RU2321469C2 - Method for plastic working of metals - Google Patents
Method for plastic working of metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321469C2 RU2321469C2 RU2005127525/02A RU2005127525A RU2321469C2 RU 2321469 C2 RU2321469 C2 RU 2321469C2 RU 2005127525/02 A RU2005127525/02 A RU 2005127525/02A RU 2005127525 A RU2005127525 A RU 2005127525A RU 2321469 C2 RU2321469 C2 RU 2321469C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- current
- zone
- deformation
- shafts
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к обработке металлов давлением (ОМД), и может быть использовано при прокатке, волочении, штамповке и плющении.The invention relates to the metallurgical industry, and in particular to metal forming (OMD), and can be used in rolling, drawing, stamping and flattening.
Известны способы обработки металлов давлением, включающие наряду с механической обработкой металла использование электрического тока для создания электропластического эффекта в зоне деформации заготовки.Known methods of metal forming, including along with the mechanical processing of metal, the use of electric current to create an electroplastic effect in the deformation zone of the workpiece.
Так, известен способ снижения прочности металла при пластической деформации, при котором через заготовку пропускают импульсный ток плотностью 103 А/мм2, длительностью 10-4 с, с частотой следования 20-25 имп./с (SU №393939 А, С22F 3/00, 25.10.1974).So, there is a known method of reducing the strength of a metal during plastic deformation, in which a pulse current with a density of 10 3 A / mm 2 , duration of 10 -4 s, with a repetition rate of 20-25 imp./s is passed through the workpiece (SU No. 393939 A, C22F 3 / 00, 10/25/1974).
Известен способ обработки металлов давлением, при котором в процессе механической обработки к заготовке прикладывают импульсный ток (SU №1687349 А1, В21J 5/08, 30.11.1991). Указанный способ является средством того же назначения, что и заявленный, и может быть использован в качестве наиболее близкого аналога.A known method of processing metals by pressure, in which during the machining process a pulse current is applied to the workpiece (SU No. 1687349 A1, B21J 5/08, 11/30/1991). The specified method is a means of the same purpose as claimed, and can be used as the closest analogue.
Техническими результатами, на достижение которых направлено изобретение, являются:The technical results to which the invention is directed are:
- повышение производительности металлообрабатывающего оборудования;- increasing the productivity of metalworking equipment;
- устранение необходимости проведения промежуточных отжигов заготовки в связи с отсутствием наклепа и подавлением структурного гамма-альфа-превращения в сталях, т.е. подавления выпадения мартенсита деформации;- eliminating the need for intermediate annealing of the workpiece due to the absence of hardening and the suppression of structural gamma-alpha conversion in steels, i.e. suppression of loss of martensite deformation;
- улучшение физико-химических свойств металлов, уменьшение электрического сопротивления, увеличение остаточной пластичности;- improving the physico-chemical properties of metals, reducing electrical resistance, increasing residual ductility;
- увеличение выносливости при знакопеременных нагрузках, а также повышение степени совершенства текстуры металла.- an increase in endurance under alternating loads, as well as an increase in the degree of perfection of the texture of the metal.
Указанные технические результаты достигаются за счет того, что в процессе механической обработки давлением к заготовке прикладывают импульсный ток, при этом при прокатке с помощью встречно вращающихся валков, волочении с помощью волок, при штамповке деформирующим инструментом или при плющении между встречно вращающимися деформирующими валами или в режиме стоячей волны между колеблющимися под влиянием ультразвука плашками прикладывают импульсы тока плотностью j=350000-1000000 А/см, длительностью τ=100-150 мкс, с частотой следования F, при прокатке, волочении или штамповке, определяемой из зависимости:These technical results are achieved due to the fact that during the machining by applying pressure to the workpiece, a pulsed current is applied, while rolling using counter-rotating rolls, drawing by means of dies, when stamping with a deforming tool or when flattening between counter-rotating deforming shafts or in the mode a standing wave between dies oscillating under the influence of ultrasound applies current pulses with a density of j = 350,000-1000000 A / cm, duration τ = 100-150 μs, with a repetition rate of F, when rolling e, drawing or punching, is determined from the relationship:
F=k·V/Δl,F = kV / Δl
где V - скорость движения заготовки;where V is the speed of movement of the workpiece;
Δl - длина зоны деформации между валами;Δl is the length of the deformation zone between the shafts;
k - целочисленный коэффициент, k>1, а при плющении - с частотой, соответствующей или кратной частоте ультразвуковых колебаний, задаваемой генератором ультразвука в интервале частот 10-17 кГц.k is an integer coefficient, k> 1, and when flattened, with a frequency corresponding to or a multiple of the frequency of ultrasonic vibrations specified by the ultrasound generator in the frequency range 10-17 kHz.
Экспериментально установлено, что электропластический эффект возникает при длительности импульсов не менее 100 мкс (оптимальные значения 100-150 мкс). При меньших значениях длительности эффект не имеет место из-за того, что импульс силы тока и импульс энергии недостаточен для стимулирования эффекта электропластической деформации. При больших (больше 150 мкс) значениях длительности импульсов возникает нежелательный нагрев металла и становится невозможным осуществление подачи тока с большими частотами, которые определяются скоростью движения заготовки, а также невозможностью создания импульсного тока с оптимальными значениями скважности импульсного процесса.It was experimentally established that the electroplastic effect occurs when the pulse duration is at least 100 μs (optimal values are 100-150 μs). At shorter durations, the effect does not occur due to the fact that the current pulse and the energy pulse are insufficient to stimulate the effect of electroplastic deformation. At large (more than 150 μs) values of the pulse duration, undesirable heating of the metal occurs and it becomes impossible to supply current with high frequencies, which are determined by the speed of the workpiece, as well as the impossibility of creating a pulse current with optimal values of the duty cycle of the pulse process.
Частота следования импульсов целиком определяется скоростью технологического процесса, поскольку каждый участок заготовки (при прокатке - это зона сжатия заготовки между валками, а при волочении - это протяженность калибрующей части волоки) внутри зоны деформации должен получать два импульса тока. Поэтому необходимая частота импульсного тока определяется делением скорости движения заготовки V сквозь зону деформации на длину этой зоны (Д1), которая, как правило, составляет доли или единицы миллиметра.The pulse repetition rate is entirely determined by the speed of the technological process, since each section of the workpiece (during rolling is the compression zone of the workpiece between the rollers, and when drawing is the length of the calibrating part of the die) inside the deformation zone should receive two current pulses. Therefore, the necessary frequency of the pulsed current is determined by dividing the speed of the workpiece V through the deformation zone by the length of this zone (D1), which, as a rule, is a fraction or unit of a millimeter.
Каждый участок заготовки, проходя зону деформации, подвергается последовательному воздействию не менее двух импульсов тока. За счет этой избыточности достигается гарантированное воздействие на каждый участок заготовки импульсов тока.Each section of the workpiece, passing the deformation zone, is subjected to the sequential action of at least two current pulses. Due to this redundancy, a guaranteed impact on each section of the workpiece of current pulses is achieved.
Амплитудная плотность тока является силовым фактором действия тока. Она вместе с длительностью импульсов определяет импульс силы и импульс энергии тока, действующих на заготовку в зоне деформации.The amplitude current density is a force factor in the action of the current. It, together with the duration of the pulses, determines the momentum of the force and the pulse of the energy of the current acting on the workpiece in the deformation zone.
Экспериментально установлено, что оптимальной амплитудной плотностью тока являются значения от 350000 А/см2 до 1000000 А/см2. Нижний предел относится к металлам, обладающим повышенным электрическим сопротивлением (сталь, нихром и т.д.), а верхний предел указанного интервала относится к металлам, обладающим высокой электропроводностью (медь, серебро, золото и т.д.).It was experimentally established that the optimal amplitude current density are values from 350,000 A / cm 2 to 1,000,000 A / cm 2 . The lower limit refers to metals with high electrical resistance (steel, nichrome, etc.), and the upper limit of this interval refers to metals with high electrical conductivity (copper, silver, gold, etc.).
Импульсы тока прикладывают к заготовке таким образом, что направление вектора плотности тока j преимущественно совпадает с направлением основных пластических деформаций в заготовке в зоне между валами.Current pulses are applied to the workpiece in such a way that the direction of the current density vector j mainly coincides with the direction of the main plastic deformations in the workpiece in the area between the shafts.
Импульсный ток может создаваться за счет потенциала, приложенного к отдельным валам, изолированным друг от друга.The pulse current can be generated due to the potential applied to the individual shafts, isolated from each other.
Для тепловой подготовки заготовки и расширения зоны действия пинч-эффекта импульсы тока допустимо прикладывать к заготовке в направлении, перпендикулярном основным направлениям деформации заготовки в зоне между валами и вдоль направления движения заготовки.For thermal preparation of the workpiece and the expansion of the action zone of the pinch effect, current pulses can be applied to the workpiece in the direction perpendicular to the main directions of deformation of the workpiece in the area between the shafts and along the direction of movement of the workpiece.
Для исключения влияния электроэрозионных явлений на состояние поверхности деформирующих валов импульсный ток можно прикладывать с помощью скользящих или вращающихся роликовых контактов, расположенных на заготовке до и после зоны деформации, исключая участие валов в электрической цепи.To exclude the influence of electroerosive phenomena on the surface condition of the deforming shafts, a pulsed current can be applied using sliding or rotating roller contacts located on the workpiece before and after the deformation zone, excluding the participation of the shafts in the electric circuit.
Для снятия деформационного упрочнения, а также расширения зоны действия пинч-эффекта импульсный ток можно подавать за счет создания потенциала между всей прокатной клетью и скользящими или роликовыми контактами, расположенными на движущейся заготовке за зоной деформации.To remove strain hardening, as well as expand the zone of action of the pinch effect, a pulsed current can be applied by creating potential between the entire rolling stand and sliding or roller contacts located on the moving workpiece behind the deformation zone.
Как вариант, ток прикладывают таким образом, что его вектор плотности j совпадает с вектором скорости движения заготовки V, и меняют направление j перед вхождением деформируемого участка в зону деформации.Alternatively, the current is applied in such a way that its density vector j coincides with the motion vector of the workpiece V, and change direction j before entering the deformable section in the deformation zone.
При волочения импульсный ток может быть приложен к движущейся заготовке таким образом, что направление вектора плотности тока j совпадает с направлением движения зоны деформации вдоль заготовки и направлением основных пластических деформаций заготовки внутри волоки.During drawing, a pulsed current can be applied to the moving workpiece in such a way that the direction of the current density vector j coincides with the direction of movement of the deformation zone along the workpiece and the direction of the main plastic deformations of the workpiece inside the die.
При использовании непроводящих волок импульсный ток подают непосредственно на движущуюся заготовку (проволоку) до и после зоны деформации в волоке с помощью скользящих или вращающихся роликовых контактов.When using non-conductive dies, the pulsed current is supplied directly to the moving workpiece (wire) before and after the deformation zone in the dies using sliding or rotating roller contacts.
Для тепловой подготовки заготовки и расширения зоны действия пинч-эффекта импульсный ток прикладывают одним полюсом к движущейся заготовке перед волокой и вторым полюсом непосредственно к проводящей деформирующей волоке.For thermal preparation of the workpiece and the expansion of the pinch effect area, a pulsed current is applied with one pole to the moving workpiece in front of the wire and the second pole directly to the conductive deforming die.
Для снятия деформационного упрочнения заготовки, создаваемого волокой, и расширения зоны действия пинч-эффекта импульсный ток подают одним полюсом к проводящей деформирующей волоке и другим полюсом к движущейся заготовке (проволоке).To remove the strain hardening of the workpiece created by the wire and to expand the pinch effect area, the pulse current is supplied with one pole to the conductive deformation fiber and the other pole to the moving workpiece (wire).
При штамповке для интенсификации, например, подсечки угловых профилей с 2-3-кратным увеличением максимально достижимой деформации импульсный ток подводится в режиме серий импульсов через подсечные кулачки деформирующего инструмента, изолированные от пресса, с ориентацией вектора плотности тока j в направлении основных деформаций заготовки на участке сбега подсечки, где развиваются основные деформации металла растяжением и изгибом, а также сжатием по углам в средней части заготовки.When stamping for intensification, for example, cutting angular profiles with a 2-3-fold increase in the maximum achievable deformation, the pulse current is supplied in the series of pulses through the slam cams of the deforming tool, isolated from the press, with the orientation of the current density vector j in the direction of the main deformations of the workpiece in the section sweep run, where the main metal deformations develop by stretching and bending, as well as by compression at the corners in the middle part of the workpiece.
Для интенсификации, в другом примере, листовой штамповки с растяжением заготовки при обтяжке и для устранения пружинения заготовки после окончания штамповки импульсный ток подводят через боковые края заготовки с помощью зажимов-контактов с ориентацией вектора плотности тока j в направлении действующих растягивающих деформаций металла внутри заготовки.In order to intensify, in another example, sheet stamping with stretching the workpiece during tightening and to eliminate springing of the workpiece after stamping, a pulsed current is supplied through the lateral edges of the workpiece using contact clamps with the orientation of the current density vector j in the direction of the existing tensile deformations of the metal inside the workpiece.
Для интенсификации штамповки, в еще одном примере, поперечной обтяжкой листового материала на оправке с двойной кривизной и также устранения пружинения заготовки импульсный ток подключают через нижние края заготовки с помощью зажимов-контактов с ориентацией вектора плотности тока j в направлении действующих растягивающих деформаций заготовки.In order to intensify stamping, in another example, by transversely stretching the sheet material on a mandrel with double curvature and also eliminating the springing of the workpiece, the pulse current is connected through the lower edges of the workpiece using terminal contacts with the orientation of the current density vector j in the direction of the existing tensile deformations of the workpiece.
Для интенсификации, наконец, процесса вытяжки и увеличения суммарной достижимой деформации импульсный ток подключают к заготовке через изолированные друг от друга матрицу и пуансон с ориентацией вектора плотности тока j в направлении основных деформаций растяжением стенок заготовки по ходу пуансона.To intensify, finally, the drawing process and increase the total achievable deformation, the pulse current is connected to the workpiece through an isolated matrix and a punch with the orientation of the current density vector j in the direction of the main deformations by stretching the walls of the workpiece along the punch.
При плющении для задания предварительной деформации заготовки, в одном варианте, зону ультразвукового плющения располагают перед зоной действия импульсного тока между встречно вращающимися деформирующими валами с подключением полюсов источника тока к верхнему и нижнему валам, которые изолируют друг от друга для поперечного прохождение тока относительно заготовки в направлении вектора плотности тока j и с целью совпадения его с направлением сдвиговых деформаций в заготовке при плющении ее в ленту с участием ультразвуковых колебаний, поступающих в заготовку со стороны расположенной впереди зоны предварительного ультразвукового плющения.When flattening to specify the preliminary deformation of the workpiece, in one embodiment, the zone of ultrasonic conditioning is placed in front of the zone of pulsed current between counter rotating deforming shafts with the poles of the current source connected to the upper and lower shafts that isolate from each other for transverse current flow relative to the workpiece in the direction current density vector j and in order to match it with the direction of shear deformations in the workpiece when it is flattened into a tape with the participation of ultrasonic vibrations, entering the workpiece from the side of the front zone of preliminary ultrasonic conditioning.
Как другой вариант, зону действия импульсного тока располагают перед зоной ультразвукового плющения для дополнительного плющения ленты за счет действия ультразвука и упругих колебаний заготовки под влиянием пинч-эффекта импульсного тока.As another option, the pulse current zone is located in front of the ultrasonic conditioning zone for additional tape conditioning due to the action of ultrasound and elastic vibrations of the workpiece under the influence of the pulse current pulse effect.
Для получения максимальных единичных обжатий на 80-90% труднодеформируемых материалов, в третьем варианте, зону действия ультразвука совмещают с зоной действия импульсного тока в одном узле деформации с ориентацией вектора плотности тока j поперек движущейся заготовки в направлении основных сдвиговых деформаций металла внутри заготовки плющением между плашками, колеблющимися с ультразвуковой частотой в режиме стоячей волны. В этом варианте для тепловой подготовки заготовки и расширения зоны действия пинч-эффекта импульсный ток подводят одним полюсом к движущейся заготовке с помощью скользящих или вращающихся контактов перед зоной ультразвукового плющения и другим полюсом - непосредственно к деформирующему ультразвуковому инструменту.In order to obtain maximum single reductions of 80-90% of difficult-to-deform materials, in the third embodiment, the ultrasound action zone is combined with the impulse current action zone in one deformation node with the current density vector orientation j across the moving workpiece in the direction of the main shear deformations of the metal inside the workpiece by flattening between the dies oscillating with ultrasonic frequency in the standing wave mode. In this embodiment, for the heat preparation of the workpiece and the expansion of the zone of action of the pinch effect, the pulsed current is supplied by one pole to the moving workpiece using sliding or rotating contacts in front of the ultrasonic conditioning zone and the other pole directly to the deforming ultrasonic tool.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Возвращаясь к способу электропластической прокатки (ЭПП) металла, отметим, что при ЭПП используются прокатные клети с встречно вращающимися валами и с конструкционными проводящими элементами, обеспечивающими приложение к заготовке импульсного тока.Returning to the method of electroplastic rolling (EPP) of metal, we note that EPP uses rolling stands with counter-rotating shafts and with structural conductive elements that provide an application of pulsed current to the workpiece.
В первом варианте вектор плотности тока совпадает с направлением основных деформаций заготовки в зоне между валами и перпендикулярно направлению движения заготовки. При этом ток создается за счет потенциала, приложенного к отдельным валам, изолированным друг от друга.In the first embodiment, the current density vector coincides with the direction of the main deformations of the workpiece in the area between the shafts and perpendicular to the direction of movement of the workpiece. In this case, the current is created due to the potential applied to the individual shafts, isolated from each other.
Во втором варианте ток прикладывается к заготовке в направлении, перпендикулярном основным направлениям деформации заготовки в зоне между валами и вдоль направления движения заготовки. При этом используются скользящие или вращающиеся роликовые контакты, расположенные на заготовке до и после зоны деформации.In the second embodiment, current is applied to the workpiece in a direction perpendicular to the main directions of deformation of the workpiece in the area between the shafts and along the direction of movement of the workpiece. In this case, sliding or rotating roller contacts located on the workpiece before and after the deformation zone are used.
Импульсный ток можно подавать также за счет создания потенциала между всей прокатной клетью и скользящими контактами или роликовыми контактами, расположенными на движущейся заготовке за зоной деформации.The pulse current can also be supplied by creating potential between the entire rolling stand and sliding contacts or roller contacts located on a moving workpiece beyond the deformation zone.
В третьем варианте ток прикладывается таким образом, что его вектор плотности 
На фиг.1 показан способ ЭПП с подведением тока одним полюсом через скользящий контакт 1 до зоны деформации между валками 2 и 3, через которые подведен второй полюс источника тока.Figure 1 shows the method of EPG with the supply of current by one pole through the sliding contact 1 to the deformation zone between the rollers 2 and 3, through which the second pole of the current source is connected.
На фиг.2 представлена схема прокатного стана для проведения ЭПП. На раме 4 последовательно установлены: левая моталка 5, генератор импульсов 6, импульсные трансформаторы 7 и 8, выпрямительный блок 9, клеть 10, правая моталка 11.Figure 2 presents a diagram of a rolling mill for conducting EPP. On the
Для электропластического волочения используется механическое устройство, предназначенное для протягивания протяженной заготовки сквозь узкое отверстие в волоке с обжатием ее до меньшего диаметра. Ток подводится с помощью скользящих или вращающихся роликовых контактов.For electroplastic drawing, a mechanical device is used, which is designed to pull an extended billet through a narrow hole in the die with its compression to a smaller diameter. Current is supplied by sliding or rotating roller contacts.
Ток прикладывают к движущейся заготовке таким образом, чтобы направление вектора плотности тока совпадало с направлением движения зоны деформации вдоль заготовки и направлением основных деформаций заготовки внутри волоки. Ток прикладывают одним полюсом к движущейся заготовке перед волокой и вторым полюсом непосредственно к проводящей деформирующей волоке.A current is applied to the moving workpiece so that the direction of the current density vector coincides with the direction of movement of the deformation zone along the workpiece and the direction of the main deformations of the workpiece inside the die. The current is applied with one pole to the moving workpiece in front of the die and the second pole directly to the conductive deformation die.
В случае использования непроводящих волок импульсный ток подают на движущуюся заготовку до и после зоны деформации в волоке. Допустимо, чтобы ток подавался одним полюсом к проводящей деформирующей волоке и другим полюсом к движущейся заготовке (проволоке).In the case of using non-conductive dies, a pulsed current is supplied to the moving workpiece before and after the deformation zone in the dies. It is permissible that the current is supplied by one pole to the conductive deforming fiber and the other pole to a moving workpiece (wire).
На фиг.3 показана схема подведения тока до и после зоны деформации в волоке 12 без включения ее в электрическую цепь для реализации электропластического волочения проволоки с расширением зоны действия тока до зоны деформации либо после зоны деформации с целью тепловой подготовки проволоки или снятия в ней наклепа в динамическом режиме.Figure 3 shows a diagram of the supply of current before and after the deformation zone in the
На фиг.4 и 5 представлены схемы подведения тока до и после зоны деформации для реализации электропластического волочения проволоки с включением волоки 12 в электрическую цепь вторым (фиг.4) или первым (фиг.5) контактом также с целью тепловой подготовки (фиг.4) или снятия в ней наклепа (фиг.5) в динамическом режиме.Figures 4 and 5 show current supply circuits before and after the deformation zone for implementing electroplastic wire drawing with the inclusion of die 12 in the electric circuit by the second (Fig. 4) or first (Fig. 5) contact also for the purpose of thermal preparation (Fig. 4 ) or removing it hardening (figure 5) in dynamic mode.
На фиг.6 показана разрезная волока, отдельные части 13 и 14 которой являются электрическими контактами, разделенными электроизоляционным материалом 15. Зона действия тока располагается внутри волоки.Figure 6 shows a split die, the
Для электропластической штамповки металла используется механическое устройство, позволяющее осуществлять динамическое нагружение заготовки до механических напряжений выше предела текучести. При этом приложение потенциала к заготовке в той или иной части осуществляется через деформирующий инструмент.For electroplastic stamping of metal, a mechanical device is used that allows dynamic loading of the workpiece to mechanical stresses above the yield strength. In this case, the application of potential to the workpiece in one part or another is carried out through a deforming tool.
Импульсный ток может подводиться, например, через подсечные кулачки, изолированные от пресса, через боковые края заготовки с помощью зажимов-контактов, через нижние края заготовки с помощью зажимов-контактов, а также через изолированные друг от друга матрицу и пуансон.The pulse current can be supplied, for example, through slashing cams isolated from the press, through the lateral edges of the workpiece with the help of contact clamps, through the lower edges of the workpiece with the help of contact clamps, and also through the die and punch isolated from each other.
При проведении операций вытяжки подведение серии импульсов тока к заготовке осуществляется в момент подсечки профиля одним полюсом на верхний пуансон и вторым полюсом на нижний пуансон.When carrying out drawing operations, a series of current pulses are brought to the workpiece at the moment the profile is cut with one pole on the upper punch and a second pole on the lower punch.
Для гибки профилей с растяжением подведение серии импульсов тока осуществляют с торцов заготовки. Подведение серии импульсов тока во время поперечной обтяжки обшивок из листового материала осуществляют также с торцов заготовки.To bend profiles with tension, a series of current pulses is applied from the ends of the workpiece. Summing up a series of current pulses during the transverse tightening of the sheathing of sheet material is also carried out from the ends of the workpiece.
Последовательность технологических операций при штамповке следующая. Осуществляется сначала подключение импульсного тока к заготовке, находящейся в технологической оправке, изолированной от стана, при осуществлении листовой штамповки с заданием определенной степени предварительной деформации заготовки и пропусканием серий монополярных импульсов через деформируемую заготовку в направлении действующих основных напряжений и деформации.The sequence of technological operations during stamping is as follows. First, a pulsed current is connected to a workpiece located in a technological mandrel isolated from the mill when sheet stamping is performed with a certain degree of preliminary deformation of the workpiece and passing a series of monopolar impulses through the workpiece in the direction of the main stresses and deformations.
На чертежах показаны схемы формообразующих операций:The drawings show diagrams of forming operations:
фиг.7 - подсечка профилей;Fig.7 - cutting profiles;
фиг.8 - гибка профилей с растяжением;Fig - bending profiles with tension;
фиг.9 - поперечная обтяжка обшивок.Fig.9 is a transverse close-fitting skin.
Электропластическое ультразвуковое плющение металла осуществляется также с помощью специального механического устройства для принудительного движения заготовки между встречно вращающимися деформирующими валами либо между колеблющимися под влиянием ультразвука плашками, связанными с генератором ультразвука обратной акустической связью, создающего на участке движения заготовки между плашками стоячую ультразвуковую волну за счет подбора геометрических размеров концентратора и отражателя. Импульсный ток подключают к заготовке.Electroplastic ultrasonic conditioning of the metal is also carried out using a special mechanical device for forced movement of the workpiece between counter rotating deforming shafts or between dies oscillating under the influence of ultrasound and connected to the ultrasound generator by acoustic feedback, creating a standing ultrasonic wave in the area of movement of the workpiece between dies due to the selection of geometric hub and reflector sizes. The pulse current is connected to the workpiece.
В первом варианте зону ультразвукового плющения располагают перед зоной действия импульсного тока между встречно вращающимися деформирующими валами с подключением отдельных полюсов источника тока к верхнему и нижнему валам, которые изолированы друг от друга для поперечного прохождения тока относительно заготовки.In the first embodiment, the zone of ultrasonic conditioning is placed in front of the zone of action of the pulse current between counter-rotating deforming shafts with the connection of individual poles of the current source to the upper and lower shafts, which are isolated from each other for transverse current flow relative to the workpiece.
Во втором варианте зону действия импульсного тока располагают перед зоной ультразвукового плющения. В третьем варианте зону действия ультразвука совмещают с зоной действия импульсного тока в одном узле деформации. Ток подводят одним полюсом к движущейся заготовке с помощью скользящих или вращающихся контактов и непосредственно к деформирующему ультразвуковому инструменту, например к нижней плашке.In the second embodiment, the zone of action of the pulsed current is placed in front of the zone of ultrasonic conditioning. In the third embodiment, the zone of action of ultrasound is combined with the zone of action of the pulse current in one node of the deformation. The current is supplied at one pole to a moving workpiece by means of sliding or rotating contacts and directly to a deforming ultrasonic instrument, for example, to a lower die.
При плющении с использованием стоячей волны ультразвука заготовки в виде проволоки из вольфрама, сплава вольфрама с рением или из пружинного сплава в ленту микронных размеров предусматривается одновременное использование в зоне деформации импульсного тока как пластифицирующего фактора и ультразвука как деформирующего фактора. Геометрические размеры концентратора и отражателя ультразвука выбираются, как указывалось, с учетом необходимости получения стоячей волны, что увеличивает амплитуду ультразвуковых колебаний в зоне деформации заготовки в два раза. В наиболее эффективном варианте плющение осуществляется плашками, которые колеблются под действием ультразвуковой стоячей волны в поперечном по отношению к движущейся заготовке направлении. Импульсный ток подается от генератора через нижнюю плашку одним полюсом и с помощью переднего роликового контакта к заготовке другим полюсом.When flattening using a standing wave of ultrasound, a workpiece in the form of a wire of tungsten, an alloy of tungsten with rhenium or a spring alloy into a micron-sized tape provides for the simultaneous use of a pulsed current as a plasticizing factor and ultrasound as a deforming factor in the deformation zone. The geometric dimensions of the concentrator and ultrasound reflector are selected, as indicated, taking into account the need to obtain a standing wave, which doubles the amplitude of ultrasonic vibrations in the deformation zone of the workpiece. In the most effective embodiment, conditioning is carried out by dies that oscillate under the action of an ultrasonic standing wave in the transverse direction with respect to the moving workpiece. The pulse current is supplied from the generator through the bottom plate with one pole and with the front roller contact to the workpiece with the other pole.
Способ ОМД ультразвуковой электропластической ковкой позволяет получить значения степеней единичных обжатий наиболее труднодеформируемых материалов до значений 86-88% без растрескивания на кромках и на поверхности ленты, при скоростях процесса до 1,5 м/с, с исключением расщепления материала в процессе ковки и улучшением физико-механических свойств и структуры ленты по сравнению с аналогом.The OMD method by ultrasonic electroplastic forging makes it possible to obtain the values of the unit compression of the most difficult to deform materials up to 86-88% without cracking at the edges and on the surface of the tape, at process speeds up to 1.5 m / s, with the exception of material splitting during forging and improvement of physical -mechanical properties and structure of the tape in comparison with the analogue.
На фиг.10 показана установка для ультразвукового электропластического плющения труднодеформируемых металлов и сплавов:Figure 10 shows the installation for ultrasonic electroplastic conditioning of difficultly deformed metals and alloys:
16 - размоточное устройство;16 - unwinding device;
17 - двигатель постоянного тока;17 - DC motor;
18 - датчик натяжения;18 - tension sensor;
19 - контакт;19 - contact;
20 - ультразвуковой генератор;20 - an ultrasonic generator;
21 - преобразователь;21 - converter;
22 - концентратор;22 - hub;
23 - отражатель;23 - reflector;
24 - источник электротока;24 - source of electric current;
25 - намоточный и укладочный механизмы.25 - winding and stacking mechanisms.
При использовании изобретения повышается производительность, улучшаются физико-химические свойства металлов и повышается пластичность.When using the invention, productivity is improved, the physicochemical properties of metals are improved, and ductility is improved.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127525/02A RU2321469C2 (en) | 2005-09-02 | 2005-09-02 | Method for plastic working of metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127525/02A RU2321469C2 (en) | 2005-09-02 | 2005-09-02 | Method for plastic working of metals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005127525A RU2005127525A (en) | 2007-04-10 |
| RU2321469C2 true RU2321469C2 (en) | 2008-04-10 |
Family
ID=37999788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005127525/02A RU2321469C2 (en) | 2005-09-02 | 2005-09-02 | Method for plastic working of metals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2321469C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102059250A (en) * | 2010-11-09 | 2011-05-18 | 燕山大学 | Electro-plastic two-roll mill of low-temperature liquid nitrogen cooling medium |
| RU2467818C2 (en) * | 2010-12-27 | 2012-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Method of making ophthalmoapplicator from metal sheet |
| CN103846278A (en) * | 2014-01-14 | 2014-06-11 | 燕山大学 | Electroplastic equal-diameter rolling mill |
| RU2544721C2 (en) * | 2013-07-16 | 2015-03-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", ФГБОУ ВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | METHOD FOR PROCESSING OF SHEET BLANKS FROM ALUMINIUM ALLOYS OF Al-Mg SYSTEM |
| RU2585920C2 (en) * | 2014-09-03 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method for metal forming |
| RU2624877C2 (en) * | 2015-10-27 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина") | Method of increasing the mechanical stability and strength of sheet castings from aluminium-magnesium alloys using the effect of electroplastic deformation |
| RU2720289C1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-04-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Electrophysical method of increasing strength and mechanical resistance of sheet workpieces from aluminum-magnesium alloys |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479366C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный индустриальный университет" | Method of forming semis from titanium alloy bt6 |
| CN108723087A (en) * | 2018-05-07 | 2018-11-02 | 哈尔滨工业大学 | A kind of multi-layer metal composite plate pulse current auxiliary milling method and device |
| CN114558887B (en) * | 2022-01-29 | 2023-08-15 | 太原理工大学 | Current application device and method for rolling high-temperature difficult-to-deform metal material |
-
2005
- 2005-09-02 RU RU2005127525/02A patent/RU2321469C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102059250A (en) * | 2010-11-09 | 2011-05-18 | 燕山大学 | Electro-plastic two-roll mill of low-temperature liquid nitrogen cooling medium |
| RU2467818C2 (en) * | 2010-12-27 | 2012-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Method of making ophthalmoapplicator from metal sheet |
| RU2544721C2 (en) * | 2013-07-16 | 2015-03-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", ФГБОУ ВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | METHOD FOR PROCESSING OF SHEET BLANKS FROM ALUMINIUM ALLOYS OF Al-Mg SYSTEM |
| CN103846278A (en) * | 2014-01-14 | 2014-06-11 | 燕山大学 | Electroplastic equal-diameter rolling mill |
| CN103846278B (en) * | 2014-01-14 | 2015-09-16 | 燕山大学 | The isometrical rolling milling train of a kind of electro plasticity |
| RU2585920C2 (en) * | 2014-09-03 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method for metal forming |
| RU2624877C2 (en) * | 2015-10-27 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина") | Method of increasing the mechanical stability and strength of sheet castings from aluminium-magnesium alloys using the effect of electroplastic deformation |
| RU2720289C1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-04-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Electrophysical method of increasing strength and mechanical resistance of sheet workpieces from aluminum-magnesium alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005127525A (en) | 2007-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2321469C2 (en) | Method for plastic working of metals | |
| KR100382011B1 (en) | Method of joining metal plates, joining apparatus and hot rolling apparatus | |
| US11732317B2 (en) | Method for processing steel plate | |
| CN105002449B (en) | The heat auxiliary roll forming of high-strength material | |
| US11383288B2 (en) | Method of processing steel plate and punching machine | |
| Vivek et al. | Vaporizing foil actuator used for impulse forming and embossing of titanium and aluminum alloys | |
| CN105396888B (en) | A kind of ultrasonic wave and the equal channel angular pressing pressure device under back pressure synergy | |
| CN110014067B (en) | Uniform-pressure coil type electromagnetic forming device and forming method | |
| US20120018422A1 (en) | Method and apparatus for producing a structural part using induction heating | |
| JP2003200230A (en) | Method and device for piercing and joining planar- overlapping metal sheet parts | |
| US3643483A (en) | Sonic system for deformation of sheet material | |
| CN112974591A (en) | Electric auxiliary bending device and method | |
| US3585832A (en) | Metal working | |
| US20160368352A1 (en) | Vehicle door impact beam and method of manufacturing vehicle door impact beam | |
| US3550417A (en) | Process for the cold forming of metal | |
| CN111054781B (en) | Electric auxiliary leveling device and process for high-strength small-sized plate | |
| JP3428322B2 (en) | Metal plate joining method and apparatus | |
| Xu et al. | Magnetic pulse forming of AZ31 magnesium alloy shell by uniform pressure coil at room temperature | |
| US2995050A (en) | Reducing the cross-section of material | |
| US10040109B2 (en) | Method and apparatus for producing metal sheets from strand-shaped profiles | |
| Salandro et al. | Formation of 5052 aluminum channels using electrically-assisted manufacturing (EAM) | |
| EP2164652A1 (en) | Assembly and method for press forming a deformable material | |
| Arhat et al. | The assessment of the process of drawing a cylindrical workpiece without pressing with alternating strain of the workpiece flange | |
| RU2419500C1 (en) | Method of wire reforming | |
| RU2525966C2 (en) | Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080903 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101220 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110903 |