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

1 о о ь

■ШШГГОГОГСЮЙ Гогао-ЖГАЛОТШЕСКШ ИНСТИТУТ мл. Г. И. НОСОВА

ЮОВДаВАНИВ шшвт ДЮЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ В010ЧШМ О ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОВОЛОКИ

05.16.05Обработка металлов давлением

АВТОРЕФЕРАТ дасоергазцш на ооиокание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ктузав Сергей аншльевщ

37® 621.778.1.019+621.778Л.09 (043.3)

Магнитогорск

1991

Ра бога выполнена в Магнитогорском горио-ыеталлургичеокои институте им.Г.И.Носова.

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

Официальные оппоненты: доктор технически наук, профессор Богатой A.A.

кандидат технических наук Киреев Е.М.

Ведущее предприятие: Махштогорокий калибровочный завод

Запита состоится "27я июня 1991 г. в I500 часов на заседании специализированного совета К 063.04.01 в Магнитогорской горно-металлургическом институте иы. ГЛ.Носова,

455000 Магнитогорск, пр.Ленина, 38

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Магнитогорского горно-металлургического института.

Автореферат разослан "¿4." 1991 г.

Учений секретарь специализированного оовета Селиванов

/

ОБЩАЯ ХАРШЕРШТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛШОСТЬ РАБОТЫ. Одним из основных факторов, определяющих потери металла при волочении проволоки, особенно проволоки, к качеству которой предъявляют высокие требования:, является наличие дефектов на поверхности металла. Поскольку требования к качеству продукции постоянно повышаются, особенно к проволоке, применяемой в электротехнической промышленности,исследования, направленные на изучение поведения дефектов поверхности металла и совершенствование технологии производства проволоки с целью снижения ее дефектности, являются весьма актуальными.

ЦЕПЬ РАБОТЫ. Экономия металла, улучшение потребительских свойств проволоки за счет повышения качества ее поверхности. Задачам! работы являются изучение связей меаду величинами технологических факторов процессов обработки металлов давлением и поведением дефектов поверхности типа риска и аналогичных ей по форме вытянутых впадин при пластическом деформировании, определение путей улучшения качества поверхности проволоки в процессе ее производства.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. На основе теории деформации разработаны математические модели процесса осадки прямоугольной полосы и волочения проволоки, имевщих на поверхности дефект в виде впа-шш треугольного сечения. Анализ результатов расчетов и экс-1ериментов позволил установить, что возможны два варианта изменения формы поперечного сечекия рисок: выглаживание - поднятие дна дефекта до уровня поверхности металла, и закрытие -¡мыкание берегов впадины и преобразование ее в трещину. Разли-шое поведение дефектов поверхности в наибольшей степени звви-!иг от их исходной формы, характеризуемой ух'лои раскрытия.

'Определено влияние основных факторов процессов обработки давлением на формоизменение впадин. Установлено, что во многих случаях риски преобразуются в поверхностные трещины.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработаны рекомендации по усовершенствованно технологии волочения, позволящке уменьшить глубину дефектного слоя поверхности проволоки. Разработана технология и опытная установка для улучшения качества поверхности дефектной проволоки путем полировки. Математические модели, по-зволявдие опродлять основные параметры волочения при усовершенствовании технология производства проволоки, рекомендованы для применения в учебном процессе при выполнении студентами курсе вых и дипломных проектов.

ЕЗШЗАДШ В ПРОЫШШШОСТй. Разработайте рекомендации по улучшению качества поверхности проволоки ври волочении внедряются на Велоредком металлургическом комбинате при производстве проволоки из сплава 52Н-ВИ.

АПР0ЕА1Щ РАБОТЫ. Материалы работы докладывались на всесоюзных научно-технических конференциях в г.Абакаие 1988 г., Алма-Ате Г989 г.» на ежегодных научно-технических конференциях по итогам научно-исследовательских работ в МГМИ г.Магнитогорск Д986-1990 г.г.

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

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, включает введение, пять глав, заключение по диссертации, 57 иллюстраций, 8 таблиц, библиографический список из 122 наименований, 6 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДНШНИВ РАБОТЫ.

ФОРМИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНОТЯНУТОЙ ПРОВОЛОКИ

Отбраковка проволоки из прецизионных сплавов, в частности из сплава 52Н-ВИ, к качеству которой предъявляют высокие требования, в подавляющем большинстве случаев происходит из-за наличия на поверхности дефектов. Поэтому вцход годного низок и до настоящего времени составляет 55-70 процентов. Наиболее часто на поверхности проволоки из сплава 52Н-ВИ образуются риски, задиры, раковины-впадины различной длины и формы поперечного сечения.

Анализ влияния режимов технологического процесса изготовления проволоки из сплава 52Н-ВИ показал, что образование дефектов при волочении носит случайный характер. Причем, на годных мотках проволоки меюгся участки с де<*зктной поверхностью. Следовательно обеспечить вшуск продукции без дефектов сущест-вувщая на Белоредком металлургическом комбинате технология не в соотоянии. Изучение исследований по изменению формы дефектов поверхности (ФДП) при обработке металлов давлением (ОВД) показало, что данный вопроо как теоретически,так и экспериментально рассмотрен в технической литературе ь-гдоогаточно.

Экспериментальное обобщающее изучение изменения формы дефектов осуществить чрезвычайно словно. Это обусловлено значительным количеством одновременно влияющих факторов. Поэтому необходимо математическое моделирование процессов обработки давлением заготовки, имеющей на поверхности дефекты. Известные математические модели волочения, разработанные В.С.Паршиным, &.Б.ЛамЕным и другими авторами построены только для недефорш-рувдихся дефектов, весьма упрощенно описывают кинематику очага деформации, не учитывают влияние формы дефекта, влияние част-

'них обнатий, геометрии инструмента-, условий трения на контакте' и т.д. Поэтому технологические рекомендации, получаемые из анализа таких моделей, носят качественный характер и нуздаются в экспериментальной проверке.

Анализ экспериментов Зильберга Ю.В., Ершова В.Н., Дуплия Г.Д. и других исследователей показывает, что процесс ВДП зависит от величин многих факторов: размеров очага деформации, размеров сечениях дефекта, режимов и особенностей вида обработки металла давлением. Путем изменения величин режимов обработки можно управлять поведением дефектов на поверхности готового металла, однако в большинстве случаев риски, раковшш, царапины и др. преобразуются в складки, трещины, закаты. Рекс • мендации нооят качественный характер и зачастую противоречивы. Е1дшого мнения относительно оптимальных величин -облагай и углов волок, позволяющих получать проволоку с минимальным по глубине дефектным поверхностным слоем нет. Б связи с этим необходимо продолжить изучение влияния факторов волочения на

В случаях, когда путем корректировки режимов деформирования металла не удается получить требуемый уровень показателей качества поверхности, необходима дополнительная финишная обработка металла. В работе рассмотрены различные вида чистовых операций. В частности, применительно к тонкой проволоке из сплава 52Н-ВЙ решено исследовать возможности поверхностно-пластического деформирования (калибрования и обкатки шариками), электрохимической и механической полировки.

Целью диссертационной работы является разработка рекомендаций по корректировке технологического процесса производства проволоки из сплава 52Н-ВИ с высоким качеством поверхности,повышение выхода годного готовой продукции. Т,т этого необход!'-

мо решить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель процесса осадки к во-лочешм металла с паличием на его повер. ности деформирующегося дефекта. Провести анализ математической модели, определить закономерности изменения размеров и форш дефектов поверхности в зависимости от изменения основных технологических факторов.Разработать методику и осуществить экспериментальную проверку адекватности результатов моделирования. Определить реяимы волочения, позволяющие изготавливать проволоку с мзшималышм числом

и размерами поверхностных дефектов. Разработать рекомендации по корректировке технологии волочения проволоки из сплава 52Н-ВЙ.

2. Исследовать возможные пути улучшения качества поверхности тонкой проволоки после волочения: электрохимическую и механическую полировки, поверхностную пластическую деформацию (калибрование, обработку шариками). Определить рациональный вид финишной технологической операции для тонкой проволоки из сплава 52Н-ВИ и разработать рекомендации по улучшению показателей качества этой проволоки после волочения.

ШОДКА. ПРОВВДЕШЙ ЖСЛЩВАНШ

Эксперименты по улучшений качества поверхности проволоки проводили с помощью изготовленных устройств для обкатки проволоки шариками, установок электрохимической и механической полировки проволоки.

На недотягах проволоки и резиновых слепках канала волоки определяли диаметр, шероховатость поверхности и угол рабочего конуса волочильного инструмента. Измерение шероховатости поверхности проволоки проводили о помощью профилографа-профило-метра модели 252.

Наряду ^ однофакторннми в работа реализовали планирован-

гше эксперименты для изучения сметанного влияния исследуемых факторов и уменьшения: количества опытов, необходимых для составления регрессионной модели процесса. В частности, при изучении особенностей формоизменения рисок при волочении проволоки. Реализовали опыты по плану Хартли, а при разработке полировальной водорастворимой пасты пользовались полным факторным экспериментом, а также катодом движения по градиенту с целъв достижения опт::.'..такого состава полировальной композиции.

Исследование процессов ФДП проводили при осадке вдоль образующей образцов из меди, алшишш и свинца диаметром 6; 8 мм и высотой 6 т (угол раскрытия нанесенной на торец каждого -образца диаметральной риски составляй от 17 до 150 градусов). Осадку образцов проводили кегду параллельными сухими, полиро-ванныш плитами, а также - при волочении проволока диаметром 6 ым из кеда с нанесенными на ее поверхность рисками, угол раскрытия Еоюрих варьировали на трех уровнях 65, 100, 135гра-дусов. Проволоку волочили -с равными вытяккаш 15; 25; 35 % через вЗорнне конические волоки. Шероховатость поверхности канала волок составляла 0,03? 0,33 и 0,63 ним. Опыты проводили с покощъи планирования (план Хартли). После кавдого этапа деформирования образца при осадке, а тагае волочении изготавливали тешяеты поперечного сечения образца. Определение размеров дефектов проводили с помощью ыарктелыгой шкалы металлографического микроскопа №17-3 при 80-кратном увеличении.

' ИССЛЕДОВАНИЕ СОЕШИЗШИЕНШ ПСВЕРЗШООТВЫХ ДЕФЕКТОВ

при важимда проволоки с шшщыо матштшеской мода!

Разработка математической модели СДП при волочении проволоки проводилась в два этапа. На первом этапе проверили постановку и возкожнооть решения задачи на примере осадки прямо-

_ Э -

'угольной длинной полосы с риской на поверхности металла.

Задача ФДИ поставлена следующим образом. Поверхностный олсй металла толщиной, равной глубже дефекта, является зоной двустороннего течения .„оталла. Зона состоит из двух областей, разделенных мезду собой нейтральной поверхностью, неподвижной в некоторый момент деформирования.

При решении задачи БДЯ при осадке приняты следующие допу-щегаад.

1. Треугольный дефект симметричен относительно оси симые-т трии сечения всей полосы.

2. Металл проявляет гестко-пластические свойства.

3. Среда обладает изотропностью в механическом сшсле.

4. Деформации распределяются равномерно в пандой зоне тела.

5. На контактной поверхности условия трения подчиняется 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 о позиций теории малых деформаций. Определение величины варьируемого параметра определили методом Ригца путем вариации функционала Лагранна.

Деформированное состояние поверхностного дефектного слоя описывается системой уравнений

и» -е(х - г - Ас//г)1 ; (I)

2кцеоь с = з/з - относительное изменение глубины дефект-

- 10 -

та; - координаты точке; ширина сечения полосы и

дефекта соответственно; V - коэффициент пропорциональности:

+ /7//- ¿МА, (2)

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

Уравнения системы (I) позвлпяют определять перемещения Лабой течки дефектной зоны металла при малых деформациях, не превышающих 10 %. Конечную Аборту сечения полосы и дефекта оценивали путем суммирования перемещений точек тела на каждом этапе малых деформаций.

Согласно расчетов основными факторами, влшшцпмп на ФДП, являются угол раскрытия дефекта и коэффициент трения / , чем больше / и меньше /Ь , т^м быстрее прекращается формоизменение дефекта, который преобразуется в трещину. В предельном случае, когда отсутствует трение на контакте, все дефекты,угол Т2> которых отличен от нуля, йудут выглагжваться.

Влияние прочих факторов деформирования менее значительно. Следует заметить, что увеличение отношения миряны к высоте полосы !Ь/н и уменьшение дробности деформации и относительной ширшш дефекта ускоряет закрытие дефекта.

Сравнение расчетных и опытных данных указало на адекватность математической модели реального процессу ужс.1).

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

В отличие от садки при волочении положение нейтральной по-

Изменение угла раскрытия риски при осадке

50 ûàwfû/v,

я

Размеры сечения, заготовки В=Н=6 мм; а,г,s -/=0,2; <5,д,з - /= 0,6; в,е,н, - / = 1,0; опыт: •, * , л , о Еис.1

'лерхности считаем известным и-из условия минимума суммы работы ' деформирования металла дефектного слоя и работы сил трения на поверхности проволоки а ОД на участке мезду двумя соседними дефектами, принимая предположение о равномерности механических свойств металла и условий на контакте, следует, что нейтральная поверхность расположена на равном расстоянии кекду соседними дефектами;

Изменение площади и размеров сечения впадины возыоано только тогда, когда относительные изменения глубины дефектного

3 | »

слоя <f ? и внутренней области сечения проволоки c/L

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

где

О учетом (3) получаем две системы уравнений, описывающих деформированное состояние сечения проволоки с дефектом. Для внутренней области имеем:

¿Î «Afit>

(3)

б/ = - -/¿гг ,

и{ г »¿А£гг ;

и}, о.

Для области с дефектом:

./?}/$ -к); и г -- ¿//= г/г = ¿/>£?г ;

(5)

Здесь г , 7, У- координаты точки; Я радиус проволоки и бездефектной зоны сечения, »4 -угол положения нейтральной поверхности.

Коэффициент неравномерного деформации определяли из условия минимума функционала работы деформации.

Учитывали работу внутренних сопротивлений металла { А , работу сил трения на поверхности проволоки ( ), работу сил среза ыедду областями ( ^), а таете работу изгиба волокон металла ( /в ) на входе и выходе очага деформации.

Минимизацию функционала (6) и все дальнейшие вычисления проводили на электронно-вычислительной машине 1Г-1061.

Рост величины силы трения, частных обкатий замедляет изменение угла раскрытия впадины у! . Поэтому в конце своего формоизменения дефект будет иметь меньшую глубину. Наибольшее уменьшение глубины впадины имеет место при волочении

проволоки через волоки с углом рабочего конуса «?</ равным 8-12 градусов.

Анализ математической модели позволил установить наличие трех групп дефектов поверхности, различающихся типом формоизменения при деформировании металла. Угол раскрытия дефектов пер-

5

(6)

Т- 21 - Л7'*я . г-/

Формоизменение рисок при волочении проволоки

Расчет: 1,4 - 8, = 18 2,5 - Д = 26 3,6 - <£=34 1,2,3 - /= 0,1,- 4,5,6 - / = 0,15; 2^22 ояртете данные Рис. 2

вого типа (/к 100-110°) уменьшается с ростом деформация.Такие дефекты закрываются и преобразуются в поверхностные трещиш. Дефекты третьего типа (р > 100-110°) при деформировании металла увеличивают угол раскрытия и полностью внглаиваютоя. Дефекты второго тшз (/=100-110°) могут как вкглавиваться, так I закрываться в зависимости от прочих условий обработки.

Основное влияние на процесс форпизмененмя дефектов по-зерхности отзывает величина угла их раскрытия р . Меньше злияег велотина частных обжатий при волочении, трение на контакте и угол рабочего конуса волоки. Ддя интенсификации уменьшения глубины дефектов следует повышать частные, обжатия до 25-30 %, увеличивать силу трения на поверхности контакта и уменьшать величину угла рабочего конуса волоки

ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА. 1ЮВЕШ0СТИ МЕТАЛЛА

ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ

Проведенные исследования показали, что при осадке полос [рямоутольного сечения на поверхности контакта треугольные садани о вписанным углом /5 от 60 до 90 градусов выглагива-

ются. В этом случае поднятие дна и сбдкгение'берегов дефекта происходит о одинаковой скоростью. Поэтому выглаживание риски происходит с сохранением подобна формы ее сечения. Увеличение угла /Ь способствует более быстрому поднятию дна шадшк по сравнению со сближением ее берегов. 3 этом случае подобие формы нарушается, так как угол раскрытия увеличивается. Наиболее часто энергетически выгодной деформацией стенок .впадины бывает их изгиб и, затем, смыкание. При этом смыкание стенок начинается у дн£ дефекта и распространяется постепенно до поверхности изделия. Если внутрь впадины попадав.' смазка в виде мыльного порошка, окалины или других материалов, го тогда возможно образование полостей а подповерхностном слое металла. Впадины с уходом раскрытия /> =120-130° являются настолько пологими, что давление внутренних слоев металла выдавливает их дао до контактной поверхности. Это вызывает дробление исходного крупного дефекта на несколько мелких, которые в свою очередь выглаживаются, или, если угол у новых впадин мал; преобразуются в трещины.

' Анализ результатов опытов по ЩИ кругового и треугольного сечения пс.азал, что первые - круговые дефекты менее склонны к преобразованию з трещины. Поэтому при волочении моделировали только дефекты с треугольным сечением. При волочении такие дефекты также могут выглаживаться и закрываться. Наиболее значимым фактором, определяющим вариант формоизменения дефекта является усол его раскрытия: риски с углом /Ь менее 90-120° в болашинствз случаев преобразуются в трещины. Причем, если угод раскрытия дефекта Р на заготовке меньше 60°, то относительная глубина о такого дефекта уменьшается медленнее,чем относительный радиус проволоки Я /4, . Следовательно глубина дефектного слоя 5/д увеличивается с увеличением вытяжки.

Но результатам измерений построили математические модол'.т зависимости уменьшения глубины риски Vi- от условий волочения для трех случаев: суммарная вктяхкз равна: á//=0.5;I,0;I,5 (суммарное обжатие <?с= 39; 63 п 78 % соответственно):

Xnf -¿2,з(о< -0i5j + ¿3, 3 f¿c/ - ¿Í/Jf^t

,Цо = (¿iZZ-Wfa-Mj-ZSPffi -¿S)>

'(&a¿-0,35) - O^-fl-Z5)(fi ЧОО). 25 ? fi\S-S9J(/5aA -f>¿5) * * 0,Só(Zd-<9)í~ 0/¿

•(Rah- 053]- ■?l?(¿¿-i3)t-

Анализ уравнений регрессии показывает, что уменьшение глубины впадин в процессе волочения проволоки зависит от регимоп деформирования: при повышенных частных сбитнях 30-35 %) и малых утлах рабочего конуса (2<Л?1С°) тцатель. э полированных волок (0,03 тем) ила при повышенных частных обкатиях,больших углах конуса волок (2¿ 25-28°) и колее плательной полировке поверхности волок С >,0,63 икм) дефекты уменьшают глубину наиболее интенсивно.

Исследование влияния основных факторов волочения при изготовления проволоки показало, что увеличение шероховатости поверхности рабочего конуса волоки способствует обре .ованию рисок, задиров и т.д. Влияние уровней частных обжатий и угла рабочего конуса инструмента на образование дефектов не обнаружено. С учетом эти данных улучшенное качество поверхности проволока может быть получено при волочении о большими частны-■яи обхатияки ( í, V' 25-35 %) и применении тщаъ ько полированных волок 0,03 мхм) о малым утлом рабочего конуса (2^9-12°) „

Экспериментальное и теоретическое исследования позволили

'сделать вывод о необходимости введения чистовых операций в тех-нологпчесюш процесс изготовления проволоки с высокими требованиями к качеству поверхности.

Оцени качества поверхности проволоки после калибрования,, обкгтки шариками, электрохимической и механической полировки показала, что наилучшие показатели качества поверхности проволоки из сплава 52Н-ВИ получены после механической полировки.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ

ИЗ СПЛАВА 52Н-В:{ С УЛУЧШЕНИЙ! КАЧЕСТВОМ ПОВЕРХНОСТИ

На основе проведенных теоретических к экспериментальных исследований установлено, что волочение проволоки необходимо .вести с соблюдением следуыцих условий:

1. Угол пабочего конуса волок М долнен быть равен 912 градусов.

2. Шероховатость рабочей поверхности канала инструмента не должна превышать =0,03 мкм, на ней не должно бить дефектов - раковин, ввдерЗлш и т.д.

3. Маршрут волочения должен подержать повышенные частные обаатия $ равные 25-35 %.

Выполнение этих условий позволяет максимально уменьшать глубину наследственных от предыдущих операций дефектов поверхности металла, способствует улучшению качества проволоки, несмотря на это, полностью не исключает возможности образования новых дефектов.

Или предложено дополнить технологический процесс изготовления проволоки из сплава 52Н-ВИ (в частности для исправления брака) финишной операцией - механичоокой полировкой.

Опробованы схемы полировки проволоки'периферией и боковой поверхшозью полировального круга. В качестве основной принята

схема, когда проволока обрабатывается в канавке, прорезанной на периферии полировальника. В этом случао площадь контакта инструмента и обрабатываемой детали наибольшая, следовательно -наибольшая производительность процесса.

Результаты опытов по полировке проволоки показали, что зернистость абразива не должна превышать 3-5 шел, ржаче на обработанной поверхности остаются риски полировки, ухудшающие качество продукции.

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

Неабразивная часть полировальной пгстн при обработке активно влияет на процесс обработки. После испытаний различных известных полировальных композиций определен со-гав лшдкотеку-чей составляющей, позволяющей при минимальном износе полировальника получить налбелыьуа полируидую способность. Сущест-вешшк недостатком выбранной пасты является сложность удаления ее с поверхности проволоки. Поэтому с помощью реализации полного факторного эксперимента и двшеешк по градиенту был определен опгагальныЗ состав водорастворимой полировальной пасты (в весовых процентах): ОП-Ю (поверхноотно-ак-'шпое ве-дество) - 12 %, 16-ти процентный раствор натриевого мыла -22 %, олеиновая кислота - 4 %, окись алюминия - 50 %.

После полировки аероховагость поверхности, измеренная по окружности проволоки, составляет 0,04-0,07 мхм, вдоль проволоки 0,03-0,065 мкм. На поверхности прово,- 'и отсутствует микрорельеф с виде регулярных впадин и выотупоз, а также риски, мелкие задиры и раковины.

Для выполнения Финишной операции (полировки) проволоки сконструирована и изготовлена установка, на которой производилась полировка поверхности проволоки опнтных партий. В качестве заготовки использовали забракованную из-за наличия рисок проволоку. Потребитель, п/я Р-6152,- выдал шшззсктельное заключение о качестве опытных партий полированной заготовки. Результаты испытания изделий из проволоки этих партий показали, что выход годных деталей увеличивается на пять процентов по сравнению со средне-статистическим выходом годного.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I. Епервые разработаны математические модели, позволяющие изучать формоизменение дефектов поверхности, форма сечения которых приведена к треугольной, в процессах осадки и волочения. Модели выполнены на основе теории деформаций в вариационной постановке. они позволяют изучать изменение размеров и формы поперечного сечения дефектов в процессе пластической деформации металла с учетом размеров заготовки и дефектов, формы инструмента и режимов деформирования.

' 2. Анализ результатов аналитических и экспериментальных исследований позволил разделить дефекты в виде впадин на поверхности металла в зависимости от угла их раскрытия на три группы, различающиеся типом формоизменения при волочении проволоки. Дефекты могут как выглаживаться, так и закрываться - преобразовываться в трещину. Угол раскрытия дефектов первой группы ( р < 100-110°) уменьшается о увеличением деформации, дефекты закривится, преобразуются в трещины. Дефекты третьей группы (> 100-110°) выглаживаются о увеличением утла раскрытия и исчезают. Дефекты второй, промежуточной, группы Iр =100-110°) в зависимости от условий деформирования могут как закрываться, так и выглаживаться.

3. Изменение формы сечения дефекта обуславливается охокде-[ием его берегов за счет тангенциальных перемещений в очаге деформации. Из анализа математической модели установлено и в экс-юрпментах подтверждено, что увеличение частных обжатий и тиениаение угла рабочего конусг волоки способствует выдавливает дна дефекта за счет повышения давления со стороны внутреннее слоев металла и препятствует сховдешш берегов вследствие 'величекия сил трения на поверхности контакта. Вследствие-этого, ю окончании формоизменения, • закрывшиеся дефекты будут иметь , [аименьшую глубину.

4. Разработаны рекомендации ш корректировке режимов воло-;ения проволоки. С целью уменьшения количества дефектов и достижения максимальной интенсивности укеиъиенил их глубины сле-ует увеличивать частные о близ тля ¿С до 25-35 процентов и при-:енять тщательно полировашые волоки о уменьшенным углом рабо-¡его конуса Zd. до 9-12 градусов.

5. Анализ результатов экспериментов показал, что происходя; увеличение относительной толщины дефектного слоя поверхно-ти при волочении проволоки с углом раскрытия дефекта мень-ie 60-ти градусов. Это позволяет сделать вывод о невозможности .осигаения полностью бездефектной поверхности проволоки при ибых режимах волочения. Предложено после волочения подвергать даполнительной финишной обработке поверхность проволоки с цельп «гранения остаточных дефектов.

6. Проведено исследование возможности улучшения качества 'оверхности проволоки из сплава 52H-BIT в результате выполнения юзлпчннх технологических финишных операций. Поверхностная гла-тчческая обработка (обкатка шариками и калибрование) не поэг.о-шет улучшить все необходимые параметры качества поверхности [роволоки. На металле остаится образующиеся вследствие сглаки-

ваняя шкровыступов и заполнения ими впадин рельефа микротрещины и складки, а такке образуются следы, оставляемые обрабатывающим инструментом в виде винтовых канавок, рисок, задиров, рако вин. Электрохимическая полировка улучшает качество поверхности проволоки до требуемого уровня, однако для этого требуется удаление слоя металла, в три - шесть раз превышающего глубину дефектного слоя поверхности проволоки. Эксперименты показали, что наиболее целесообразным для улучшения качества поверхности проволоки из сплава 52Е-ВИ является применение механической полировки.

7. Определены технические требования к установке полировки тонкой проволоки. Разработана и изготовлена опытная установка для полировки проволоки диаметром от 0,5 до Т,3 мм. Определен оптимальный состав водорастворимой полировальной пасты, Рас^-аботана технология полировки проволоки из сплава 52Н-ВИ, реализованная на оштной установке. ПереработаЕШ партия забракованной по поверхностным дефектам проволоки из сплава 52Н-ВИ диаметром 0,5; 0,6; 0,7 мм. После удаления дефектного слоя 'поверхности проволока признана годной. Применение полированной проволоки при изготовления герконов, по заключению потребителя (п/я P-6I52), позволяет увеличить выход годной продукции до пяти процентов.

8. Результата диссертационной работы внедряются на Бело-рецком металлургическом комбинате при изготовлении проволоки из сплава 52Н-ВИ, а также могут быть использованы при производстве прочих видов проволоки.

Основное содержание диссертации опубликовано б следующих работах:

1. Никифоров БД. ,Е(аролев Н. А. ¡Кувг.узов O.A. Формоизмене-

элементов поверхности при осадке//Теория и практика произ-зтва метизов:Можвуз.сб. Магнитогорск:МГМИ, 1988.С. 133-137.

2. Формоизменение рисок при волочении проволоки/Б.А.Ники-)в,Н.А.Королев,Б.А.Кулевд,С.А.Кургузов//Стзль.1988.й 3. '-69.

3. Никифоров Б.А.,Королев Н.А.,Кургузов С.А. Моделирова-формоизменешш рисок при осадке. Магнитогорск, 1983.15 о.

в шг-те Черметинформации 22.08.88 й 4723-1Ш38.

4. Улучшение качества поверхности: проволоки/Б.А.Никифоров, Королев,С.А.Кургузов,Н.А.Клековгаша//Ирог!юзпрова1ше и вленпе качеством металлоизделий, получаемых обработкой дгзв-ем :Тез.докл.Абакан,1388.С.135-135,

5. Войнов С.С.Доролев H.A..Кургузой С.А. Моделирование юизменения поверхностных дефектов при волочении проволоки хнологил и оборудование волочильного производства:Тез.докл. -Ата.1989.С.38.

6. A.c. 1501075 СССР, МКИ В 24 В 39/04. Устройство рм ч'невпя поверхности цилиндрических деталей/С.А.Зайдес, Дружйиша.О.А.Кургузов.Н.Г.Прозорова (ССОР) 4с.:ил.