RU2525966C2 - Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound - Google Patents

Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound Download PDF

Info

Publication number
RU2525966C2
RU2525966C2 RU2012154251/02A RU2012154251A RU2525966C2 RU 2525966 C2 RU2525966 C2 RU 2525966C2 RU 2012154251/02 A RU2012154251/02 A RU 2012154251/02A RU 2012154251 A RU2012154251 A RU 2012154251A RU 2525966 C2 RU2525966 C2 RU 2525966C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
punch
current
ultrasound
action
Prior art date
Application number
RU2012154251/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012154251A (en
Inventor
Афанасий Михайлович Иванов
Олег Александрович Троицкий
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера имени В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера имени В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера имени В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2012154251/02A priority Critical patent/RU2525966C2/en
Publication of RU2012154251A publication Critical patent/RU2012154251A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525966C2 publication Critical patent/RU2525966C2/en

Links

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming, namely, to metal hardening in processing. Billet is formed by punch extrusion via channels and by feed of pulse or direct current to the billet along with ultrasound effects. Current is fed to the billet by connection of negative pole to the punch and positive pole to billet end in outlet channel. Ultrasound is fed across current density vector.
EFFECT: intensified plastic straining, lower straining force, higher process efficiency, better metal properties.
6 cl

Description

Изобретение относится к обработке материалов давлением, а именно к способам уменьшения сопротивления материала деформированию в процессе обработки.The invention relates to the processing of materials by pressure, and in particular to methods of reducing the resistance of a material to deformation during processing.

Известен способ обработки металлов давлением, включающий прокатку или волочение заготовки с приложением к ней импульсного тока при реализации электропластического эффекта [RU 2321469, B21B 1/00, опубл. 10.04.2007].A known method of processing metals by pressure, including rolling or drawing of the workpiece with the application of a pulsed current when implementing the electroplastic effect [RU 2321469, B21B 1/00, publ. 04/10/2007].

Недостатком известного способа является то, что он может быть применен только при прокатке и волочении металла.The disadvantage of this method is that it can be applied only when rolling and drawing metal.

Известен способ обработки металлов давлением способом волочения с подачей ультразвука в том или ином направлении по отношению к зоне деформации металла в волоке [Северденко В.Н., Клубович В.В., Степаненко А.В. Обработка металлов давлением и ультразвуком. Минск: Наука и техника, 1973].A known method of processing metals by pressure by drawing by feeding ultrasound in one direction or another with respect to the zone of metal deformation in the die [Severdenko V.N., Klubovich V.V., Stepanenko A.V. Metal processing by pressure and ultrasound. Minsk: Science and Technology, 1973].

Недостатком способа является сложность оснастки, ее недолговечность и относительно малые достигаемые степени единичных обжатий материала (не более 30%).The disadvantage of this method is the complexity of the equipment, its fragility and the relatively small achievable degree of single compression of the material (not more than 30%).

Известный способ равноканального углового прессования металла, выбранный в качестве прототипа, заключается в подаче импульсного или постоянного тока к заготовке с подводом положительного контакта к зоне пересечения каналов, а отрицательного - к заготовке [RU 2429926, МКИ B21C 25/00, опубл. 27.09.2011 (прототип)].The known method of equal channel angular pressing of metal, selected as a prototype, is to apply pulsed or direct current to the workpiece with a positive contact to the channel crossing zone, and negative to the workpiece [RU 2429926, MKI B21C 25/00, publ. 09/27/2011 (prototype)].

Недостатком данного способа является сложность прикладывания тока к зоне пересечения каналов и недостаточная степень единичного деформирования материала.The disadvantage of this method is the difficulty of applying current to the zone of intersection of the channels and the insufficient degree of a single deformation of the material.

Задачей изобретения является упрощение подачи тока и ультразвука к заготовке и повышение производительности технологической операции при равноканальном угловом прессовании, также увеличение степени единичной деформации материала на десятки процентов (до 80% и более).The objective of the invention is to simplify the supply of current and ultrasound to the workpiece and increase the productivity of the technological operation with equal channel angular pressing, as well as increase the degree of unit deformation of the material by tens of percent (up to 80% or more).

Поставленная задача достигается тем, что в способе равноканального углового прессования металла, включающем деформирование заготовки продавливанием ее пуансоном через каналы и подачу импульсного или постоянного тока к заготовке при одновременном действии ультразвуком, согласно изобретению подачу тока к заготовке осуществляют путем подключения отрицательного полюса к пуансону, а положительного - к торцевой части заготовки в выходном канале, при этом ультразвук подают в поперечном относительно вектора плотности тока направлении.The problem is achieved in that in a method of equal channel angular pressing of metal, which involves deforming a workpiece by pushing it with a punch through channels and applying a pulsed or direct current to the workpiece under ultrasonic action, according to the invention, the current is supplied to the workpiece by connecting the negative pole to the punch, and the positive - to the end of the workpiece in the output channel, while the ultrasound is fed in a direction transverse to the current density vector.

Кроме того, поставленная задача достигается, если применяют подвод тока к заготовке с помощью медных пробок в торцевой части заготовки.In addition, the task is achieved if current is applied to the workpiece using copper plugs in the end part of the workpiece.

Кроме того, поставленная задача достигается, если создают условия для возникновения стоячей ультразвуковой волны в зоне реализации простого сдвига заготовки.In addition, the task is achieved if conditions are created for the occurrence of a standing ultrasonic wave in the zone of implementation of a simple shift of the workpiece.

Кроме того, поставленная задача достигается, если деформирование заготовки осуществляют посредством ударно-поступательного воздействия пуансоном на заготовку, циклически повторяющимся в такт частоте следования импульсного тока и частоте ультразвуковых колебаний.In addition, the task is achieved if the deformation of the workpiece is carried out by means of shock-translational action by the punch on the workpiece, cyclically repeating in time with the pulse current repetition rate and the ultrasonic vibration frequency.

Кроме того, поставленная задача достигается, если одновременно осуществляют противодавление ударно-поступательным воздействием на торцевую часть заготовки в выходном канале в противоположном от воздействия пуансона направлении, циклически повторяющимся в такт частоте следования импульсного тока и частоте ультразвуковых колебаний.In addition, the task is achieved if at the same time counterpressure is carried out by shock-translating action on the end part of the workpiece in the output channel in the opposite direction from the action of the punch, cyclically repeating in time with the pulse current repetition rate and the frequency of ultrasonic vibrations.

Кроме того, поставленная задача достигается, если на заготовку одновременно воздействуют СВЧ-излучением.In addition, the task is achieved if the workpiece is simultaneously exposed to microwave radiation.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ равноканального углового прессования металла с применением во время деформации электропластического эффекта и ультразвука отличается способом подачи тока к заготовке - подводом отрицательного полюса через пуансон, а положительного к торцевой части заготовки в выходном канале, что позволяет упростить реализацию процесса деформирования с применением электропластического эффекта. Отличие заключается также и в том, что электрический контакт по торцевым частям заготовки осуществляется через медные пробки, кроме того, обеспечивается возникновение стоячей ультразвуковой волны в зоне реализации простого сдвига, кроме того, осуществляют циклическое механическое ударно-поступательное воздействие пуансоном на заготовку симбатно частоте следования импульсного тока и частоте ультразвуковых колебаний, кроме того, прессование сопровождается одновременным противодавлением ударно-поступательным воздействием на торцевую часть заготовки в выходном канале в противоположном от воздействия пуансона направлении, циклически повторяющимся симбатно частоте следования импульсного тока и частоте ультразвуковых колебаний. Кроме того, на заготовку одновременно воздействуют СВЧ-излучением. При прохождении импульсного тока через деформируемую заготовку усилие деформации снижается за счет возникающего электропластического эффекта.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive method of equal channel angular pressing of a metal using the electroplastic effect and ultrasound during deformation differs in the method of supplying current to the workpiece — by supplying a negative pole through the punch and a positive one to the end part of the workpiece in the output channel, which simplifies the process deformations using the electroplastic effect. The difference also lies in the fact that the electrical contact on the end parts of the workpiece is carried out through copper plugs, in addition, the occurrence of a standing ultrasonic wave in the zone of simple shear is achieved, in addition, a cyclic mechanical shock-translational action of the punch on the workpiece provides a symbiotic pulse repetition rate current and frequency of ultrasonic vibrations, in addition, pressing is accompanied by simultaneous counter-pressure shock-translational impact on the ends the part of the workpiece in the output channel in the opposite direction from the action of the punch, cyclically repeating symbatically the pulse current repetition rate and the frequency of ultrasonic vibrations. In addition, the workpiece is simultaneously exposed to microwave radiation. With the passage of the pulse current through the deformable billet, the deformation force decreases due to the arising electroplastic effect.

Использование предлагаемого способа равноканального углового прессования металла с применением во время деформации электропластического эффекта с возможностью прикладывания к заготовке постоянного или импульсного тока определенной плотности, длительности и частоты следования импульсов при одновременном действии ультразвука в поперечном направлении позволяет интенсифицировать пластическую деформацию заготовки, снижая усилие деформации на десятки процентов, измельчая микроструктуру до наноразмерного состояния, улучшая физико-механические свойства металла и повышая производительность технологической операции способом равноканального углового прессования.Using the proposed method of equal-channel angular pressing of the metal using the electroplastic effect during deformation with the possibility of applying a constant or pulse current of a certain density, duration and pulse repetition rate to the workpiece with the simultaneous action of ultrasound in the transverse direction, it is possible to intensify the plastic deformation of the workpiece, reducing the tensile stress by tens of percent grinding the microstructure to a nanoscale state, improving the physical Mechanical Protection properties of the metal and increasing the performance of technological operations channel angular pressing method.

Claims (6)

1. Способ равноканального углового прессования металла, включающий деформирование заготовки продавливанием ее пуансоном через каналы и подачу импульсного или постоянного тока к заготовке при одновременном действии ультразвуком, отличающийся тем, что подачу тока к заготовке осуществляют путем подключения отрицательного полюса к пуансону, а положительного - к торцевой части заготовки в выходном канале, при этом ультразвук подают в поперечном относительно вектора плотности тока направлении.1. The method of equal-channel angular pressing of metal, including deforming the workpiece by pushing it with a punch through the channels and applying a pulsed or direct current to the workpiece under ultrasonic action, characterized in that the current is supplied to the workpiece by connecting the negative pole to the punch and the positive pole to the end parts of the workpiece in the output channel, while ultrasound is fed in a direction transverse to the current density vector. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвод тока к заготовке осуществляют с помощью медных пробок в торцевой части заготовки.2. The method according to claim 1, characterized in that the current is supplied to the workpiece using copper plugs in the end part of the workpiece. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что создают условия для возникновения стоячей ультразвуковой волны в зоне реализации простого сдвига заготовки.3. The method according to claim 1, characterized in that they create the conditions for the occurrence of a standing ultrasonic wave in the area of implementation of a simple shift of the workpiece. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформирование заготовки осуществляют посредством ударно-поступательного воздействия пуансоном на заготовку, циклически повторяющегося в такт частоте следования импульсного тока и частоте ультразвуковых колебаний.4. The method according to claim 1, characterized in that the deformation of the workpiece is carried out by means of shock-translational action of the punch on the workpiece, cyclically repeated in time with the pulse current repetition rate and the frequency of ultrasonic vibrations. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно осуществляют противодавление ударно-поступательным воздействием на торцевую часть заготовки в выходном канале в противоположном от воздействия пуансона направлении, циклически повторяющимся в такт частоте следования импульсного тока и частоте ультразвуковых колебаний.5. The method according to claim 1, characterized in that at the same time counterpressure is carried out by shock-translating action on the end part of the workpiece in the output channel in the opposite direction from the action of the punch, cyclically repeating in time with the pulse current repetition rate and the frequency of ultrasonic vibrations. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на заготовку одновременно воздействуют СВЧ-излучением. 6. The method according to claim 1, characterized in that the workpiece is simultaneously exposed to microwave radiation.
RU2012154251/02A 2012-12-14 2012-12-14 Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound RU2525966C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154251/02A RU2525966C2 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154251/02A RU2525966C2 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012154251A RU2012154251A (en) 2014-06-20
RU2525966C2 true RU2525966C2 (en) 2014-08-20

Family

ID=51213746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012154251/02A RU2525966C2 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525966C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904062A (en) * 1998-05-11 1999-05-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Equal channel angular extrusion of difficult-to-work alloys
RU2367713C2 (en) * 2007-09-03 2009-09-20 Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук Processing method of ultra-fine-grained alloys with effect of shape memory
RU2420604C1 (en) * 2009-12-29 2011-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") Procedure for equi-channel angular pressing samples of structure metals
RU2429926C1 (en) * 2010-02-08 2011-09-27 Учреждение РАН Институт физико-технических проблем Севера СО РАН Device for equal channel angular pressing of metals

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904062A (en) * 1998-05-11 1999-05-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Equal channel angular extrusion of difficult-to-work alloys
RU2367713C2 (en) * 2007-09-03 2009-09-20 Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук Processing method of ultra-fine-grained alloys with effect of shape memory
RU2420604C1 (en) * 2009-12-29 2011-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") Procedure for equi-channel angular pressing samples of structure metals
RU2429926C1 (en) * 2010-02-08 2011-09-27 Учреждение РАН Институт физико-технических проблем Севера СО РАН Device for equal channel angular pressing of metals

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012154251A (en) 2014-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahmadi et al. Improvement of ECAP process by imposing ultrasonic vibrations
RU2321469C2 (en) Method for plastic working of metals
CN104889186B (en) A kind of positive and negative Compound Extrusion manufacturing process of ZrTiAlV alloys electric field-assisted
US8631673B2 (en) Severe plastic deformation of metals
FI124551B (en) SPD Method and Hardware
JP5558774B2 (en) Extrusion processing apparatus and extrusion processing method
Najafizadeh et al. Improved microstructure and mechanical properties of sheet metals in ultrasonic vibration enhanced biaxial stretch forming
RU2525966C2 (en) Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound
RU2429926C1 (en) Device for equal channel angular pressing of metals
Bruder et al. Severe plastic deformation by equal channel angular swaging
CN103624509A (en) Large plastic deformation method for achieving titanium alloy low-temperature superplasticity
Bouaziz et al. A new technique for severe plastic deformation: the cone–cone method
JP5392168B2 (en) Coining method and apparatus
Kashid et al. Investigations of Effect of Process Parameters on Material Removal Rate In Wire-cut electrical discharge Machinig of steel Grade EN 9
Wang et al. Effect of ultrasonic vibration on deformation in micro-blanking process with copper foil
CN103878195A (en) Magnesium alloy plate extrusion forming method
Rosochowski et al. Finite element analysis of two-turn Incremental ECAP
RU2570271C1 (en) Method of combined intensive plastic deformation of blank
US20070256764A1 (en) Method of producing nanostructured metals using high-intensity ultrasonic vibration
JP2015024427A (en) Processing method of metal material
RU2597470C1 (en) Device for electro-plastic equal-channel angular pressing of metals
RU144975U1 (en) STAMP FOR ANGULAR PRESS
RU2450882C2 (en) Method of hardening annular billet by channel-angular forming and device to this end
RU2374061C2 (en) Method and device for vibration treatment of metals by pressure
Liu et al. An experiment and simulation study of the rebound effect in electromagnetic forming process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151215