальном износе полировальника получить наиболыцую полируыцую способность. Однако существенным недостатком выбранной пасты является ее сложность удаления ее с поверхности проволоки. Поэтому были проведены опыты в соответствии о факторным экспериментом по разработке водорастворимой полировальной пасты. Затем методом движения по градиенту определен оптимальный оостг- этой паоты для данного набора компонентов (в весовых процентах): 00-10 Споверх-ноотно-активное вещеотво) —12/5, 16-ти процентный раствор натриевого мыла - 22 %, олеиновая кислота - 4 %, окиоь алюминия -

- 50 35.

После полировки шероховатость поверхности, измеренная по окружности проволоки, составляет 0,04-0,07 мкм, вдоль проволоки 0,03-0,065 мхи. На поверхности проволоки отсутствует микрорельеф в виде регулярных впадин и выступов, а такее риски, иелкпо задиры и раковшш.

Для выполнения финишной операции (полировки) проволоки сконструирована и изготовлена установка, на юторой производилась полировка поверхности проволоки промышленных партий. В качестве за? готовки попользовали забракованную из-за наличия рисок проволоку. Потребитель, ц/я Р-6152, ввдал положительное заключение о качестве опыхно^-промшдлонных партий полированной заготовки. Результаты испытания изделий из проволоки этих партий показали,- что выход годных деталей увеличивается на пять процентов по сравнении со средне-отатистичеоким выходом годного.

ашотиж:

1. Проведена классификация дефектов поверхности проволоки, получаемой волочением через монолитныо и роликовые волоки. Определены наиболее часто встречающиеся виды дефектов и интервалы изменения их размеров. Такими дефектами являются рноки.

2. Количество и размеры рисок при волочении проволоки зависят от уровня оладуодих факторов: количества и размеров дефектов и шероховатости рабочей поверхности канала волоки, величины перекоса проволоки от оои волочения на выходе из дефоршрувдего инструмента , количества и размеров твердых частиц в технологической смазке. Количество дефектов слабо зависит от таких факторов, как частные обжатия, углы рабочего конуса волоки, окорооть волочения к Др.

3. Заооренпе волочильной сказки твердыми пршеояш, ухудше-

ние качеотва поверхности канала волок, возможность перекоса проволоки, например, из-за вибрации ее переднего конца не позволяет изготавливать проволоку без поверхностного дефекта "риска".

4. Изменение формы поперечного сечения впадин па поверхности металла з процессе обработки давлением зависит от исходной величины угла раскрытия дефекта, условий на контакте и вида технологического процесса. Впадины с углом раскрытия менее 90-120° преобразуются при волочении в трещины на поверхности металла.Для того, чтобы размеры дефектов па поверхности проволоки были минимальными, необходимо назначать больше частные обжатия и иметь малые углы рабочего конуса тщательно полированных волок, установи ленных без перекоса в волокодержателе. Необходима система технологических и организационных мероприятий для поддержания чистоты смазки.

5. Разработаны математические модели процессов осадки длинной прямоугольной полосы и волочения круглой проволоки о дефектами на поверхности заготовки. [Додели выполнены на основе теории деформаций и позволяют учитывать влияние условий на контакте,геометрических параметров дефекта и очага деформации на процесс формоизменения дефектов поверхности. Анализ результатов численного исследования математичеоких моделей потазал их адекватнооть опытным данным. Результаты расчетов позволяют кооректпровать режимы технологических процесоов обработки металлов давлением о целью улучшения качества поверхности продукции.

6.Использование рекомендаций, полученных в результате расчетов, позволяет уменьшать глубину дефектного поверхностного слоя на 10-15 %. Несмотря на это, доказано, что путем варьирования уровнем технологических факторов волочешн невозможно получить проволоку без поверхноотного дефекта типа "риока". Поэтому проволоку, к качеству поверхности которой предъявляй? жеоткие требования,

после волоченая необходимо подвергать дополнительно финитной обработке.

7. Опробован ряд технологических финишных операций с целью улучшения качества поверхности проволоки. Поверхноотно-пластиче-с!сая обработка (обкатка шариками и калибрование на жидкой смазке) снижает размеры исходной шероховатости поверхности металла. Однако на металле образуются микротрещины, раковины и дополнительные оледы, оотавляеше обрабатывающим инструментом, такие как риски

и винтовые канавки. Электрохимическая полировка улучшает качество поверхности проволоки до необходимого уровня, однако для этого требуется удаление слоя металла в несколько раз превышающего глубину дефектов. Поэтому в качестве наиболее аффективной финишной обработки для улучшения качеотва поверхности проволоки приняла механичеокая полировка.

8. Определены технические требования к установке полировки проволоки. Разработана и изготовлена опытная установка для полировки проволоки из сплава 52П-БИ. Результаты испытаний герко-нов, изготовленных потребителем (п/я Р-6152, г.Рязань) из опытно-промышленных партий проволоки показали, что выход годной продукции увеличнватеся на пять процентов.

9. Результаты диссертационной работы прошли промышленное опробование на Белорецком металлургическом комбинате. В настоящее время проводится опробование финишной обработки проволоки из ниобия в НПО "Позитрон" г.Ленинграда.

Основное содержание диооертащш опубликовано в следуыцих работах:

I. Никифоров Б.А.,Королев Н.А.,Кургузов С.А. Формоизменение элементов поверхности при осадке//Теория и практика производства ыагиэов;Меш1уз.об. Шгиитогорок{МШ1111Э88.СЛЗЗ-137.

2. Шоргэлзкецегста рисок при волочогаш проволо^Б.А.Никифоров ,II.А.Королев,В.А.Кулера,G.Л.фргузоа//Сталь.IS88.В 3.С.67-69.

3. Никифоров Б.Л. .Королев H.A. ,1?ургузов O.A. Моделирование формоизменения рисок при осадко. Шгнптогорск,IS38.15 о. Деп. в шГ-тз Чертлотшформацпп 22.08.88 И 4723-ЧШ8.

4. Улучшение качества поверхности проволоки/Б.А.Ншспфоров, Н.Л.Королев,С.А.Кургузов,Н.А.1Слековпина//Прогнозировашто и управление качество?.} металлоизделий, получаемых обработкой давлением: Тез.докл.Абакан,1988.С.135~13е.

5. Волноз С.С.,1Соролев Н.А.,Кургузов O.A. Мэдэлированив фор-»' моиЕменения поверхностно: дефектов при волочении проволоки//Тех-нологпя п оборудование волочильного производства:Тез.докл.Ал!.гэ~Лта. IS89.C.38.

е. А.о. 1501075 СССР, ШИ В 24 В 39/04. Устройство дзот упро-чяензя поверхности цалнндричеокпх деталеЗ/С.А.ЗэйдосДЛ.Другшпи-на^.А.Дургузов^Н.Г.Прозорова (СССР) 4с.:ил.