RU2443493C2

RU2443493C2 - Method of compression with intensive plastic deformation

Info

Publication number: RU2443493C2
Application number: RU2009103576/02A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Логинов (RU); Юрий Николаевич Логинов
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2012-02-27
Also published as: RU2009103576A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly, to intensive treatment of metal structure by plastic deformation. Proposed method comprises multi-pass forming of gauged tubular billet on initial transverse sizes and simultaneous gauging of cavity with the help of needle. Said gauged tubular billets are produced by cutting long initial hollow billet into precut sections. In first pass, precut tubular billet of initial transverse size is formed to produce first pass tube. First pass tube outer diameter equals inner diameter of precut tubular billet of initial transverse sizes. Produced first pass tube is placed in inner space of precut tubular billet with initial transverse sizes and compressed to produce first pass tube transverse sizes. Second pass tube is placed into inner space of precut tubular billet of initial transverse sizes to repeat the process.

EFFECT: higher level of plastic deformation.

3 cl, 6 dwg, 2 tbl, 2 ex

Description

Предлагаемый способ относится к области металлургии, а именно к методам интенсивной проработки структуры металла пластической деформацией.The proposed method relates to the field of metallurgy, and in particular to methods of intensive study of the metal structure by plastic deformation.

Из уровня техники известны способы интенсивной деформации металла с целью проработки его структуры. Широкое распространение в практике кузнечно-штамповочного производства получил способ всесторонней ковки, под которым понимается многократная ковка заготовки призматической формы с кантовками между переходами ковки [1]. Недостатками способа является неравномерная проработка металла по объему, приводящая к структуре ковочного креста, и слишком жесткая схема напряженного состояния, приводящая к возможности разрушения материала.The prior art methods of intensive deformation of a metal in order to develop its structure. Widespread in the practice of forging and stamping production has received a comprehensive forging method, which is understood as multiple forging of a prismatic-shaped workpiece with grooves between forging transitions [1]. The disadvantages of the method are the uneven development of the metal in volume, leading to the structure of the forging cross, and too rigid a stress state scheme, leading to the possibility of destruction of the material.

В изобретении сотрудников УГТУ-УПИ [2] предложено многократно проковывать заготовку треугольного поперечного сечения в условиях плоского напряженного состояния (без удлинения) при кантовке на заданный угол. Недостатком способа является характерная для ковки слишком жесткая схема напряженного состояния, которая может приводить к разрушению малопластичные металлы и сплавы.In the invention of employees of the Ural State Technical University-UPI [2], it is proposed to repeatedly forge a blank of a triangular cross section under conditions of a plane stress state (without elongation) when turning over a given angle. The disadvantage of this method is characteristic for forging too rigid scheme of the stress state, which can lead to the destruction of low-plastic metals and alloys.

Большие пластические деформации без изменения формы можно накопить также в способах закручивания заготовок в контейнере пресса, разработанных сотрудниками УГТУ-УПИ [3, 4]. Недостатком способа является ограничение угла закручивания, а значит и реальной степени деформации, поскольку внутренний сдвиг при определенной степени нагартовки заменяется скольжением на контактных поверхностях инструмента [5].Large plastic deformations without changing the shape can also be accumulated in the methods of twisting blanks in the press container developed by employees of the Ural State Technical University-UPI [3, 4]. The disadvantage of this method is the limitation of the twist angle, and hence the real degree of deformation, since the internal shift at a certain degree of fretting is replaced by sliding on the contact surfaces of the tool [5].

В соответствии с патентами В.Сегала [6, 7] и Уфимского государственного технического университета [8, 9] разработаны способы накопления деформаций путем многократного равноканального углового прессования (РКУП). При этом в патентах [10, 11] предложено совместить процессы РКУП и закручивания. Недостатком способов является необходимость применения специального оборудования.In accordance with the patents of V. Segal [6, 7] and Ufa State Technical University [8, 9], methods for the accumulation of deformations by means of multiple equal-channel angular pressing (ECAP) have been developed. Moreover, in patents [10, 11] it was proposed to combine the processes of ECAP and twisting. The disadvantage of this method is the need for special equipment.

Немецкими и китайскими специалистами получен международный патент WO 2007068439 [12] на способ производства труб из меди или медных сплавов, в котором предлагается осуществлять интенсивную деформацию за счет применения метода прокатки заготовки на планетарном стане с четырьмя рабочими валками, вследствие чего удается получить проработку структуры до размера зерна 0,010…0.040 мм. Недостатком способа является необходимость применения специального оборудования.German and Chinese experts obtained the international patent WO 2007068439 [12] for a method for producing pipes from copper or copper alloys, in which it is proposed to carry out intensive deformation by applying the method of rolling a workpiece on a planetary mill with four work rolls, as a result of which it is possible to develop the structure to a size grains 0.010 ... 0.040 mm. The disadvantage of this method is the need for special equipment.

Известен способ пластического структурообразования металлов при интенсивной пластической деформации, предложенный в описании к патенту RU 2189883 [13]. По этому способу сначала производят закрытую осадку, затем последовательно обратное и прямое прессование с одного торца заготовки. Результатом применения способа является достижение нанокристаллической структуры металла за счет повышения степени деформации заготовки и увеличение габаритов изделия. Недостатком способа является необходимость применения специальной технологической оснастки.A known method of plastic structure formation of metals with intense plastic deformation, proposed in the description of the patent RU 2189883 [13]. According to this method, a closed precipitate is first produced, then backward and forward pressing is sequentially from one end of the workpiece. The result of the application of the method is to achieve a nanocrystalline metal structure by increasing the degree of deformation of the workpiece and increasing the dimensions of the product. The disadvantage of this method is the need for special technological equipment.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому объекту является способ прессования заготовок с обеспечением интенсивной пластической деформации (прототип), описанный в книге [14, с.175].The closest set of essential features to the claimed object is a method of pressing blanks with intensive plastic deformation (prototype) described in the book [14, p.175].

Способ по прототипу включает многопереходное прессование одной из мерных трубных заготовок, полученной резкой исходной длинномерной полой заготовки, на мерные длины и одновременное калибрование полости иглой. Многопереходность достигается следующим образом. Первое прессование представляет собой операцию прессования мерной трубной заготовки (например, слитка) исходных поперечных размеров, затем пресс-изделие режут на мерные длины и направляют на операцию второго прессования. При ее выполнении уже не используют мерную трубную заготовку исходных поперечных размеров, как это предусмотрено в настоящем изобретении, а прессуют уже однажды отпрессованную заготовку.The prototype method includes multi-junction pressing of one of the measured tube blanks obtained by cutting the initial long lengthy hollow workpiece into measured lengths and simultaneously calibrating the cavity with a needle. Multi-transition is achieved as follows. The first pressing is the operation of pressing a measured tube billet (for example, an ingot) of the initial transverse dimensions, then the press product is cut into measured lengths and sent to the second pressing operation. When it is performed, they no longer use a measured tubular billet of the initial transverse dimensions, as provided for in the present invention, but a pressed billet is pressed once.

В этом способе накопление больших пластических деформаций достигается повторением приема прессования. Процесс на этом завершается, поскольку полученная заготовка имеет слишком небольшие размеры поперечного сечения, чтобы вновь использовать метод прессования. Заготовки слишком малых размеров не прессуют, так как они представляют собой термически тонкие тела и успевают остыть до завершения обработки.In this method, the accumulation of large plastic deformations is achieved by repeating the pressing technique. The process ends here, since the obtained billet has too small cross-sectional dimensions to use the pressing method again. Workpieces of too small dimensions are not pressed, since they are thermally thin bodies and have time to cool before processing is completed.

Размеры исходной заготовки зависят от технологии обработки. По прототипу [14, с.170] труба после второго прессования имеет минимальные размеры: наружный диаметр 20 мм, внутренний диаметр 17 мм, толщина стенки 1,5 мм. Зададим исходные размеры трубной заготовки для первого прессования: наружный диаметр 200 мм, внутренний диаметр 60 мм, толщина стенки 70 мм. Площадь поперечного сечения заготовки перед первым прессованием составит величину F₀=28574 мм², а площадь поперечного сечения готовой трубы F_k=87 мм², отсюда общий за два перехода прессования коэффициент вытяжки λ=F₀/F_k=328. Полученная металлом степень деформации может быть определена как ε=lnλ=5,79, а степень деформации сдвига как

The dimensions of the initial blank depend on the processing technology. According to the prototype [14, p.170] the pipe after the second pressing has the minimum dimensions: outer diameter 20 mm, inner diameter 17 mm, wall thickness 1.5 mm. We set the initial dimensions of the tube billet for the first pressing: outer diameter 200 mm, inner diameter 60 mm, wall thickness 70 mm. The cross-sectional area of the workpiece before the first pressing will be F ₀ = 28574 mm ² , and the cross-sectional area of the finished pipe F _k = 87 mm ² , hence the drawing ratio λ = F ₀ / F _k = 328 common for two pressing transitions. The degree of deformation obtained by the metal can be defined as ε = lnλ = 5.79, and the degree of shear deformation as

Эти характеристики деформации не могут быть увеличены из-за особенностей технологии и оборудования, применяемых в области прессования. Значительно увеличить площадь поперечного сечения исходной заготовки невозможно из-за резкого увеличения усилий прессования, а уменьшить площадь поперечного сечения готовой трубы не удается из-за увеличения напряжений прессования и захолаживания металла.These deformation characteristics cannot be increased due to the features of the technology and equipment used in the field of pressing. It is impossible to significantly increase the cross-sectional area of the initial billet due to a sharp increase in pressing forces, and to reduce the cross-sectional area of the finished pipe is not possible due to an increase in the pressing stress and cooling of the metal.

Таким образом, недостатком способа по прототипу является ограниченный уровень деформаций, сообщаемых материалу трубы.Thus, the disadvantage of the prototype method is the limited level of deformations communicated to the pipe material.

Технической задачей, поставленной перед настоящим техническим решением, является повышение уровня пластической деформации, достигаемой в технологическом процессе прессования.The technical challenge posed to this technical solution is to increase the level of plastic deformation achieved in the pressing process.

Предлагаемый способ прессования заготовок с обеспечением интенсивной пластической деформации включает многопереходное прессование одной из мерных трубных заготовок, полученной резкой исходной длинномерной полой заготовки, на мерные длины и одновременное калибрование полости иглой. Способ отличается тем, что в первом переходе прессуют мерную трубную заготовку исходных поперечных размеров с получением трубы первого перехода внешним диаметром, равным внутреннему диаметру мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров. Полученную трубу первого перехода помещают в полость мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров и прессуют с получением поперечных размеров трубы первого перехода, полученную трубу второго перехода помещают в полость мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров и цикл повторяют.The proposed method for pressing billets with intensive plastic deformation involves multi-junction pressing of one of the dimensional tube blanks obtained by cutting the initial long hollow billet into measured lengths and simultaneously calibrating the cavity with a needle. The method is characterized in that in the first transition, a measured pipe billet of initial transverse dimensions is pressed to obtain a pipe of the first transition with an external diameter equal to the internal diameter of the measured pipe billet of initial transverse dimensions. The obtained pipe of the first transition is placed in the cavity of the measured pipe billet of the initial transverse dimensions and pressed to obtain the transverse dimensions of the pipe of the first transition, the obtained pipe of the second transition is placed in the cavity of the measured pipe billet of the initial transverse dimensions and the cycle is repeated.

Между переходами осуществляют правку труб и/или отжиг.Between the transitions, pipes are edited and / or annealed.

Если труба первого перехода имеет внешний диаметр существенно меньше внутреннего диаметра мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров, то между ними появляется зазор, нарушающий симметрию процесса. Если труба первого перехода имеет внешний диаметр, составляющий больше внутреннего диаметра мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров, то не удается трубу первого перехода разместить в полости мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров. Следует отметить, что поскольку в технике нет точных размеров, то заготовки характеризуются номинальными размерами, а истинные размеры формируются с учетом допусков. Поэтому для облегчения сборки двух мерных трубных заготовок следует назначить диаметр полости исходной мерной трубной заготовки в диапазоне плюсового допуска, а внешний диаметр трубы после очередного перехода следует назначить в пределах минусового допуска. Сборка также может быть облегчена различной степенью нагрева заготовок с учетом изменения их размеров за счет теплового расширения.If the pipe of the first transition has an external diameter substantially smaller than the internal diameter of the measured tube stock of the initial transverse dimensions, then a gap appears between them, violating the symmetry of the process. If the pipe of the first transition has an external diameter that is larger than the internal diameter of the measured tube stock of the initial transverse dimensions, then the pipe of the first transition cannot be placed in the cavity of the measured tube stock of the initial transverse dimensions. It should be noted that since there are no exact dimensions in the technique, the blanks are characterized by nominal dimensions, and the true dimensions are formed taking into account the tolerances. Therefore, to facilitate the assembly of two dimensional pipe billets, the cavity diameter of the initial measured pipe billet should be assigned in the range of the positive tolerance, and the outer diameter of the pipe after the next transition should be assigned within the negative tolerance. Assembly can also be facilitated by varying degrees of heating of the workpieces taking into account changes in their size due to thermal expansion.

Способ отличается тем, что между переходами осуществляют правку труб. При недостаточно хорошей настройке инструмента или наличии анизотропии механических характеристик труба после прессования может иметь остаточную кривизну, правка трубы позволяет восстановить ее прямолинейность и обеспечить легкость задачи в полость мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров.The method is characterized in that between the transitions the pipes are edited. If the tool setting is not good enough or the anisotropy of the mechanical characteristics is present, the pipe after pressing may have residual curvature, straightening the pipe allows you to restore its straightness and ensure ease of the task into the cavity of the measured tube stock of the original transverse dimensions.

Способ отличается тем, что между переходами осуществляют отжиг труб.The method is characterized in that between the transitions annealing of the pipes is carried out.

Наличие отжига, особенно в том случае, если прессование проводится в теплом или холодном состоянии, позволяет при необходимости восстановить уровень пластических свойств материала. При этом процессы рекристаллизации позволяют разупрочнить металл и уменьшить размер зерен, т.е. сделать структуру материала более однородной уже на стадии промежуточной обработки.The presence of annealing, especially if the pressing is carried out in a warm or cold state, allows, if necessary, to restore the level of plastic properties of the material. In this case, the recrystallization processes make it possible to soften the metal and reduce the grain size, i.e. to make the material structure more uniform already at the stage of intermediate processing.

На фиг.1 изображена схема расположения первой исходной мерной трубной заготовки в контейнере пресса.Figure 1 shows the layout of the first initial measuring tube stock in the container of the press.

На фиг.2 изображена схема осуществления способа на стадии прессования первой мерной трубной заготовки через отверстие матрицы и одновременного калибрования полости иглой, а на фиг.3 показана труба первого перехода.Figure 2 shows a diagram of the implementation of the method at the stage of pressing the first measured tube stock through the hole of the matrix and simultaneous calibration of the cavity with a needle, and figure 3 shows the pipe of the first transition.

На фиг.4 показана схема расположения в контейнере пресса трубы первого перехода и исходной мерной трубной заготовки, а на фиг.5 изображена схема осуществления способа на стадии получения трубы второго перехода, сама эта труба показана на фиг.6.Figure 4 shows a diagram of the location in the press container of the pipe of the first transition and the original measured pipe billet, and figure 5 shows a diagram of the implementation of the method at the stage of obtaining the pipe of the second transition, this pipe is shown in Fig.6.

Способ осуществляется следующим образом. Исходную длинномерную полую заготовку режут на мерные длины с получением мерных трубных заготовок исходных поперечных размеров.The method is as follows. The original long hollow billet is cut into measured lengths to obtain measured tubular blanks of the initial transverse dimensions.

Первую мерную трубную заготовку 1 (фиг.1) пуансоном 2, совмещенным с пресс-шайбой, прессуют из контейнера 3, совмещенного с матрицей, и одновременно калибруют ее полость иглой 4. После заполнения металлом полости контейнера на стадии распрессовки получают трубу первого перехода 5 (фиг.2) внешним диаметром, равным внутреннему диаметру мерной трубной заготовки 1 исходных поперечных размеров. Как показано на схемах, прессование осуществляют через коническую матрицу для снижения неоднородности деформации, ликвидации мертвых зон и приближения течения металла к послойному режиму.The first measured tube billet 1 (Fig. 1), the punch 2, combined with the press washer, is pressed from the container 3, combined with the die, and at the same time calibrate its cavity with a needle 4. After filling the cavity of the container with metal at the stage of extrusion, a pipe of the first transition 5 ( figure 2) an outer diameter equal to the inner diameter of the measured tubular billet 1 of the original transverse dimensions. As shown in the diagrams, pressing is carried out through a conical matrix to reduce deformation heterogeneity, eliminate dead zones and bring the metal flow closer to the layer-by-layer mode.

Полученную трубу первого перехода 5 (фиг.4) помещают в полость другой мерной трубной заготовки 6 исходных поперечных размеров и прессуют с получением поперечных размеров трубы первого перехода, состоящей из двух слоев - наружного 7 и внутреннего 8 (фиг.5). Полученную трубу второго перехода (фиг.6) со слоями 7 и 8 вновь помещают в полость мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров и цикл повторяют. В результате этих действий происходит значительное накопление деформации в слоях заготовки, примыкающих к внутренней поверхности заготовки.The resulting pipe of the first transition 5 (Fig. 4) is placed in the cavity of another measured tube stock 6 of the initial transverse dimensions and pressed to obtain the transverse dimensions of the pipe of the first transition, consisting of two layers - outer 7 and inner 8 (Fig. 5). The obtained pipe of the second transition (Fig.6) with layers 7 and 8 is again placed in the cavity of the measured tube stock of the initial transverse dimensions and the cycle is repeated. As a result of these actions, there is a significant accumulation of deformation in the layers of the workpiece adjacent to the inner surface of the workpiece.

Пример 1. Исходные размеры заготовки для первого прессования: наружный диаметр D_н0=200 мм, внутренний диаметр D_в0=100 мм, толщина стенки S₀=50 мм. Площадь поперечного сечения заготовки перед первым прессованием составит величину F₀=23562 мм². Размеры трубы после первого прессования: наружный диаметр 100 мм, внутренний диаметр 50 мм, толщина стенки 25 мм. Площадь поперечного сечения трубы после первого прессования составит величину F₁=5888 мм², отсюда коэффициент вытяжки λ₁=F₀/F₁=4. Относительное обжатие составляет величину ε₁=100(λ₁-1)/λ₁=75%. При пренебрежении укова от распрессовки заготовки логарифмическая степень деформации ε_лог1=lnλ₁=1,39, а степень деформации сдвига

.Example 1. The initial dimensions of the workpiece for the first pressing: outer diameter D _n0 = 200 mm, inner diameter D _b0 = 100 mm, wall thickness S ₀ = 50 mm. The cross-sectional area of the workpiece before the first pressing will be F ₀ = 23562 mm ² . Pipe dimensions after the first pressing: outer diameter 100 mm, inner diameter 50 mm, wall thickness 25 mm. After the first pressing, the cross-sectional area of the pipe will be F ₁ = 5888 mm ² , hence the drawing coefficient λ ₁ = F ₀ / F ₁ = 4. The relative compression is ε ₁ = 100 (λ ₁ −1) / λ ₁ = 75%. When neglecting the yoke from pressing the workpiece, the logarithmic degree of deformation ε _log1 = lnλ ₁ = 1.39, and the degree of shear deformation

.

При втором прессовании полученную трубу первого перехода помещают в полость другой мерной трубной заготовки исходных поперечных размеров и прессуют с получением поперечных размеров трубы первого перехода, состоящей из двух слоев - наружного и внутреннего. При этом площадь поперечного сечения сборки заготовок перед первым прессованием составит величину F₀=29452 мм², отсюда коэффициент вытяжки во втором переходе λ₂=F₀/F₁=5. Относительное обжатие составляет величину ε₂=100(λ₂-1)/λ₂=80%, логарифмическая степень деформации ε_лог2=lnλ₂=1,61. За первый и второй переход прессования накопленный коэффициент вытяжки составит величину λ_Σ2=λ₁*λ₂=20; накопленная логарифмическая степень деформации ε_логΣ2=lnλ_Σ2=3,00; степень деформации сдвига

; относительное обжатие ε_Σ2=100(λ_Σ2-1)/λ_Σ2=95%.During the second pressing, the obtained pipe of the first transition is placed in the cavity of another measured tube of the initial transverse dimensions and pressed to obtain the transverse dimensions of the pipe of the first transition, consisting of two layers - the outer and the inner. In this case, the cross-sectional area of the workpiece assembly before the first pressing will be F ₀ = 29452 mm ² , hence the drawing coefficient in the second transition is λ ₂ = F ₀ / F ₁ = 5. The relative compression is ε ₂ = 100 (λ ₂ -1) / λ ₂ = 80%, the logarithmic degree of deformation ε _log2 = lnλ ₂ = 1.61. For the first and second pressing transitions, the accumulated drawing coefficient will be λ _Σ2 = λ ₁ * λ ₂ = 20; accumulated logarithmic degree of deformation ε _logΣ2 = lnλ _Σ2 = 3.00; shear strain

; relative reduction ε _Σ2 = 100 (λ _Σ2 -1) / λ _Σ2 = 95%.

По тем же формулам определены величины, характеризующие деформированное состояние в десяти переходах прессования (табл.1).Using the same formulas, the quantities characterizing the deformed state in ten pressing transitions are determined (Table 1).

Таблица 1Table 1 Характеристики накопления деформации по переходам прессования при диаметре исходной заготовки 200 ммThe characteristics of the accumulation of deformation in the transitions of pressing with a diameter of the initial billet 200 mm Номер перехода iTransition Number i λ_i λ _i ε_i ε _i ε_Σi, %ε _Σi ,% ε_логi ε _logi ε_логΣι ε _logΣι Λ_Σi Λ _Σi δ_i, ммδ _i , mm 1one 4four 7575 7575 1,391.39 1,41.4 2,42,4 25,00000025,000000 22 20twenty 8080 9595 1,611,61 3,03.0 5,25.2 5,0000005.000000 33 100one hundred 8080 9999 1,611,61 4,64.6 8,08.0 1,0000001.000000 4four 500500 8080 99,899.8 1,611,61 6,26.2 10,810.8 0,2000000,200000 55 25002500 8080 99,9699.96 1,611,61 7,87.8 13,613.6 0,0400000.040000 66 1250012500 8080 99,99299,992 1,1611,161 9,49,4 16,316.3 0,0080000.008000 77 6250062500 8080 99,998499,9984 1,611,61 11,011.0 19,119.1 0,0016000,001600 88 312500312500 8080 99,9996899,99968 1,611,61 12,712.7 21,921.9 0,0003200,000320 99 15625001562500 8080 99,9999499,99994 1,611,61 14,314.3 24,724.7 0,0000640.000064 1010 78125007812500 8080 99,9999999,99999 1,611,61 15,915.9 27,527.5 0,0000130.000013

Как видно из таблицы, за десять переходов прессования удалось накопить относительное обжатие 99,99999%, логарифмическую степень деформации 15,9, степень деформации сдвига 27,5; что значительно превышает показатели способа по прототипу (5,79 и 10 соответственно). В таблице рассчитаны также значения толщины δ_i внутреннего слоя трубы по переходам. Как видно из расчетов, в десятом переходе толщина внутреннего слоя составила 13 мкм, что указывает на максимально возможный размер зерна в этом сечении.As can be seen from the table, over ten transitions of pressing it was possible to accumulate a relative compression of 99.99999%, a logarithmic degree of deformation of 15.9, a degree of shear deformation of 27.5; which significantly exceeds the performance of the prototype method (5.79 and 10, respectively). The table also calculated the values of the thickness δ _{i of the} inner layer of the pipe in transitions. As can be seen from the calculations, in the tenth transition, the thickness of the inner layer was 13 μm, which indicates the maximum possible grain size in this section.

Пример 2. Диаметр исходной заготовки назначим равным 300 мм, оставив остальные параметры процесса без изменения. Характеристики деформированного состояния в этом случае представлены в табл.2.Example 2. We set the diameter of the initial billet equal to 300 mm, leaving the remaining process parameters unchanged. The characteristics of the deformed state in this case are presented in Table 2.

Таблица 2table 2 Характеристики накопления деформации по переходам прессования при диаметре исходной заготовки 300 ммDeformation accumulation characteristics for pressing transitions with an initial billet diameter of 300 mm Номер перехода iTransition Number i λ_Σi λ _Σi ε_i ε _i ε_Σi, %ε _Σi ,% ε_логi ε _logi ε_логΣi ε _{log Σi} ΛΣ_i ΛΣ _i δ_i, ммδ _i , mm 1one 11eleven 90,690.6 90,6250090,62500 2,372,37 2,42,4 4,14.1 9,3750000009.375000000 22 124124 91,491.4 99,1964399.19643 2,462.46 4,84.8 8,48.4 0,8035714290.803571429 33 14521452 91,491.4 99,9311299,93112 2,462.46 7,37.3 12,612.6 0,0688775510,068877551 4four 1693816938 91,491.4 99,9941099,99410 2,462.46 9,79.7 16,916.9 0,0059037900.005903790 55 197613197613 91,491.4 99,9994999,99949 2,462.46 12,212,2 21,121.1 0,0005060390,000506039 66 23054872305487 91,491.4 99,9999699,99996 2,462.46 14,714.7 25,425,4 0,0000433750,000043375 77 2689734826897348 91,491.4 100,00000100,00000 2,462.46 17,117.1 29,629.6 0,0000037180.000003718 88 313802393313802393 91,491.4 100,00000100,00000 2,462.46 19,619.6 33,933.9 0,0000003190.000000319 99 36610279173661027917 91,491.4 100,00000100,00000 2,462.46 22,022.0 38,138.1 0,0000000270.000000027 1010 4271199237142711992371 91,491.4 100,00000100,00000 2,462.46 24,524.5 42,442,4 0,0000000020.000000002

Как видно из таблицы, в этом варианте удалось обеспечить эффект накопления деформации, характерный для первого примера, не за десять, а за семь переходов, все итоговые показатели превышают показатели способа по прототипу. За пределами седьмого прохода полученное металлом относительное обжатие характеризуется настолько большими величинами, что они не отличимы от 100%, несмотря на точность отражения на уровне пяти знаков после запятой. Как видно из расчетов, в десятом переходе толщина внутреннего слоя составила 0,000000002 мм или 0,002 нм. Очевидно, что размер зерна не может превысить размера самой заготовки, поэтому можно говорить о переводе структуры металла на наноуровень, верхней границей которого принято считать размеры менее 100 нм.As can be seen from the table, in this embodiment, it was possible to provide the effect of accumulation of deformation, characteristic of the first example, not in ten, but in seven transitions, all the final indicators exceed the indicators of the prototype method. Outside the seventh pass, the relative compression obtained by the metal is so large that they are indistinguishable from 100%, despite the accuracy of reflection at the level of five decimal places. As can be seen from the calculations, in the tenth transition, the thickness of the inner layer was 0.000000002 mm or 0.002 nm. Obviously, the grain size cannot exceed the size of the workpiece itself, so we can talk about transferring the metal structure to the nanoscale, the upper boundary of which is considered to be less than 100 nm.

По мере необходимости по маршруту прессования осуществляют правку и/или отжиг заготовок.As necessary, along the pressing route, dressing and / or annealing of the workpieces is carried out.

В способе по прототипу полученная металлом логарифмическая степень деформации составила величину 5,79, а степень деформации сдвига 10. В предлагаемом способе полученная металлом логарифмическая степень деформации составляет величину 24,5, а степень деформации сдвига 42,4, что в 2,45 раза выше.In the prototype method, the logarithmic degree of deformation obtained by the metal was 5.79 and the shear strain 10. In the proposed method, the logarithmic deformation obtained by the metal was 24.5 and the shear deformation was 42.4, which is 2.45 times higher .

Таким образом, технический результат заключается в повышении уровня пластической деформации, достигаемой в технологическом процессе прессования, что позволяет перевести размер зерен в металле на наноуровень.Thus, the technical result is to increase the level of plastic deformation achieved in the pressing process, which allows us to transfer the grain size in the metal to the nanoscale.

Источники информацииInformation sources

1. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М.: Машиностроение, 1976. 560 с.1. Okhrimenko Y.M. Forging technology. M.: Mechanical Engineering, 1976.560 s.

2. Патент RU 2326749. Способ ковки длинномерных заготовок. Ю.Н.Логинов, В.В.Котов; заявитель УГТУ-УПИ. Опубл. 20.06.08. IPC B21J 5/02, B21J 13/02.2. Patent RU 2326749. Method for forging long workpieces. Yu.N. Loginov, V.V. Kotov; applicant USTU-UPI. Publ. 06/20/08. IPC B21J 5/02, B21J 13/02.

3. А.с. СССР №1315134. Способ изготовления заготовок из металлических порошков. / Ю.Н.Логинов, А.А.Богатов. Заявитель УПИ. Опубл. 07.06.88. IPC B22F 3/02.3. A.S. USSR No. 1315134. A method of manufacturing blanks from metal powders. / Yu.N. Loginov, A.A. Bogatov. Applicant UPI. Publ. 06/07/88. IPC B22F 3/02.

4. А.с. СССР №1690946. Способ прессования цилиндрических заготовок из металлических порошков. А.А.Богатов, Ю.Н.Логинов, Н.Н.Загиров и др. Заявитель УПИ. Опубл. 15.11.91. IPC B22F 3/02.4. A.S. USSR No. 1690946. A method of pressing cylindrical billets of metal powders. A.A. Bogatov, Yu.N. Loginov, NN Zagirov and others. Applicant UPI. Publ. 11/15/91. IPC B22F 3/02.

5. Логинов Ю.Н., Богатов А.А. Пластическая деформация без изменения формы. /Обработка легких и специальных сплавов. М.: ВИЛС, 1996. С.271-279.5. Loginov Yu.N., Bogatov A.A. Plastic deformation without changing shape. / Processing of light and special alloys. M .: VILS, 1996. S.271-279.

6. Патент US 2002007880. Methods for controlling the texture of alloys utilizing equal channel angular extrusion. SEGAL VLADIMIR; WILLETT WILLIAM B; FERRASSE STEPHANE. Publ. 24.01.02 IPC B21C 23/00; B22D 7/00; C22F 1/00; C22F 1/04; C23C 14/34; B21C 23/006. Patent US 2002007880. Methods for controlling the texture of alloys utilizing equal channel angular extrusion. SEGAL VLADIMIR; WILLETT WILLIAM B; FERRASSE STEPHANE. Publ. 01/24/02 IPC B21C 23/00; B22D 7/00; C22F 1/00; C22F 1/04; C23C 14/34; B21C 23/00

7. Патент US 5850755 Method and apparatus for intensive plastic deformation of flat billets. SEGAL VLADIMIR. Publ. 22.12.98. B21C 23/00; C22 F 1/00; C22F 1/04.7. Patent US 5850755 Method and apparatus for intensive plastic deformation of flat billets. SEGAL VLADIMIR. Publ. 12/22/98. B21C 23/00; C22 F 1/00; C22F 1/04.

8. Патент RU 2285738. Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов. / Н.Г.Баушев, Г.И.Рааб, Л.Р.Саитова и др. Заявитель Уфимский государственный авиационный технический университет. Опубл. 20.10.06. IPC C22F 1/18, B21J 5/00.8. Patent RU 2285738. Method for thermomechanical processing of two-phase titanium alloys. / N.G. Baushev, G.I. Raab, L.R.Saitova and others. Applicant Ufa State Aviation Technical University. Publ. 10/20/06. IPC C22F 1/18, B21J 5/00.

9. Патент RU 2139164. Способ деформирования заготовок в пересекающихся каналах. / В.Н.Слобода, Р.З.Валиев, Г.И.Рааб и др. Заявитель Уфимский государственный авиационный технический университет. Опубл. 10.10.99. IPC B21J 5/00, C21D 7/00.9. Patent RU 2139164. A method of deforming workpieces in intersecting channels. / V.N. Sloboda, R.Z. Valiev, G.I. Raab and others. Applicant Ufa State Aviation Technical University. Publ. 10/10/99. IPC B21J 5/00, C21D 7/00.

10. Патент RU 2240197. Способ комбинированной интенсивной деформации заготовок. / Р.З.Валиев, Х.Ш.Салимгареев, Г.И.Рааб и др. Заявитель Уфимский государственный авиационный технический университет. Опубл. 20.11.04. IPC B21J 5/00.10. Patent RU 2240197. A method of combined intensive deformation of workpieces. / R.Z. Valiev, H.Sh. Salimgareev, G.I. Raab and others. Applicant Ufa State Aviation Technical University. Publ. 11/20/04. IPC B21J 5/00.

11. Патент RU 2188091. Устройство для обработки материалов давлением. /Р.З.Валиев, Х.Ш.Салимгареев. Заявитель Уфимский государственный авиационный технический университет. Опубл. 27.08.02. IPC B21C 25/00.11. Patent RU 2188091. Device for processing materials by pressure. / R.Z. Valiev, H.S. Salimgareev. Applicant Ufa State Aviation Technical University. Publ. 08/27/02. IPC B21C 25/00.

12.Патент WO 2007068439. METHOD FOR MANUFACTURING A TUBE OF COPPER OR COPPER ALLOY / BINDERNAGEL ALI, TEYKE ROETGER LOTHAR, ZHIBIN WANG, XIGANG ZHANG. Заявители KOCKS TECHNIK GMBH & CO KG [DE]; GOLDEN DRAGON PRECISE COPPER [CN]. Опубл. 21.06.07. IPC B21B 23/00; B21C 1/22.12. Patent WO 2007068439. METHOD FOR MANUFACTURING A TUBE OF COPPER OR COPPER ALLOY / BINDERNAGEL ALI, TEYKE ROETGER LOTHAR, ZHIBIN WANG, XIGANG ZHANG. Applicants KOCKS TECHNIK GMBH & CO KG [DE]; GOLDEN DRAGON PRECISE COPPER [CN]. Publ. 06/21/07. IPC B21B 23/00; B21C 1/22.

13. Патент RU 2189883. Способ пластического структурообразования металлов при интенсивной пластической деформации. / В.Г.Шибаков, С.Н.Гончаров, М.В.Мухин. Заявитель Камский политехнический институт. Опубл. 27.09.02. IPC B21J 5/00, 13/02, C21D 7/02.13. Patent RU 2189883. The method of plastic structure formation of metals with intense plastic deformation. / V.G. Shibakov, S.N. Goncharov, M.V. Mukhin. Applicant Kama Polytechnic Institute. Publ. 09/27/02. IPC B21J 5/00, 13/02, C21D 7/02.

14. Щерба В.Н., Райтбарг Л.Х. Технология прессования металлов. М.: Металлургия, 1995. 336 с.14. Shcherba V.N., Reitbarg L.Kh. Metal pressing technology. M .: Metallurgy, 1995.336 s.

Claims

1. A method of pressing blanks with intensive plastic deformation, including multi-transition pressing of one of the measured tube blanks of the initial transverse dimensions obtained by cutting the original long hollow workpiece into measured lengths, and simultaneously calibrating the cavity with a needle, characterized in that the measured tube blank is pressed in the first transition initial transverse dimensions to obtain a pipe of the first transition with an external diameter equal to the internal diameter of the measured pipe billet of the original transverse dimensions, the obtained pipe of the first transition is placed in the cavity of the measured pipe blank of the initial transverse dimensions and pressed to obtain the transverse dimensions of the pipe of the first transition, the obtained pipe of the second transition is placed in the cavity of the measured tube of the initial transverse dimensions and the cycle is repeated.

2. The method according to claim 1, characterized in that between the transitions carry out straightening of the pipes.

3. The method according to claim 1, characterized in that between the transitions annealed pipes.