Моделирование полунепрерывного выдавливания и волочения проволоки из титановой губки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат технических наук Соколов, Михаил Вячеславович

• Соколов, Михаил Вячеславович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Соколов, Михаил Вячеславович

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВЫДАВЛИВАНИЯ И ВОЛОЧЕНИЯ ПРОВОЛОКИ

1.1. Особенности процессов изготовления прутков и проволоки из титана

1.2. Моделирование прямого осесимметричного выдавливания прутков

1.3. Моделирование процесса волочения проволоки

1.4. О теории пластичности пористых тел

1.5. Моделирование процессов деформации пористых заготовок с использованием структурно-феноменологического подхода

Выводы. Постановка цели и задач исследования

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ ПОРИСТЫХ ТЕЛ

2.1. Модель пористого тела

2.2. Ввод физических уравнений пористого тела

2.3. Сравнение физических уравнений различного типа

2.4. Тестирование физических уравнений при решении задачи осесимметричного прессования в закрытой пресс-форме

2.5. Физические уравнения внешнего трения. Пластическое течение пористой массы при сжатии шероховатыми плитами

2.6. Идентификация физических уравнений

Выводы

3.МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ И ВОЛОЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ ЗАГОТОВКИ

3.1. Определение энергосиловых параметров полунепрерывного выдавливания пористой заготовки

3.2. Оценка пористости выдавленных прутков

3.3. Определение условий схватывания торцев заготовок при полунепрерывном выдавливании

3.4. Способ полунепрерывного выдавливания

3.5. Выбор оптимальных размеров заготовки для полунепрерывного выдавливания

3.6. Моделирование волочения пористой проволочной заготовки

Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЫДАВЛИВАНИЯ И ВОЛОЧЕНИЯ ПРУТКОВ И ПРОВОЛОКИ ИЗ ПОРИСТЫХ ЗАГОТОВОК

4.1. Прессование брикетов из титановой губки

4.2. Выдавливание пористой заготовки из титановой губки

4.3. Определение механических свойств выдавленных заготовок..,

4.4. Волочение проволоки из выдавленной заготовки

4.5. Концепция технологической схемы изготовления проволоки из титановой губки

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Контракт с фирмой "Sandia National Laboratories Tia

Reid" (USA) № AM-7684

Приложение 2. Заявление о выдаче патента РФ на изобретение

Приложение 3. Описание изобретения "Способ изготовления микропроволоки их труднодеформируемых материалов"

Приложение 4. Уведомление о положительном результате формальной

экспертизы

Приложение 5. Справка о внедрении результатов диссертации

Приложение 6. Заключение главного металлурга ВСМПО по исследованию качества брикетов, прутков и полосы, полученных из титановой губки прессованием, выдавливанием и прокаткой

Приложение 7. Заключение о возможности практического использования

результатов диссертации

РЕФЕРАТ

Работа посвящена моделированию процессов полунепрерывного выдавливания и волочения и разработке научно-обоснованных предпосылок для создания технологической схемы изготовления прутков и проволоки из титановой губки.

С использованием структурно-феноменологического подхода механики гетерогенных тел предложена модель некомпактного сжимаемого материала, которую можно применять для описания характера изменения геометрии частиц и пор при необратимом формоизменении изначально некомпактных пористых материалов.

В рамках ассоциированного закона пластического течения предложены достаточно простые для использования определяющие соотношения и физические уравнения пористого тела. Показано, что предложенные уравнения могут успешно применяться в решении прикладных задач по исследованию напряженно-деформированного состояния некомпактных материалов в процессах обработки давлением

Разработаны математические модели технологических процессов полунепрерывного выдавливания и волочения проволоки и проверена их адекватность реальным процессам.

140 е., 35 ил., 6 табл., 145 библиогр. наим.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование полунепрерывного выдавливания и волочения проволоки из титановой губки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы заключается в том, что она касается развития теории обработки давлением пористых тел и технологии изготовления прутков и проволоки непосредственно из титановой губки. Выбор титановой губки для проведения исследований полунепрерывного выдавливания и волочения прутков и проволоки обусловлен тем, что титановая губка является естественным пористым технически чистым нелегированным титаном и используется в традиционной технологии изготовления полуфабрикатов из титана. Здесь необходимо добавить, что применение нелегированного титана в машиностроении зависит от соотношения требований конструктивной прочности и стоимости. Если требования по прочностным свойствам не высоки, то экономически целесообразно применение нелегированного титана. Следует отметить, что нелегированный титан марок ВТ1-0, ВТ1-00 по прочности, пластичности и вязкости не уступает некоторым углеродистым и коррозионностойким сталям, а также бронзам и медноникелевым сплавам, и может использоваться в условиях, где применяются указанные материалы.

К титановой губке, как к исходному материалу для получения из нее монолитных заготовок, был проявлен интерес со стороны фирмы "Sandia National Laboratories Tia Reid "(USA). С этой фирмой были выполнены работы по контракту "Моделирование и математическое обеспечение новой технологии полунепрерывного выдавливания и волочения проволочной заготовки" (приложение 1).

Для моделирования процессов обработки давлением структурно-неоднородных пластически сжимаемых тел, к которым мы относим титановую губку, используется теория пластичности пористых тел. Работы в этом направлении с использованием феноменологического подхода вели М.Ю.Бальшин, В.Н.Анциферов, А.К.Григорьев, И.С.Дегтярев, Ю.Г.Дорофеев, Б.А.Друянов, В.Л.Колмогоров, А.М.Лаптев, М.Б.Штерн, В.Авитцур, А.Р.Акисанья, Р.Дж.Грин, А.Г.Мамалис, У.Стахлберг, Н.А.Флекк и др.

Определяющие соотношения для некомпактного тела в рамках континуальных представлений получены Р.Дж.Грином, Г.Я.Гуном,

B.Л.Колмогоровым и Ю.Н.Логиновым, А.А.Фроловым и др. Моделирование процессов обработки давлением биметаллических и композиционных материалов, которые также относятся к структурно-неоднородным материалам, осуществлено в работах Г.Э.Аркулиса, Л.Н.Могучего,

C.Д.Волкова, С.А.Голованенко, Д.М.Карпиноса, Л.И.Тучинского, А.И.Колпашникова и В.Ф.Мануйлова, А.С.Матусевича, А.Д.Никулина, И.Н.Потапова, К.И.Портного, А.Г.Залазинского, Ю.В.Соколкина, А.А.Такшинова, и др.

Важной проблемой в решении задач обработки давлением является постановка физических уравнений пористых тел, замыкающих основную систему уравнений теории пластического течения. Формулировка таких уравнений в настоящее время осуществляется путем экспериментального изучения механических свойств деформируемых сжимаемых материалов. При этом при проверке адекватности математических моделей реальным процессам обработки некомпактных материалов давлением, протекающим в условиях, отличных от тех, в которых проводилась экспериментальная постановка физических уравнений, возникают определенные трудности и отклонения. Более точная формулировка физических уравнений связи, которые более полно описывают свойства деформируемых материалов, все еще является областью научного поиска.

Выполненные в диссертации теоретические и экспериментальные исследования направлены на создание научно-обоснованных предпосылок для разработки технологической схемы изготовления прутков и проволоки непосредственно из титановой губки, которая также может быть использована для переработки некондиционного некомпактного титанового сырья в изделия и полуфабрикаты неответственного назначения.

Изложенное свидетельствует о важном народнохозяйственном значении технологии получения сплошных изделий из некомпактного сырья,

что подтверждается включением данной тематики в основные задания к плану НИР Института машиноведения Уральского отделения РАН на 1997 год (тема 1.11.6.3. Моделирование процессов совместной пластической деформации разнородных металлических материалов для разработки экологически безопасных ресурсосберегающих технологий изготовления тончайшей проволоки и композитов, № гос. per. 01.960.009412). Работа выполнена на основании контракта №АМ-7684 "Моделирование и математическое обеспечение новой технологии полунепрерывного выдавливания и волочения проволочной заготовки", заключенного 10.10.94г. между ИМАШ УрО РАН и "Sandia National Laboratories Tia Reid" (USA), и постановления Президиума Российской академии наук в рамках "Комплексной программы фундаментальных исследований проблем машиностроения, механики и процессов управления".

Цель и решаемые задачи. Опираясь на достижения механики пористых тел, с использованием методов математического и натурного моделирования дать теоретическое обобщение результатов исследований процессов полунепрерывного выдавливания и волочения пористых заготовок и создать научно-обоснованные предпосылки для разработки технологической схемы изготовления прутков и проволоки из титановой губки.

Исходя из этого в работе решались следующие задачи:

1. Разработать новую модель, основные соотношения и физические уравнения для пористого материала, которые позволят учитывать геометрию, расположение и различие в размерах отдельных пор, а также изменение пористости при конечных деформациях;

2. Разработать математические модели процессов прямого осесимметричного полунепрерывного выдавливания и волочения пористых заготовок;

3. Оценить остаточную пористость проволочной заготовки после выдавливания;

4. Определить зависимость допустимой вытяжки при волочении выдавленной проволочной заготовки от ее остаточной пористости;

5. Осуществить натурное моделирование технологических процессов полунепрерывного выдавливания и волочения пористых заготовок и проверить адекватность математических моделей реальным процессам;

Методы исследований. Работа выполнена по программе, содержащей этапы теоретических и экспериментальных исследований технологических процессов полунепрерывного выдавливания и волочения прутков и проволоки из пористой заготовки. Для исследования применены экстремальные теоремы теории пластичности, структурно-феноменологическая модель деформирования пористых тел, феноменологическая теория схватывания металлических материалов при их совместной пластической деформации (для прогнозирования прочности соединений).

Научная новизна работы. Выражена в следующих результатах:

- доказана целесообразность применения структурно-феноменологического подхода механики гетерогенных материалов и на его основе разработана новая модель пористого материала, которую применили для исследования процессов прессования некомпактного материала в закрытой пресс-форме, выдавливания некомпактного материала из сужающегося канала, образованного рабочими поверхностями цилиндрического контейнера и матрицы, волочения пористой проволочной заготовки;

- с использованием структурно-феноменологического подхода, для которого характерна связь геометрической структуры и физико-механических свойств зернистого каркаса со свойствами сопротивления пористых тел необратимому формоизменению, проведена конкретизация математической модели пористого тела;

- в рамках ассоциированного закона течения предложены простые для использования в инженерной практике физические уравнения пористого

материала вида:

где Т

интенсивность касательных напряжений, Н - интенсивность скорости деформации сдвига; сг^ - компоненты тензора напряжений; а - среднее

нормальное напряжение, - компоненты тензора скорости деформации; -скорость относительного изменения объема; т8 - предел текучести, 8 -относительная пористость, кч, кр - коэффициенты, характеризующие

геометрию, расположение и различие в размерах отдельных пор;

- для учета поверхностной пористости некомпактного материала на контакте с инструментом в процессах обработки давлением построена математическая модель внешнего трения для структурно-неоднородного (гетерогенного) материала, у которого на поверхность, на ряду с деформируемым металлом, выходят и поры, упрощающая постановку граничных условий на поверхности контакта деформируемого металла с инструментом;

- доказано, что введенные физические уравнения пористого тела могут успешно применяться в решении прикладных задач по исследованию напряженно-деформированного состояния некомпактных материалов в процессах обработки давлением.

Практическая значимость результатов работы. Характеризуется следующими техническими разработками и их использованием:

- созданы научно-обоснованные предпосылки для разработки технологической схемы изготовления прутков и проволоки непосредственно из титановой губки и предложена концепция технологического процесса;

- предложен и экспериментально опробован метод полунепрерывного выдавливания пористых заготовок, позволяющий получать длинномерные изделия из пористой заготовки малого развеса, и определена оптимальная форма исходной заготовки;

- в диссертации, в части связанной с выполнением работ по контракту "Моделирование и математическое обеспечение новой технологии полунепрерывного выдавливания и волочения проволочной заготовки1,

заключенного между ИМАШ УрО РАН и "Sandia National Laboratories Tia Reid "(USA), получены прутки и проволока из титановой губки;

- подана заявка на изобретение (приложения 2-3), на которую получено уведомление о положительном результате формальной экспертизы заявки на патент за №97103275 с приоритетом от 04.03.97 (приложение 4).

Практическое применение результатов работы. Полученные в результате экспериментальных исследований прутки и проволока из титановой губки переданы по контракту фирме "Sandia National Laboratories" (USA). Общая стоимость контракта составляла 20.000 USD. Долевое участие соискателя в выполненных работах по контракту оценено в 30%, что составило 6.000 USD (приложение 5).

На защиту выносятся следующие основные положения:

- применение структурно-феноменологического подхода механики гетерогенных материалов (в том числе порошкообразных материалов и композитов), для исследования процессов пластического формоизменения изначально некомпактных пористых тел;

- основные соотношения и физические уравнения пористого тела и их применение для исследования процессов прессования некомпактного материала в закрытой пресс-форме, выдавливания некомпактного материала из сужающегося канала, образованного рабочими поверхностями цилиндрического контейнера и матрицы, волочения пористой проволочной заготовки;

- использование экстремальных теорем теории пластичности для тел с кусочно-однородными свойствами для решения задач механики обработки давлением некомпактных пористых материалов;

- математическая модель внешнего трения структурно-неоднородного материала, у которого на поверхность, наряду с деформируемым металлом, выходят и поры;

- результаты экспериментальных исследований полунепрерывного выдавливания и волочения проволочной заготовки из титановой губки.

Личный вклад автора. Конкретизация физических уравнений и моделирование процесса деформации пористого тела; применение полученных физических уравнений пористого тела в решении задач обработки металлов давлением, таких как осадка; прессование некомпактных материалов в закрытой пресс-форме; математическое моделирование процесса осесимметричного полунепрерывного выдавливания пористой заготовки; оценка остаточной пористости проволочной заготовки после выдавливания; определение зависимости допустимой вытяжки при волочении выдавленной проволочной заготовки от ее остаточной пористости, обобщенных в виде диссертации, принадлежат лично автору.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях и семинарах: научно - технической конференции "Теория и технология процессов пластической деформации-96", г.Москва, МИСиС,1996г; XI Зимней школе по механике сплошных сред, г. Пермь, 1997г.; юбилейной научно-технической конференции "Расширение областей применения титановых сплавов", ВСМПО, г.В.Салда, 1998г.; научном семинаре отдела высоких давлений ИФМ УрО РАН, г.Екатеринбург. 1997г.; научном семинаре отдела механики интегрированных машиностроительных технологий Института машиноведения УрО РАН, г.Екатеринбург, 1997г.; научно-техническом семинаре научно-внедренческой фирмы "НВФ ИНТЕХНОЛ" (инновационные технологии), г.Екатеринбург, 1997г;

Технологический процесс изготовления прутков и проволоки из титановой губки экспонировался на выставках: региональной "Урал -Конверсия - Наука - Бизнес", 1996, 1997, 1998 г.г., г.Екатеринбург; российской "Машиностроение", г.Москва, 1997г.

Публикаиии. По теме диссертации опубликован препринт, 3 статьи, тезисы научного доклада.

Объем диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 35 рисунков, 6 таблиц, список литературы из 145 наименований и 7 приложений на 41 странице.

Автор выражает признательность старшему научному сотруднику лаборатории высоких давлений ИФМ УрО РАН к.т.н. В.И.Новожонову за содействие в проведении экспериментальных исследований и доценту кафедры "обработка металлов давлением" УГТУ-УПИ к.т.н. Ю.Н.Логинову, ознакомившемуся с диссертацией и сделавшему замечания, способствовавшие улучшению ее содержания.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВЫДАВЛИВАНИЯ И ВОЛОЧЕНИЯ ПРОВОЛОКИ

1.1. Особенности процессов изготовления прутков и проволоки из титана

Сложившаяся технология получения полуфабрикатов и готовой продукции из титановой губки является многооперационной, энергоёмкой, с низким коэффициентом использования исходного сырья. От 100% первичной шихты в готовую продукцию переходит лишь 23% металлического сырья, 12% уходит в угар (безвозвратные потери), 37% идёт в повторную переработку и 65% в отвал. При этом к 100% первичной шихты добавляется 37% возврата отходов производства, которые требуют очистки от примесей и измельчения [1]. Несение больших затрат свидетельствует о высоких потребительских свойствах титана и его сплавов.

Выпускаемый промышленностью технический титан с точки зрения обработки давлением обладает достаточно высокой пластичностью (в интервале температур от -196 до +1160°С пластичность титана непрерывно повышается) [2,3]. Чистый титан допускает прокатку при комнатной температуре, с суммарным обжатием до разрушения 85...90%. Из прутков сверхчистого титана (99,999%) диаметром 6,35мм можно вытягивать проволоку диаметром 0,25мм без промежуточных отжигов [4].

Известно, что температуропроводность титана примерно в 15 раз ниже, чем у алюминия и в 3,5 раза ниже, чем у сталей. Это обусловливает понижение скорости нагрева заготовок во избежание образования трещин. При охлаждении титановых сплавов возможны значительные градиенты температур, особенно в местах резких переходов и в местах контакта с более холодным инструментом. Это накладывает ограничения на конструктивное исполнение изделий, на скорости нагрева и деформации, на оборудование [5].

При температурах нагрева для горячей деформации или термической обработки титан активно взаимодействует с газами атмосферы: водородом, кислородом, азотом, парами воды, а также с продуктами сгорания топлива [6-10]. Это существенно ухудшает механические свойства материала в процессе горячей деформации. Взаимодействие титана с азотом начинается примерно при 850°С. Сплавы, содержащие более 0,05% азота, не имеют практического применения в силу их хрупкости. Следует отметить при этом, что примесь азота повышает прочностные характеристики титана.

С кислородом титан взаимодействует ещё более интенсивно. При низких температурах (до 550°С) окисление протекает очень медленно и практически весь кислород сосредотачивается в поверхностной окисной плёнке. С повышением температуры до 650°С скорость окисления резко возрастает. Особенно интенсивно технический титан взаимодействует с кислородом при температурах выше 700°С. Под слоем окалины образуется поверхностный слой титана, насыщенный кислородом, концентрация которого с глубиной уменьшается. При температурах выше 900°С окалина отслаивается, что открывает путь газам атмосферы диффундировать вглубь металла. Так же как и азот, кислород повышает прочностные свойства титана и охрупчивает его. Образование окалины и хрупких газонасыщенных слоев на поверхности заготовки способствует растрескиванию деформируемого металла, требует повышенных припусков на размеры, увеличивает износ инструмента. Во избежание газонасыщения поверхностного слоя приходится использовать нагрев заготовок в защитной атмосфере.

Значительные осложнения технологического процесса вызывает способность титана и его сплавов поглощать большое количество водорода при нагреве и травлении. Превышение норм содержания водорода (более 0,003...0,005%) приводит к охрупчиванию и преждевременному разрушению готовых конструкций при их эксплуатации [11-13]. При нагреве, начиная с 500°С, титан вступает в химическое взаимодействие с парами воды, в результате чего выделяется дополнительный водород, проникающий в тело

заготовки. Естественно, интенсивность наводораживания возрастает с увеличением влажности воздуха. Для снижения этих отрицательных явлений приходится использовать электрические печи, поскольку в них содержание паров существенно меньше, чем в газовых или мазутных печах. Для удаления водорода из тела заготовки используют вакуумные системы.

Перспективы в направлении совершенствования действующих и создании новых технологий изготовления титановой продукции методами обработки давлением открываются в связи с обнаружением эффекта пластифицирования титана и его сплавов при введении в них водорода. Эффект водородного пластифицирования был обнаружен в 1956 г. Цвиккером и Шляйхером и изучался в работах [14-17]. Этот эффект выражается в существенном увеличении пластичности и снижении, примерно, в 2 раза сопротивления деформации титана и наблюдается при концентрациях водорода 0,15...2,0 масс. % при температурах деформации ЗОО...ЮОО°С [18,19]. Следует заметить, что при комнатной температуре такое содержание водорода приводит к практически полному охрупчиванию титана. После дегидрирования свойства готовых изделий восстанавливаются до уровня исходного не гидрированного титана. Этот эффект позволяет рассматривать водородное пластифицирование как технологический прием, обеспечивающий возможность теплой и горячей обработки давлением титана с большими суммарными обжатиями без промежуточных отжигов и низкими удельными давлениями на деформирующий инструмент [20,21].

Титан обладает повышенной адгезией с инструментом и плохо абсорбирует смазку. Это оказывает наибольшее влияние на выход годного при обработке давлением титановой проволоки. Очень важно правильно выбрать подсмазочное покрытие заготовки и материал технологической смазки, что также связано с дополнительными затратами и усложнением технологии [22].

В настоящее время известно несколько способов получения прутков и проволоки из титана. Известен способ горячего изотермического прессования металлов [23], содержащий следующие последовательные операции:

изготовление и нагрев заготовки до температуры прессования, подача заготовки в нагретый контейнер и прессование нагретым пуансоном через нагретую матрицу. Недостатками способа являются значительные энергетические затраты на предварительный нагрев массивных контейнера и заготовки. Необходимо удалять пресс-остаток, который идёт в возвратные отходы. Нельзя избежать окисления горячей заготовки и пресс-остатка. Для последующей обработки требуется удалить с поверхности прутков окалину. Это приводит к снижению выхода исходного сырья в готовую продукцию.

Известен способ гидропрессования профилей [24], содержащий следующие последовательные операции: в контейнер высокого давления устанавливают заготовку- затравку так, чтобы её передний конец выходил из очка матрицы на расстояние достаточное для захвата тянущим устройством. Полость контейнера заполняется рабочей жидкостью и производится захват переднего конца затравки губками тянущего устройства. При сжатии плунжером рабочей жидкости происходит выдавливание заготовки с использованием переднего натяжения. Заготовку выдавливают, но не полностью, оставляя ее недопрессованную часть (далее недопрессовку). Процесс прессования останавливают. Сбрасывают давление и отводят затвор матрицы Недопрессовку вместе с матрицей выводят из контейнера. Новая заготовка устанавливается по оси прессования торцом к торцу недопрессованной заготовки и соединяется с ним с использованием, например, сварочного устройства. Удлинённую заготовку вместе с матрицей устанавливают в контейнер и закрывают затвор. Объём контейнера заполняют рабочей жидкостью. Захват тянущего устройства возвращают в первоначальное положение и цикл выдавливания повторяют. Способ гидропрессования позволяет деформировать без подогрева высокопрочные металлы с большими степенями вытяжки. Недостатками способа являются необходимость применения дорогостоящего оборудования и использование технологических операций герметизации контейнера. Сварку осуществляют вне контейнера. Для этого процесс выдавливания останавливают и осуществляют разгерметизацию

контейнера. Это ограничивает производительность оборудования и увеличивает стоимость продукции.

Известен способ [25], содержащий следующие последовательные операции: изготовление цилиндрических заготовок и их нагрев, тёплое прямое прессование в обогреваемом контейнере заготовок одна за другой. При этом очередную заготовку подают в контейнер в момент, когда длина недо-прессовки становится не менее глубины очага деформации во избежание образования пресс-утяжины. Заготовкой недопрессовка выдавливается из очка матрицы и цикл повторяется. При реализации способа сокращаются такие вспомогательные операции как отвод контейнера от матрицедержате-ля, отделение изделия от пресс-остатка и пресс-остатка от матрицы. Способ повышает выход годного и производительность труда. Недостатками способа являются трудности реализации при горячем прессовании. В этом случае непрерывность процесса осложняется образованием окисных плёнок. На нагрев заготовок до прессования и поддержание их температуры требуется оборудование для безокислительного нагрева. Нагрев всего объёма заготовок до прессования требует значительных энергозатрат.

Всё вышесказанное определяет современную промышленную техно логию переработки исходного сырья - титановой губки в прутки и проволоку, которая включает следующие переделы и технологические операции [26]: изготовление расходуемых электродов; выплавка титановых сплавов в ва-куумно-дуговых печах с расходуемым электродом и отливка слитков; двойной переплав; обточка слитков; нагрев до температуры 900...1200°С в атмосфере инертного газа (аргон или гелий); предварительная горячая деформация ковкой на молоте или вертикальном прессе, либо прессованием на горизонтальном прессе; чистовая обточка; нагрев под прокатку в защитной атмосфере; горячая прокатка и получение катанки; контроль качества катанки; очистка катанки от окалины травлением; промывка; нанесение подсма-зочного покрытия (эта операция необходима перед волочением в связи с тем, что титан плохо абсорбирует смазку; сушка; волочение с промежуточными отжигами; окончательная термическая обработка. Всю готовую прово-

локу подвергают вакуумному отжигу. Газонасыщенный кислородом слой удаляют при травлении.

В заключение необходимо отметить следующее. Сложившаяся технология производства прутков и проволоки базируется на переработке стандартных массивных слитков, что существенно удорожает производство. В технологию включены такие энергоёмкие процессы как производство расходуемых электродов и последующий их переплав в вакуумных печах.

Для повышения эффективности технологии необходим поиск альтернативных технологий, обеспечивающих существенное повышение производительности и снижение удельных материальных, технических, трудовых и энергетических затрат. К числу таких технологий можно отнести водородную технологию производства пресс-изделий из титановых отходов без их переплавки, разработанную в МАТИ им. К.Э.Циолковского [27]. Первой операцией технологии является очистка отходов от остатков смазочно-охлаждающих жидкостей и механических включений и дробление стружки. Далее осуществляется холодное прессование в закрытой или разъемной пресс-форме под давлением 400...700МПа до относительной плотности брикета р=0,5...0,8 (пористость 5=20...50%) в оболочке из мягкой стали или листового титана. После прессования следует нагрев брикетов, совмещенный с наводораживанием либо в водородной или а аргоно-водородной средах, либо запрессовкой в брикет гидрида титана или наводороженнсй стружки. Наводороженный брикет подвергается горячему компактировавию под давлением бООМПа и температуре 850...1050°С в зависимости от марки сплава. При этом происходит физический контакт между поверхностями отходов, спрессованных в брикет. Для того, чтобы физический контакт между частицами превратить в химический после горячего компактирования осуществляется термическая (термоводородная) обработка брикетов. Термо-. водородная обработка брикетов завершается вакуумным отжигом с целью уменьшения содержания водорода до безопасного уровня, исключающего развитие водородной хрупкости в процессе эксплуатации деталей. Однако использование процесса наводораживания титана требует специального

оборудования и снижает технологичность способа изготовления титановых изделий из отходов без их переплава.

В [28] предлагается следующая технология получения монолитных изделий из некомпактных титановых отходов. На первом этапе осуществляется холодное прессование брикетов в закрытой пресс-форме под давлением 700...800МПа. Спрессованные брикеты спекают в вакууме 10~4 мм.рт.ст. при температуре Ю00...1200°С в течение 10...16 часов. При этом, как сообщается в работе, происходит очистка титана от магния, хлорида магния и водорода. Относительная плотность спрессованных и спеченных брикетов составляет р=0,95 (пористость 8=5%). Далее брикеты пластически деформируют до степени деформации е=15...20%; вновь спекают в вакууме 10"4 мм.рт.ст. при температуре 900...1000°С и подвергают окончательной обработке давлением до получения требуемых изделий.

Представляет интерес технологический процесс переработки титановой губки в компактный титан, разработанный в СКБ гидроимпульсной техники СО РАН [29], исключающий предварительное наводораживание титана. Технология включает предварительное холодное формование губки в брикеты; нагрев их до 200°С и допрессовку при этой температуре; индукционный нагрев и горячую штамповку полученных плотных брикетов. Предварительное холодное формование губки осуществляется до относительной плотноЬти брикетов р=0,65...0,7 (пористость 5=30...35%) при давлении 200...400МПа. Затем полученные брикеты нагревают до 200°С и допрессо-вывают в закрытом штампе до относительной плотности р=0,97...0,98 (8=30...35%) под давлением 1200...1500МПа [30] с использованием твердой смазки на основе дисульфида молибдена ВНИИНП-229. После допрессовки брикеты повторно нагревали в индукционной установке до температуры 1150...1200°С и допрессовывали под давлением не ниже 50МПа или выдавливали. Показано, что уже при выдавливании с вытяжкой (1=1,5 обеспечивается получение значений предела прочности титана в интервале 323...348МПа и относительного удлинения и сужения при разрыве соответ-

ственно 19,8...33 и 67,8...82,2 %. Увеличение вытяжки свыше 1,5 не приводит к существенному изменению механических свойств. Исследование коррозионной стойкости заготовок, полученных по технологии [29], и контрольных образцов из титана ВТ-1 проведено в течение 100 часов в 10%-ном растворе соляной кислоты при комнатной температуре. Скорость коррозии исследуемых и контрольных образцов была практически одинаковой и составила 0,4...0,5 г/м2ч. На основании выполненных исследований в работе [28] сделан вывод, что по разработанной технологии переработки титановой губки можно получить титан, не уступающий по физико-механическим свойствам и коррозионной стойкости техническому титану, производимому традиционным способом с использованием вакуумного переплава губки.

* 1.2. Моделирование прямого осесимметричного выдавливания прутков

Научные основы обработки металлов давлением, в том числе выдавливания заложены в работах С.И.Губкина, А.А.Ильюшина, Г.А.Смирнова-Аляева, Е.П.Унксова, А.Д.Томленова, Л.И.Перлина, М.З.Ерманкэ: Л.В.Прозорова, П.И.Полухина, Г.Я.Гуна, В.Я.Колмогорова, Б.М.Готлиба и др., а также зарубежных - К.Зибеля, Э. Томсена, В.Джонсона, А.Надаи и др. [31-40]. Основное внимание в данных работах уделено оценке энергосиловых параметров технологических процессов, изучению напряженного и деформированного состояния, исследованию влияния сил трения на неравномерность деформации. Зависимость параметров осесимметричного формоизменения от геометрии очага деформации длительное время является предметом исследований. С целью нахождения оптимальной геометрии очага деформации применяются различные экспериментальные и аналитические методы.

И.Л.Перлин [41] дает значительное количество примеров недопрес-совок различных материалов, иллюстрирующих образование, увеличение или уменьшение упругих зон в зависимости от свойств материалов.

ПА.Смирнов-Апяев [42] приводит данные В.П.Чикидовского об аналитических исследованиях углов конусности матриц для прямого выдавливания. В результате анализа сделан вывод о том, что в случае применения конусных матриц для выдавливания с вытяжками более 4 любой угол (в пределах 60.:,90ч) матричной воронки может быть оптимальным. Этот результат получен также Л.В.Прозоровым [43].

В последнее время получили развитие экспериментально-расчетные методы определения напряженно-деформированного состояния в установившихся процессах пластического формоизменения, например поляриза-ционно-оптический метод и метод визиопластичвости [44-47]. Они позволяют находить компоненты тензоров напряжений и деформаций в различных точках пластической области в процессах плоского и осесимметричного деформирования.

В работе [44] при водятся .результаты исследований различных форм матриц поляризационно-оптическим методом. Утверждается, что лучшей по характеру напряженного состояния и износостойкости инструмента, деформированному состоянию заготовки и изменению внешней нагрузки является матрица, выполненная по соотношению:

1 +

Заключение диссертации по теме «Обработка металлов давлением», Соколов, Михаил Вячеславович

Выводы

1. Натурное моделирование процесса прессования титановой губки в закрытом контейнере позволило изготовить брикеты для последующего выдавливания и по результатам эксперимента определить зависимость остаточной пористости брикетов 5 от давления прессования рп. Оказалось, что область рациональных давлений находится в пределах 700.800 МПа;

2. С использованием элементов регрессионного анализа по экспериментальной зависимости рп/т5 = 1Г(8) определено уравнение регрессии (4.4). Проверка соответствия выбранного уравнения регрессии опытным данным показала, что принятое уравнение адекватно описывает экспериментальные данные и его можно использовать в качестве модели исследуемого процесса;

3. Уравнение (4.4) аналогично уравнению (2.26), полученному в п.2.4 в результате математического моделирования процесса прессования пористой массы в закрытом контейнере. Это свидетельствует об адекватности математической модели прессования пористой массы в закрытом контейнере реальному процессу;

4. В результате выдавливания брикетов с исходной пористостью 8% с вытяжкой ц=9 в матрицу с углом конусности а=60° при температуре нагрева 500°.600°С получены прутки диаметром 10 мм, часть которых (три прутка), в соответствии с контрактом №АМ-7684 "Моделирование и математическое обеспечение новой технологии полунепрерывного выдавливания и волочения проволочной заготовки", были представлены фирме "Sandia National Laboratories Tia Reid" (USA) для дальнейших исследований;

5. Температура выдавливания составных Ti+Cu- заготовок ТВЫД=500°.600°С обеспечивает возможность нагрева таких заготовок в печах без защитной атмосферы с минимальным газопоглощением;

6. Механические свойства у неотожженных прутков достигают уровня, сопоставимого со свойствами нелегированного титана марки Gr3 по условиям стандарта ASTM В265 и составляют: ат=341.347МПа; ав=470.483МПа

8=19,3.22,7%. Пластичность выдавленных прутков достаточна для их последующего волочения;

7. Для волочения целесообразно использовать проволочную заготовку, полученную повторным выдавливанием прутков, размещенных пакетным способом в медной оболочке, являющейся одновременно газонепроницаемым пластичным матричным материалом. После повторного выдавливания композитной заготовки получена проволочная заготовка диаметром 2,5.3,0мм;

8. В результате волочения проволочной заготовки получена проволока диаметром 1,92.2,0мм, часть которой, в соответствии с контрактом №АМ-7684, была представлена фирме "Sandia National Laboratories Tia Reid" (USA) для дальнейших исследований;

9. Механические свойства отожженной проволоки, изготовленной из титановой губки методом полунепрерывного выдавливания и последующего волочения, достигают уровня, сопоставимого со свойствами холодно-деформированного технического титана марки ВТ1-0 и составляют: as=350.370Mfla; 5=34.42%. Прутки и проволока, полученные по предложенной в диссертации технологии могут найти широкое применение в ряде областей машиностроения в виде коррозионностойких титановых изделий, таких как: арматура, соединительные элементы, крепеж и т.д., к которым нет особых регламентированных требований по механическим свойствам;

10. Результаты математического и натурного моделирования процесса изготовления прутков из титановой губки позволили предложить концепцию технологической схемы изготовления проволоки из некомпактного титанового сырья, в которой исключены операции выплавки и обработки давлением крупных слитков.

Заключение

Результаты научных исследований приведены в выводах по каждому разделу. Здесь дадим лишь общую характеристику результатов работы.

В главе 1 показаны общие подходы к проблеме математического моделирования процессов выдавливания и волочения некомпактных материалов с использованием основных положений теории пластичности пористых тел.

В главе 2 с использованием структурно - феноменологического подхода механики гетерогенных материалов построена модель пористого тела, которая позволяет описать характер изменения геометрии частиц и пор при значительных пластических деформациях рассматриваемого структурно-неоднородного материала. На основе построенной модели пористого тела определены и сформулированы новые физические уравнения и определяющие соотношения для пористого материала, позволяющие определить границы изменения, входящих в них параметров, для различных стадий необратимого формоизменения.

Осуществлено сравнение введенных физических уравнений, соответствующих условию текучести цилиндрического типа, с известными физическими уравнениями пористых тел, соответствующими условию текучести эллиптического типа. Показано, что результаты сравнения достаточно близки, если поры имеют одинаковую, например, сферическую форму. Отсутствие в новых физических уравнениях дилатансационного соотношения позволяет в ряде задач достаточно легко осуществлять интегрирование энергетического уравнения и получать аналитические решения краевых задач механики обработки давлением пористых материалов, что обычно не удается при использовании физических уравнений, связанных с условием текучести эллиптического типа.

Введена математическая модель внешнего трения для структурно-неоднородного (гетерогенного) материала, у которого на поверхность, наряду с деформируемым металлом, выходят и поры. Такая модель при расчётах даёт возможность учитывать поверхностную пористость материала на контакте с инструментом. Использование такой модели существенно упрощает определение граничных условий на поверхности контакта пористого деформируемого металла с инструментом.

В результате тестирования введенных физических уравнений при решении задач сжатия некомпактного материала в закрытой прессформе и пластического течения пористого тела при сжатии шероховатыми плитами показано, что введенные физические уравнения могут быть использованы при анализе процессов пластического течения пористых материалов с различной геометрией и расположением пор.

В главе 3 приведены результаты моделирования пластического течения пористого материала осесимметричной заготовки при выдавливании ее из сужающегося канала, образованного рабочими поверхностями цилиндрического контейнера и матрицы. Для решения краевой задачи использованы модель пластически сжимаемого тела и физические уравнения, введенные в главе 2. Подтверждено существование области оптимальных значений угла конусности матрицы при выдавливании 60°<2а<120°, при которых давление выдавливания ниже, чем при конусности 2а<60° и 2а>120°. Поэтому для получения изделий с минимальной остаточной пористостью следует, исходя из ограничений по мощности пресса, применять максимальные вытяжки с использованием матриц конусностью 60°<2а<120°.

Для оценки остаточной пористости прутков, выдавленных из некомпактной заготовки разработана методика, позволяющая оценивать по заданной остаточной пористости выдавленных прутков необходимое давление выдавливания и требуемую для этого вытяжку, т.е. дает возможность определять технологические параметры, при которых достигается требуемая остаточная пористость выдавленных прутков.

В результате выполненного математического моделирования процесса полунепрерывного выдавливания определены условия схватывания торцевых поверхностей недопрессовки и заготовки при совместной пластической деформации без образования дефектов типа микронесплошностей. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о целесообразности применения для полунепрерывного выдавливания заготовок бочкообразной формы, изображенных на рис.3.8,г.

Предложен способ полунепрерывного выдавливания, который позволяет получить длинномерную проволочную заготовку из слитков малого развеса. Этот способ существенно упрощает традиционную технологию получения проволоки из труднообрабатываемых металлических материалов, в частности титана, склонного к налипанию на инструмент и к сильной окисляемости при нагреве. Защита обрабатываемой заготовки от вредного воздействия газов и налипания на инструмент обеспечивается металлической оболочкой, в которую помещается заготовка в процессе полунепрерывного выдавливания.

Расчеты допустимой вытяжки при волочении пористой проволочной заготовки без противонатяжения показали, что влияние исходной пористости на величину допустимой вытяжки практически несущественно. Причем, снижение трения на поверхности контакта заготовки с инструментом приводит к повышению значений допустимой вытяжки, что говорит о целесообразности использования в качестве дальнейшего волочения выдавленных прутков волочение в режиме гидродинамического трения. Оксидирование поверхности титановой проволочной заготовки перед волочением в режиме гидродинамического трения позволит уменьшить поверхностную пористость и снизить налипание титана на инструмент.

В главе 4 осуществлено экспериментальное исследование процессов прессования брикетов из титановой губки; выдавливания спрессованных брикетов в прутки и дальнейшего волочения прутков.

В ходе натурного моделирования процесса прессования титановой губки в закрытом контейнере при комнатной температуре определено рациональное давление прессования 800МПа, при котором остаточная пористость брикетов составляет 8%.

Натурное моделирование процесса прямого выдавливания с вытяжкой ц=9 в матрицу с углом конусности а=60° при температуре нагрева 600.650°С показало, что при исходной пористости брикетов 8% после выдавливания остаточная пористость прутков имеет значение менее 1,5%. Механические свойства у неотожженных прутков достигают уровня, сопоставимого со свойствами нелегированного титана марки Gr3 по условиям стандарта ASTM В265 и составляют: ат=341.347МПа; ав=470.483МПа 5=19,3.22,7%.

Повторное выдавливание композитной заготовки, состоящей из прутков, размещенных пакетным способом в медной оболочке, которая, в свою очередь, является газонепроницаемым пластичным матричным материалом, позволяет получить практически беспористую проволочную заготовку диаметром 2,5.3,0мм.

В результате волочения проволочной заготовки получена проволока диаметром 1,92.2,0мм. Механические свойства такой проволоки после вакуумного отжига достигают уровня, сопоставимого со свойствами холодноде-формированного технического титана марки ВТ1-0 и составляют: а8=350.370МПа; 8=34.42%.

В завершении работы на основе созданных в диссертации научно-обоснованных и экспериментально опробованных предпосылок предложена концепция технологической схемы изготовления проволоки из некомпактного титанового сырья, в которой в отличие от результатов других исследователей исключены операции вакуумного спекания брикетов, их ковки и вакуумного отжига перед последующей пластической деформацией. Предложенный вариант пластической деформации титановой губки представляется наиболее экономичным при производстве титановых изделий, не регламентируемых особыми требованиями к механическим свойствам.

Результаты исследований внедрены в изготовление прутков и проволоки из титановой губки, которые были переданы по контракту фирме "Sandia National Laboratories" (USA). Общая стоимость контракта составила 20.000 USD. Долевое участие соискателя в выполненных работах по контракту оценено в 30%, что составило 6.000 USD (приложение 5).

Основные научные и практические результаты исследования:

- доказана целесообразность применения структурно-феноменологического подхода механики гетерогенных материалов и на его основе разработана новая модель пористого материала, которую применили для исследования процессов прессования, выдавливания и волочения пористых материалов;

- с использованием структурно-феноменологического подхода, для которого характерна связь геометрической структуры и физико-механических свойств зернистого каркаса со свойствами сопротивления пористых тел необратимому формоизменению, проведена конкретизация математической модели пористого тела;

- для учета поверхностной пористости некомпактного материала на контакте с инструментом в процессах обработки давлением построена математическая модель внешнего трения для структурно-неоднородного (гетерогенного) материала, у которого на поверхность, на ряду с деформируемым металлом, выходят и поры, упрощающая постановку граничных условий на поверхности контакта деформируемого металла с инструментом;

- в рамках ассоциированного закона течения предложены простые для использования в инженерной практике определяющие соотношения и физические уравнения пористого тела вида тельных напряжений, Н - интенсивность скорости деформации сдвига; Оу -компоненты тензора напряжений; а - среднее нормальное напряжение, -компоненты тензора скорости деформации; - скорость относительного изменения объема; т5- предел текучести, 5- относительная пористость, кф кркоэффициенты, характеризующие геометрию, расположение и различие в размерах отдельных пор;

- доказано, что введенные физические уравнения пористого тела могут успешно применяться в решении прикладных задач по исследованию напряженно-деформированного состояния некомпактных материалов в процессах обработки давлением.

- созданы научно-обоснованные предпосылки для разработки технологической схемы изготовления прутков и проволоки из титановой губки, котогде Т- интенсивность касарая позволяет использовать в качестве сырья отходы металлургического производства, некомпактное сырье в виде порошка, губки, гранул и т.п., и предложена концепция технологического процесса;

- предложен и экспериментально опробован метод полунепрерывного выдавливания пористых заготовок, позволяющий получать длинномерные прутки из пористой заготовки малого развеса, и определена форма исходной заготовки;

- в диссертации, в части связанной с выполнением работ по контракту "Моделирование и математическое обеспечение новой технологии полунепрерывного выдавливания и волочения проволочной заготовки", заключенного между ИМАШ УрО РАН и "Sandia National Laboratories Tia Reid "(USA), получены прутки и проволока из титановой губки;

- подана заявка на изобретение, на которую получено уведомление о положительном результате формальной экспертизы заявки на патент за №97103275 с приоритетом от 04.03.97.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Соколов, Михаил Вячеславович, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Производство титановых сплавов. Сб. Статей, вып.6, ВИЛС.1971.

2. Мороз Л.С., Ушков С.С.- В кн.: Новый конструкционный металл - титан. -М.: Наука,1972. с.89-93.

3. Глазунов С.Г., Моисеев В.Н. Конструкционные титановые сплавы. М.: Металлургия, 1974. 368 с.

4. Гармата В.А., Гуляницкий B.C., Крамник В.Ю. Металлургия титана. М.: Металлургия, 1968. 649 с.

5. Александров В.К., Аношкин Н.Ф., Бочвар Г.А. и др. Полуфабрикаты из титановых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 512 с.

6. Колачев Б.А., Гибадуллин P.M., Пигузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1980. 280 с.

7. Мальцев М.В. Термическая обработка тугоплавких редких металлов и их сплавов. М.: Металлургия, 1974. 344 с.

8. Бай А.Л., Лайнер Д.И., Слесарева E.H. и др. Окисление титана и его сплавов. М.: Металлургия, 1970. 317 с.

9. Ерманок М.З., Соболев Ю.П. , Гельман A.A. Прессование титановых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 265 с.

10. Солнцев С.С. Туманов А.Т. Защитные покрытия металлов при нагреве. М.: Машиностроение, 1976. 240 с.

11. Олесов Ю.Г., Устинов B.C., Дрозденко В.А., Антипин Л.Н. Порошковая металлургия титана. М.: Металлургия, 1981. 248 с.

12. Галактионова H.A. Водород в металлах. М.: Металлургия, 1967. 303 с.

13. Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. М.:Металлургия,1985. 216с.

14. Zwicker U., Walter G. A method of improving the workability of titanium alloys, U.S. patent N2892742, NC1.148-115, June 30,1959.

15. Аксенов Ю.А., Башкин И.О., Колмогоров В.Л. и др. Влияние водорода на пластичность и сопротивление деформации технического титана ВТ1-0 при температурах до 750°С.// Физика металлов и металловедение, 1989. Т.67. Вып.5. с.993-999.

16. Анисимова Л.И., Аксенов Ю.А., Бадаева М.Г. и др. Обратимое легирование водородом и деформация титанового сплава ВТ6.// Металловедение и термическая обработка металлов, 1992. №2. с.43-45.

17. Колачев Б.А., Носов В.К. Водородное пластифицирование и сверхпластичность титановых сплавов.// Физика металлов и металловедение, 1984. Т.57. Вып.2. с.286-297.

18. Носов В.К., Колачев Б.А. Водородное пластифицирование при горячей деформации титановых сплавов. М.; Металлургия, 1986. 118с.

19. Понятовский Е.Г., Башкин И.О., Сеньков О.Н. и др. Влияние водорода на пластичность и сопротивление деформации титанового сплава ВТ20 при температурах до 740°С. // Физика металлов и металловедение, 1989. Т.68. Вып.6. С.1167-1172.

20. Malyshev V.Yu., Bashkin I.O., Lappo I.S., Ponyatovskii E.G. Hydrogen plasticizing in titanium powder// The Physics of Metals and Metallography, Vol.74, No.1,1992.p.p.91-95.

21. Aksyonov Yu.A., Anisimova L.I., Kolmogorov V.L. Reversible addition of hydrogen to titanium alloys II J.of Mater. Proc. Technol., 40 (1994) p.p.477-489.

22. Миронов O.C. // Технология легких сплавов. 1970, № 6. с.45-50.

23. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 450632 МКИ В 21 j 5/00.

24. Уральский В.И., Плахотин B.C. Производство фасонных профилей методом гидропрессования. М.: Машиностроение, 1978.

25. Могучий Л.Н. Обработка давлением труднодеформируемых материалов. М.: Машиностроение, 1976. 272с.

26. Колпашников А.И., Мануйлов В.Ф., Ширяев Е.В. Армирование цветных металлов и сплавов волокнами. М.: Металлургия, 1974. 248с.

27. Колачев Б.А., Шевченко В.В., Низкин И.Д., Дроздов П.Д. Теоретическое обоснование водородной технологии производства пресс-изделий из титановых отходов без их переплавки. // Известия вузов. Цветная металлургия. 1997. №4. с.60-65.

28. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1980. 496с.

29. Ободовский Е.С., Лаптев A.M. Влияние технологических факторов на свойства плотных брикетов и изделий из титановой губки. // Порошковая металлургия, 1987, №4. с.28-33.

30. Лаптев A.M., Ободовский E.G. Пластическая деформация губчатого титана. // Порошковая металлургия, 1986, №7. с.19-25.

31. Перлин И.Л. Теория прессования. М.: Металлургия, 1964. 344с.

32. Ерманок М.З., Соболев Ю.П., Гельман A.A. Прессование титановых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 264с.

33. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К.. Физические основы пластической деформации. /Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1982.151с.

34. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1983. 351с.

35. Колмогоров В. Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970. 230с.

36. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. 688с.

37. Готлиб Б.М., Добычин И.А., Баранчиков В.М. и др. Адаптивное управление процессами обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1985. 144с.

38. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов / Пер. с англ. М.: Машиностроение,1969. 504с.

39. Джонсон В., Кудо X. Механика процессов выдавливания металла: Пер. с англ. М.: Металлургия,1965.174с.

40. Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. М.: Металлургия, 1975. 448с.

41. Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. Инженерные методы расчета. П.: Машиностроение, 1968. 271с.

42. Прозоров Л.В. Прессование стали и тугоплавких сплавов. М.: Машиностроение, 1969. 244с.

43. Гаращенко В.И. Исследование поляризационно-оптическим методом закономерностей взаимодействия пластичности деформируемого тела с упругим инструментом: Автореф. дисс. ...канд. техн. наук. М.: 1972. 21с.

44. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1983.175с.

45. Дель Г.Д. Технологическая механика. М.: Машиностроение, 1978. 269с. ;

46. Огородников В.А., Нахайчук В.Г., Кутний В.Е., Райныш В.А. Методика расчета ресурса пластичности при осесимметричном выдавливании II Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: Тульский политехнический институт. 1977.С.105-117.

47. Павлов H.H. Прессование и прокатка металлических порошков./ Учебное пособие. Ленинград, изд-во ЛПИ им. М.И.Калинина, 1980. 64с.

48. Дорофеев Н.Г. Динамическое горячее прессование в металлокерамике. -М.: Металлургия, 1972. 176с.

50. Буланов В.Я., Лаппо И.С., Анциферов В.Н., Перельман В.В., Талуц Г.Г. Гидростатическое формование порошков. Екатеринбург: УИФ "Наука", 1995.300с.

51. Друянов Б.А., П.ирумов А.Р. Исследование процесса экструзии пористого материала // Вестник машиностроения. 1980. № 9.С.61-62.

52. Друянов Б.А. Прикладная теория пластичности пористых тел. М.: Машиностроение, 1989. 168с.

53. Грин Р. Дж. Теория пластичности пористых тел // Сб. переводов "Механика". 1973. № 4. с.109-120.

54. Логинов Ю.Н., Шарафутдинов Н., Колмогоров В.Л. Об уравнениях связи напряжений и деформаций для сжимаемого жестко-пластического материала.// Бюллетень ВИЛСа. Технология легких сплавов, 1977. № 4. с.20-25.

55. Логинов Ю.Н. Формоизменение пористого цилиндра при осадке.// Межвуз. сб. науч. тр. "Обработка металлов давлением". Свердловск: Изд-во УПИ, 1986. с.23-28.

56. Логинов Ю.Н. Уравнения связи напряжений и деформаций и условия трения для порошков твердых сплавов.// Межвуз. сб. науч. тр. "Обработка металлов давлением". Свердловск: Изд-во УПИ, Вып.5, 1978, с.47-53.

57. Корнилов В.Н. Новые разработки в области непрерывного прессования //Технология легких сплавов. 1990. № 11. с.60-62.

58. Глебов Ю.П. О прессовании прутков без оставления прессостатков.// Цветные металлы, 1962. № 7. с.65-67.

59. Король В.К., Гильденгорн М.С. Основы технологии производства многослойных металлов. М.: Металлургия. 1970. 236с.

60. Колмогоров В.Л., Орлов С.И., Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая подача смазки. М.: Металлургия, 1975. 265 с.

61. Залазинский А.Г. Расчет предельно допустимых вытяжек при волочении биметаллической проволоки.// Межвуз. сб. науч. тр. "Обработка металлов давлением". Свердловск: Изд-во УПИ, 1974.

62. Справочник по триботехнике / Под ред. М. Хебды и A.B. Чичинадзе. В 3-х т., т.1. Теоретические основы.М.'.Машиностроение,1989,400 с.

63. Залазинский А.Г. Системное моделирование и совершенствование технологии обработки давлением композитов электротехнического назначения: Автореф. дисс .... доктор технич. наук. Екатеринбург, 1992. 25с.

64. Колмогоров В.Л., Орлов С.И., Селищев К.П. Волочение в режиме жидкостного трения. М.: Металлургия, 1971. 156с.

65. Комиссаров А.Ф., Клюев Л.И., Шабашов A.A. Прокатный стан для изготовления сверхпроводящих шин. Свердловск: 1979, 9с.(Деп. в ВИМИ, MPC "ТТЭ", 1982 г. № Д04227).

66. Макушок Е.М. Механика трения. Минск: Наука и техника, 1974. 252с.

67. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. и др. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением . М.: Металлургия, 1976. 416с.

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

69. Вейлер С.Я., Лихтман В.И. Действие смазок при обработке металлов давлением. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 232с.

70. Залазинский А.Г., Новожонов В.И. Теплообмен, теплофизические свойства и реология в системе проволока - смазка - инструмент при теплом волочении.// Межвуз. сб. науч. тр. "Обработка металлов давлением". Свердловск: Изд-во УПИ, 1978.

71. Колмогоров В.Л. Гидродинамическая подача смазки при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. 168с.

72. Авторское свидетельство СССР № 165416, МКИ В21с 3/14/ Ю.Н.Ермаков, Б.Г.Зубов, С.И.Орлов, В.Л.Колмогоров и др. // Бюл. изобр., 1964г. №19.

73. Залазинский А.Г., Ляшков В.Б. Расчет силовых параметров и допустимых вытяжек при волочении волокнистых композиционных материалов II Теория и практика производства метизов: Межвузовский сб. Магнитогорск: МТМИ, 1975. Вып.11. с.139-144.

74. Колмогоров В.Л., Битков В.В., Залазинский А.Г. и др. Волочение труб и проволоки из цветных металлов с гидродинамическим подводом смазки // Цветные металлы, 1978. № 9. С.54-57.

75. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1980. 734с.

76. Дегтярев И.С., Колмогоров В.Л. О вариационном принципе для медленного течения сжимаемой вязкопластической среды // Сб.трудов Пермского политехнического института. 1972, №112.с.Зг12.

77. Дегтярев И.С., Логинов Ю.Н. Прессование некомпактного материала через коническую матрицу // Бюллетень ВИЛС "Технология легких сплавов". 1975. №6. с.24-27.

78. Теория ковки и штамповки / Е.П.Унксов, У.Джонсон, В.Л.Колмогоров и др.: Под ред. Е.П.Унксова и А.Г.Овчинникова. М.: Машиностроение, 1992. 720 с.

79. Сегал В.М., Резников В.И., Малышев В.Ф. Вариационный функционал для пористого тела // Порошковая металлургия, 1981. №7.с.15-18.

80. Корнилов В.Н. Непрерывное прессованное со сваркой алюминиевых сплавов./ Красноярск:: изд-во педагогического института, 1993. 216с.

81. Кочергин К.А.. Сварка давлением. Л.: Машиностроение, 1972. 216с.

82. Семенов А.П. Схватывание металлов. М.: Машгиз. 1958. 280 с.

83. Parks G.M. Recrystallization welding. The Welding Journal. May,

1953.V.32.№ 5. P. 18-21.

84. Durst G.A. A few observation on solid phase bonding. Metaii progress. 1947. V. 57.№ 1. p.p.97-101.

85. Макара A.M., Назарчук A.T. О механизме диффузионной сварки и повышении качества соединений // Автоматическая сварка. 1969.№4.с.23-28

86. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка в вакууме. М.: Машиностроение, 1968. 331 с.

87. Айбиндер С.Б., Кпокова Э.Ф. О механизме возникновения сцепления при холодной сварке металлов // Известия АН Латв.ССР.1954.№10.с.113.

88. Tillecote R.F. Investigation of pressure welding. British welding Journal.

1954. v.1. №3. p.p.117-135.

89. Колмогоров В.Л., Шарафутдинов H., Залазинский А.Г. Расчет прочности соединения при совместном деформировании однородных металлов // Известия вузов. Черная металлургия. 1976. №2.с. 102-106.

90. Кравченко В.Л. О холодной сварке металлов с чистой поверхностью // Автоматическая сварка. 1970. №6.с.25-27.

91. Гельман Л.С. Основы сварки давлением. М.: Машиностроение, 1970. 312с.

92. Буше H.A. и др. Дислокационная теория схватывания./ Труды ЦНИИМПС. Вып.233. М.: Транжелдориздат, 1962.С.4-12.

93. Астров Е.И. Некоторые вопросы теории сцепления при взаимодействии твердых металлов с расплавленными и при совместном пластическом. деформировании металлов Н Сб. Трудов Горьковского проектно-технологического и научно-исследовательского института. Изд-во Волго-Вятского CHX, 1963. №3.

94. Семенов А.П. Исследование схватывания металлов при совместном пластическом деформировании. М.: Изд-во АН СССР, 1953. 120с.

95. Корнилов В.Н., Шепельский Н.В. Влияние обновления контактной поверхности гранул на прочность их схватывания / Технология легких сплавов. 1985. № 2. с.22-25.

96. Гильденгорн М.С. , Керов В.Г., Кривонос Г.А. Прессованное со сваркой полых изделий из алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1975. 240с.

97. U. Stahlberg and H. Keife. A powder-compaction model and its application to extrusion,, J. of Mater. Proc. Technol., 30 (1992) .p.p.143-157.

98. M.P.Schreiber. J.Mech. Work Technol., 12 (1985).p. 243.

99. W.Johnson and P.B.Mellor. Engineering Plasticity, Nostrand Reinhold,New York, 1973.

100. H. Keife and U.Stahlberg. J. Mech. Work Technol., 9 (1984).p.37.

101. J.J.Dunkley and R.J.Causton. Powder Metall.lnt., 8 (1976).p. 115.

102. J.J.Dunkley and R.J.Causton. Powder Technol., 13 (1977).p. 13.

103. J.J.Dunkley and R.J.Causton. Proc. Int. Conf. Metals Society, Sheffild, July 1979.

104. G. Friedman. Int. J. Powder Metall. Powder Techno!., 16 (1980).p. 29.

105. A.G.Mamalis, A.Kandeil, M.D. de Malherbe and W.Johnson, J.Mech.Work Technol., 4 (1981).p. 237.

106. N.V.Biba, H.Keife and U.Stahlberg. A finite-element simulation of powder compaction confirmed by model-materials experiment. J.of Mater. Proc. Technol., 36 (1993).p.p. 141-155.

107. O.C.Zienkiewich, The finite element method, Mc Graw-Hill, New-York,3rd ed„ 1977.

108. A.R.Akisnya and A.C.F.Cocks. Stage I compaction of cylindrical particles under non-hydrostatic loading. J.Mech.Phys.Soiids, vol.43, № 4. p.p.605-636, 1995.

109. Arzt,E. The influence of an increasing particle coordination on the densification of spherical powders. Acta Metall, 30, p.p.1881-1890,1982.

110. Helle,H.S., Easterling, K.E. and Ashby,M.F. Hot - isostatic pressing diagrams: new developments. Acta Metall, 33, p.p.2163-2174, 1985.

111. Ashby, M.F. Background reading: Hot isostatic pressing and sintering. Internal report, Cambridze University Engineering Department,Cambridze,1990.

112. Fleck,N.A., Kuhn.L.T. and Mc Meeking, R.M. Yielding of metal powder bonded by isolated contacts. J.Mech.Phys.Soiids, 40, p.p.1139-1162,1992.

113. Ogbonna.N. and Fleck,N.A. Compaction of an array of spherical particles.

4-

Acta Metall. Mater, (inpress), 1994.

114. Akisanya.A.R., Cocs.A.C.F. and Fleck,N.A. Hydrostatic compaction of cylindrical particles. J.Mech.Phys.Soiids,42,p.p.1067-1085,1994.

115. Fleck,N.A. On the cold compaction of powders.J.Mech. Phys. Solids (submitted), 1994.

116. Fischmeister,H.F. and Arzt,E. Densification of powders by particle deformation. Powder Metall, 26,p.p. 82-88,1983.

117. Liu.Y-M., Wadley.H.N.G. and Duva,J. Densification of porous materials by power law creep. Acta Metall.Mater. 42, p.p.2247-2260, 1994.

118. Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. M.: Наука, 1966. 234с.

119. Попильский Р.Я., Кондрашев Ф.В. Прессование керамических порошков. М.: Металлургия, 1968. 272 с.

120. Дубровин Б.А., Новиков С.П., Фоменко А.Т. Современная геометрия. М.: Наука, 1979. 759 с.

121. Гегузин Я.Е. Макроскопические дефекты в металлах. М.: Металлургиздат, 1962. 252 с.

122. Залазинский А.Г. Применение экстремальных теорем для определения напряжений и деформаций при развитом пластическом течении композита.// Известия АН СССР, МТТ.1984, № 6, с. 106-113.

V.

123. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. 744 с.

124. Вайнштейн Б.К. Современная кристаллография. Т.1. Симметрия кристаллов. Методы структурной кристаллографии. М., Наука, 1979. 384 с.

125. Залазинский А.Г., Колмыков В.Л., Соколов М.В. О физических уравнениях пористого тела. Тезисы докладов. 11-я Зимняя школа по МСС. Кн.1. Пермь.1997. с.135.

126. Залазинский А.Г., Колмыков В.Л., Соколов М.В. О физических уравнениях пористого материала.// Известия вузов. Цветная металлургия. 1997. №4. с.39-43.

t

127. Соколовский В.В. Теория пластичности. М. "Высш. школа", 1969. 608с.

128. Рудской А.И., Григорьев А..К. Теория деформирования пористых материалов с неупрочняющейся матрицей // Межвуз. сб. науч. тр. "Обработка металлов давлением". Свердловск: Изд-во УПИ, 1986. № 13. с.38-44.

129. Скороход B.B. Реологические основы теории спекания. Киев: Наукова думка, 1972.152 с.

130. Штерн М.Б., Сердюк Г.Г., Максименко Л.А. и др. Феноменологические теории прессования порошков. Киев: Наукова думка, 1982. 140 с.

131. Койтер В. Т. Общие теоремы теории упругопластических сред. Е.: Изд-во иностр. лит., 1961.

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

133. Колмогоров В.Л., Логинов Ю.Н. К расчету плотности и прочности изделий, получаемых прессованием некомпактного материала II Межвуз. сб. науч. тр. "Обработка металлов давлением". Свердловск: Изд-во УПИ, 1977. Вып. 4. с.84-87.

134. Корнилов В.Н., Русов И.Г., Белокопытов В.И. Аналитическая оценка коэффициента бокового давления при сжатии пористого металлического материала в контейнере. // Межвуз. сб. науч. тр. "Обработка металлов давлением". Свердловск: Изд-во УПИ, Вып.15, 1988, с.120-124.

135. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. 420 с.

136. Живов Л.И., Павлов В.А., Макагон В.И., Оресов Ю.Г. Технологические режимы горячей экструзии порошкового титана. // Теория и практика прессования порошков. Киев: Наукова думка, 1975. с.146-150.

137. Корнилов В.Н., Залазинский А.Г., Новожонов В.И. Феноменологическая модель схватывания однородных металлов // Известия вузов. Черная металлургия. 1996. №6. с.32-35.

138. Залазинский А.Г., Соколов М.В., Логазяк H.A. Моделирование процесса осесимметричного полунепрерывного выдавливания.// Сб.МИСиС. Труды науч.-технич. конф. "Теория и технология процессов пластической деформации-96" 8-10 октября 1996 г. М., МИСиС. 1997. с.443-449.

139. Залазинский А.Г., Новожонов В.И., Колмыков В.Л., Соколов М.В. Моделирование прессования брикетов и выдавливания прутков из титановой губки. Известия РАН, Металлы. 1997. № 6. с.64-68.

140. Горловский М Б., Меркачев В.Н. Справочник волочильщика проволоки. М.: Металлургия, 1993, 336с.

141. Зюзин В.И., Третьяков A.B. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. Челябинск: Металл, 1993. 368с.

142. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Буханова A.A. Механические свойства титана и его сплавов. М.: Металлургия, 1974. 544с.

143. Залазинский А.Г. Планирование эксперимента. Учебное пособие. Екатеринбург, ИМАШ УрО РАН и УГТУ-УПИ, 1998. 100с.

144. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М., Наука, 1971. 576с.

145. Новожонов В.И., Залазинский А.Г., Давыдова Л.С., Анисимова Л.И., Берсенев Ю.С. Исследование возможности получения прутков из титановой губки. // Цветные металлы. 1999. № 3. с.91-92.