Методы волочения металлов (стр. 2 из 2)

В связи с изложенным, важное значение в расчетах имеет так называемый интегральный показатель степени деформации, равный

, численные значения которого находятся между соответствующими значениями 5 и > числовые связи

в

.

Этот показатель часто называют

показателем «истинной» относительной деформации потому, что он является суммой бесконечно малых деформаций, претерпеваемых рассматриваемым элементом и составляющих его конечную относительную деформацию При этом за начальные и конечные размеры для каждой промежуточной деформации принимаются те размеры, которые имеет элемент до и после каждой рассматриваемой бесконечно малой деформации, а не размеры до и после рассматриваемой конечной деформации. Интересно отметить, что интегральные показатели, соответствующие обжатиям 98 и 99%, сравнивавшиеся ранее, равны соответственно 3,9 и 4,6, т. е. заметно отличаются друг от друга и этим создают более правильные представления о степенях деформаций в подобных процессах. Важным расчетным свойством интегрального показателя является его «аддитивность», т. е возможность суммирования показателей и следующих друг за другом переходов Таким свойством показатели и не обладают . Более подробно об этом показателе. Однако то, что в теории пластических деформаций продолжают применять показатели и объясняется, с одной стороны, переходом из теории упругих деформаций, а с другой — простотой определений.

Следует, однако, иметь в виду, что все перечисленные показатели степени деформации полностью не отражают деформированного состояния обрабатываемого металла. В волочении, как и во всяком техническом процессе обработки металлов давлением, удлинение (или укорочение) отдельных элементов обрабатываемого объема в общем случае, помимо основных, или «чистых» сдвигов, сопровождается так называемыми дополнительными или «простыми» сдвигами.

Только при удлинениях или укорочениях, протекающих в направлениях главных деформаций 2, дополнительные сдвиги отсутствуют.

В главе II показано, что даже в самом простом процессе волочения круглого сплошного профиля из сплошной круглой заготовки удлиняются в направлении этой оси без дополнительных сдвигов только бесконечно малые элементы деформируемого объема, которые расположены на оси волочильного канала, т. е., что направления их главных осей деформации совпадают с направлением оси канала. У всех же остальных бесконечно малых элементов деформируемого объема направления главных осей деформации не совпадают с направлением оси волочильного канала и поэтому удлинения элементов в направлении оси канала сопровождаются дополнительными сдвиговыми деформациями. Величины этих деформаций зависят от формы волочильного канала и других условий процесса. Можно совершенно точно доказать, что удлинения всех элементов, не расположенных на оси канала, в направлениях их главных осей деформации будут больше соответствующих удлинений элементов, расположенных на оси канала.

Поэтому следует иметь в виду, что приведенные ранее показатели степени деформации отражают лишь удлинения в направлении оси канала, не учитывают дополнительных сдвигов, возникающих во всех слоях в направлении этой оси, и являются заниженными по сравнению со средними значениями действительны4; деформаций удлинения. Это подтверждается тем, что металл, протянутый через волоку, при прочих возможных равных условиях, более упрочнен, чем металл, деформированный растяжением. Но все же рассматриваемые показатели считаются основными потому, что при заданных условиях процесса они определяют и дополнительные деформации.

Скорость волочения, под которой обычно понимают скорость движения металла после выхода его из волоки, колеблется в очень больших пределах: от 2 до 3000 м/мин (50 м/сек), Скорости волочения зависят от большого количества самых разнообразных факторов, влияние которых будет подробно разобрано дальше. В основном можно считать, что полосы больших сечений подвергают волочению с меньшими скоростями, чем полосы малых сечений.

Твердые и малопластичные сплавы (например, легированная сталь, нихром, бронза, вольфрам и т. п.), а также малопрочные металлы (например, свинец), протягивают с малыми скоростями. Наибольшие скорости применяют при волочении медной проволоки.

Волочение можно вести либо через одну волоку, либо при помощи специальных устройств одновременно через несколько волок. В первом случае волочение называется однократным, во втором — многократным. Соответственно этому различают две основные группы волочильных машин— однократного и многократного волочения. Принципиальные схемы многократных машин описаны далее.

Уменьшить диаметр круглого сплошного профиля можно и простым растяжением. Такой метод основан па известном из теории пластической деформации свойстве всякого круглого образца, сделанного из металла, у которого предел текучести меньше истинного напряжения разрыва, под действием приложенных сил сравнительно равномерно растягиваться с соответствующим уменьшением диаметра и сохранением формы поперечного сечения (круга). Чем больше разность между пределом текучести металла до растяжения и напряжением разрыва, тем большее равномерное пиление может показать образец до образования шейки. Таким способом можно, например, медную отожженную проволоку удлинить примерно на 15% и соответственно уменьшить площадь ее поперечного сечения и диаметр, не применяя "никакой волоки. Советскими исследователями М. И. Бойко и Н. И. Куклиным предложен метод непрерывного растяжения проволоки, названный ими «бесфильерным волочением».

Основными недостатками этого метода нагружения, препятствующими его массовому применению, являются: понижение пластичности обрабатываемого металла и необходимость после каждого сравнительно небольшого растяжения подвергать обрабатываемый металл отжигу.

При обычном методе волочения частые отжиги не являются необходимыми; так, например, медь можно протягивать без отжига с суммарной деформацией, доходящей до 99% (20—25 переходов). Однако, если отсутствуют волоки или имеются другие препятствия применению обычного метода волочения, «бесфильерное волочение» может дать надлежащие технические результаты. Следует отметить явление «самоогранения» тончайших проволок при таком растяжении, замеченное и описанное П. Д. Новокрещеновым. Сущность этого явления заключается в том, что круглое до растяжения поперечное сечение проволоки после достаточного растяжения вследствие организованных поворотов кристаллов становится квадратным (Си, Си + 2п, А1, 5г) или шестигранным (2п, Мg) в соответствии с характером решетки металла.