Методы волочения металлов

рассмат¬риваемым элементом и составляющих его конечную относитель¬ную деформацию При этом за начальные и конечные размеры для каждой промежуточной деформации принимаются те размеры, которые имеет элемент до и после каждой рассматриваемой бес¬конечно малой деформации, а не размеры до и после рассматри¬ваемой конечной деформации. Интересно отметить, что интеграль¬ные показатели, соответствующие обжатиям 98 и 99%, сравни¬вавшиеся ранее, равны соответственно 3,9 и 4,6, т. е. заметно от¬личаются друг от друга и этим создают более правильные пред¬ставления о степенях деформаций в подобных процессах. Важ¬ным 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 пла¬стических деформаций продолжают применять показатели и объясняется, с одной стороны, переходом из теории упругих де¬формаций, а с другой — простотой определений.

Следует, однако, иметь в виду, что все перечисленные показа¬тели степени деформации полностью не отражают деформирован¬ного состояния обрабатываемого металла. В волочении, как и во всяком техническом процессе обработки металлов давлением, уд¬линение (или укорочение) отдельных элементов обрабатываемого объема в общем случае, помимо основных, или «чистых» сдвигов, сопровождается так называемыми дополнительными или «просты¬ми» сдвигами.

Только при удлинениях или укорочениях, протекающих в на¬правлениях главных деформаций 2, дополнительные сдвиги отсут¬ствуют.

В главе II показано, что даже в самом простом процессе воло¬чения круглого сплошного профиля из сплошной круглой заго¬товки 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 на¬правлением оси канала. У всех же остальных бесконечно малых элементов деформируемого объема направления главных осей деформации не совпадают с направлением оси волочильного ка¬нала и поэтому удлинения элементов в направлении оси канала сопровождаются дополнительными сдвиговыми деформациями. Величины этих деформаций зависят от формы волочильного ка¬нала и других условий процесса. Можно совершенно точно дока¬зать, что удлинения всех элементов, не располо¬женных на оси канала, в направлениях их главных осей деформа¬ции будут больше соответствующих удлинений элементов, рас¬положенных на оси канала.

Поэтому следует иметь в виду, что приведенные ранее показа¬тели степени деформации отражают лишь удлинения в направ¬лении оси канала, не учитывают дополнительных сдвигов, воз¬никающих во всех слоях в направлении этой оси, и являются заниженными по сравнению со средними значениями действитель¬ны4; деформаций удлинения. Это подтверждается тем, что металл, протянутый через волоку, при прочих воз¬можных равных условиях, более упрочнен, чем металл, дефор¬мированный растяжением. Но все же рассматриваемые показатели считаются основными потому, что при заданных условиях про¬цесса 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 воло¬чения зависят от большого количества самых разнообразных фак¬торов, влияние которых будет подробно разобрано дальше. В ос¬новном 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 прово¬локи.

Волочение можно вести либо через одну волоку, либо при по¬мощи специальных устройств одновременно через несколько во¬лок. В первом случае волочение называется однократным, во втором — многократным. Соответственно этому различают две основные группы волочильных машин— однократного и много¬кратного волочения. Принципиальные схемы многократных ма¬шин описаны далее.

Уменьшить диаметр круглого сплошного профиля можно и простым растяжением. Такой метод основан па известном из теории пластической деформации свойстве всякого круглого об¬разца, сделанного из металла, у которого предел текучести мень¬ше 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 умень¬шить площадь ее поперечного сечения и диаметр, не применяя "никакой волоки. Советскими исследователями М. И. Бойко и Н. И. Куклиным предложен метод непрерывного растяже¬ния проволоки, названный ими «бесфильерным волочением».

Основными недостатками этого метода нагружения, препят¬ствующими его массовому применению, являются: понижение пластичности обрабатываемого металла и необходимость после каж¬дого сравнительно небольшого растяжения подвергать обрабаты¬ваемый металл отжигу.

При обычном методе волочения частые отжиги не являются необходимыми; так, например, медь можно протягивать без от¬жига с суммарной деформацией, доходящей до 99% (20—25 пере¬ходов). Однако, если отсутствуют волоки или имеются другие препятствия применению обычного метода волочения, «бесфильерное волочение» может дать надлежащие технические результа¬ты. Следует отметить явление «самоогранения» тончайших про¬волок 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 ме¬талла.