RU2585920C2 - Method for metal forming - Google Patents
Method for metal forming Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585920C2 RU2585920C2 RU2014135773/02A RU2014135773A RU2585920C2 RU 2585920 C2 RU2585920 C2 RU 2585920C2 RU 2014135773/02 A RU2014135773/02 A RU 2014135773/02A RU 2014135773 A RU2014135773 A RU 2014135773A RU 2585920 C2 RU2585920 C2 RU 2585920C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- effect
- current
- metal
- workpiece
- pulse
- Prior art date
Links
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургической промышленности. Оно может быть использовано при различных операциях обработки металлов давлением в способах разупрочнения и снижения сопротивления деформированию локально на движущихся заготовках или во всех их объемах при отсутствии движения заготовки.The invention relates to the metallurgical industry. It can be used for various operations of metal forming in ways of softening and reducing resistance to deformation locally on moving workpieces or in all their volumes in the absence of movement of the workpiece.
Известен способ обработки металлов давлением [патент РФ №2321469, М. кл. В21С 25/00, дата подачи заявки 02.09.2005, опубликован 10.04.2008 (прототип)], близкий к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, заключающийся в деформировании заготовки:A known method of processing metals by pressure [RF patent No. 2321469, M. cl. B21C 25/00, filing date 02.09.2005, published 04/10/2008 (prototype)], close to the invention in terms of technical nature and the achieved positive effect, which consists in deformation of the workpiece:
- растяжением с волочением сквозь твердосплавные фильеры;- stretching with drawing through carbide dies;
- прокаткой между вращающимися во встречном направлении деформирующими валами с механическим давлением сжатия;- rolling between counter-rotating deforming shafts with mechanical compression pressure;
- штамповкой тонколистового материала;- stamping of sheet material;
- ультразвуковым плющением в режиме стоячей УЗ-волны при одновременном действии импульсным током, создающим электропластический эффект.- ultrasonic conditioning in the standing ultrasonic wave mode with the simultaneous action of a pulsed current, creating an electroplastic effect.
Как известно из научно-технической литературы, электропластический эффект является кооперативным явлением и состоит из трех основных частей:As is known from the scientific and technical literature, the electroplastic effect is a cooperative phenomenon and consists of three main parts:
- действия «электронного ветра» импульсного тока;- the action of the "electronic wind" of the pulse current;
- пинч-действия собственного магнитного поля тока;- pinch action of the own magnetic field of the current;
- спинового разупрочнения, вызываемого электронным парамагнитным эффектом в металле.- spin softening caused by the electron paramagnetic effect in the metal.
Недостатком известного способа является слабая развитость третьей составляющей электропластического эффекта, обусловленная электронным парамагнитным резонансом и спиновой конверсией пар свободных электронов, локализованных на парамагнитных примесях в металле и на дислокациях, участвующих в его пластической деформации.The disadvantage of this method is the poor development of the third component of the electroplastic effect due to electron paramagnetic resonance and spin conversion of pairs of free electrons localized on paramagnetic impurities in the metal and on the dislocations involved in its plastic deformation.
Задачей изобретения является усиление указанной составляющей электропластического эффекта за счет применения совместно с импульсным током СВЧ-излучения как дополнительного энергетического воздействия на деформируемый металл, а также наличия самостоятельного влияния фактора СВЧ-излучения на пластическую деформацию стальной заготовки с определением технической значимости указанного влияния, которое наряду с действием импульсного тока может самостоятельно снижать сопротивление металла деформированию и усиливать в нем релаксационные процессы в условиях кратковременных остановок активного деформирования образцов (заготовок) и связанного с этим преждевременного упрочнения металла.The objective of the invention is to enhance the specified component of the electroplastic effect due to the use together with the pulsed current of microwave radiation as an additional energy effect on the deformable metal, as well as the presence of an independent influence of the microwave radiation factor on the plastic deformation of the steel billet with the determination of the technical significance of this effect, which, along with the action of a pulsed current can independently reduce the metal resistance to deformation and enhance relaxation in it nye processes under conditions of short stops deforming active samples (blanks) and the associated premature hardening of the metal.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе электропластическая обработка стальных заготовок из стали марки 12Х18Н10Т давлением осуществляется совместно с действием СВЧ-излучения на заготовки, что вызывает электронный парамагнитный резонанс и усиливает спиновое разупрочнение металла, свойственное электоропластической деформации стали.This goal is achieved by the fact that in the proposed method, the electroplastic processing of steel billets of steel grade 12X18H10T by pressure is carried out in conjunction with the action of microwave radiation on the billets, which causes electron paramagnetic resonance and enhances the spin softening of the metal, characteristic of the electro-plastic deformation of steel.
Технический результат достигается за счет того, что через механически деформируемую заготовку пропускают импульсный ток с амплитудной плотностью (0,5-1)103 А/мм2, длительностью импульсов (1-2,5)10-4 сек, а также с частотой следования импульсов, определяемой в зависимости от скорости движения заготовки по формуле V=Lxν, где L - длина зоны пластической обработки и ν - частота следования импульсов тока, осуществляют СВЧ-облучение деформируемой зоны в поперечном направлении. Кроме того, возможно обработку током и СВЧ-облучением деформируемой заготовки производить при статическом нагружении заготовки, для чего деформацию заготовки периодически останавливают на 1-3 минуты, а энергетическое воздействие продолжают.The technical result is achieved due to the fact that a pulsed current with an amplitude density of (0.5-1) 10 3 A / mm 2 , a pulse duration of (1-2,5) 10 -4 sec, and also with a frequency is passed through a mechanically deformable workpiece. pulse repetition, determined depending on the speed of movement of the workpiece according to the formula V = Lxν, where L is the length of the plastic processing zone and ν is the frequency of repetition of current pulses, microwave irradiation of the deformable zone in the transverse direction is carried out. In addition, it is possible to process by current and microwave irradiation of the deformable workpiece with static loading of the workpiece, for which the deformation of the workpiece is periodically stopped for 1-3 minutes, and the energy effect is continued.
Заготовка подвергалась пластической деформации. По достижении нагрузки в интервале 0,16-1,45 кН пропускался импульсный ток амплитудной плотностью (0,5-1,0)103 А/мм2, длительностью импульсов (1-2,5)10-4 сек и частотой следования импульсов, определяемой в зависимости от скорости движения заготовки при условии V=Lν, где L - длина зоны пластической деформации, мм, ν - частота следования импульсов тока, Гц, и одновременно проводилось СВЧ-облучение деформируемой зоны заготовки. В опытах по релаксации напряжений заготовку обрабатывали одиночными импульсами тока. Рабочая часть образца была 28 мм.The workpiece was subjected to plastic deformation. Upon reaching the load in the range of 0.16-1.45 kN, a pulse current was passed with an amplitude density (0.5-1.0) 10 3 A / mm 2 , pulse duration (1-2.5) 10 -4 sec and a repetition rate pulses, determined depending on the speed of the workpiece under the condition V = Lν, where L is the length of the plastic deformation zone, mm, ν is the repetition rate of current pulses, Hz, and at the same time, microwave irradiation of the deformable zone of the workpiece was carried out. In stress relaxation experiments, the workpiece was treated with single current pulses. The working part of the sample was 28 mm.
При обработке металлов давлением рекомендуемая скорость не более 1 м/сек, рекомендуемая длина зоны пластической обработки 10-50 мм. При определении частоты импульсного тока в процессах проработки всех участков заготовки, движущейся через зону деформации, можно порекомендовать коэффициент заполнения импульсами этой зоны, равный двум, тогда частота импульсного тока (в соответствии с указанной формулой) будет (ν=V/L) от 20 до 100 Гц.When metal forming, the recommended speed is not more than 1 m / s, the recommended length of the plastic processing zone is 10-50 mm. When determining the frequency of the pulse current in the processes of working through all sections of the workpiece moving through the deformation zone, it is possible to recommend a pulse fill factor of this zone equal to two, then the frequency of the pulse current (in accordance with the indicated formula) will be (ν = V / L) from 20 to 100 Hz
Проведенные испытания показали:The tests showed:
1. после остановки привода машины в первые 2-3 секунды релаксации напряжений совместное действие тока и СВЧ-излучения при ориентации компоненты поля Е поперечно оси образца создавало падение нагрузки (с учетом вычета теплового действия) 10-12%;1. after the machine drive stops in the first 2-3 seconds of stress relaxation, the combined action of the current and microwave radiation when the field component E is oriented transversely to the sample axis creates a load drop (taking into account the thermal effect) 10-12%;
2. падение нагрузки за 3-минутную паузу релаксации при действии лишь импульсов тока составляло до 16,8-17,5%. При действии лишь поперечного поля Е СВЧ-излучения эффект падения нагрузки составил 11,2-11,4%. При совместном действии тока и СВЧ-излучения эффект падения нагрузки (поле Е поперечно оси образца) составил 21,9-22,5%;2. the load drop over a 3-minute relaxation pause under the action of only current pulses amounted to 16.8-17.5%. Under the action of only the transverse field E of the microwave radiation, the effect of the load drop was 11.2–11.4%. Under the combined action of current and microwave radiation, the effect of a load drop (field E transverse to the axis of the sample) was 21.9-22.5%;
3. при действии лишь продольного поля Е СВЧ-излучения эффект падения нагрузки составил 11,9-12,3%. В испытаниях при совместном действии тока и СВЧ-излучения и продольной ориентации компоненты поля Е относительно оси образца эффект падения нагрузки уже составлял 29,8-30%.3. Under the action of only a longitudinal field E of microwave radiation, the effect of the load drop was 11.9-12.3%. In tests with the combined action of current and microwave radiation and the longitudinal orientation of the field component E relative to the axis of the sample, the effect of the load drop was already 29.8-30%.
Доказательство возможности практического осуществления предлагаемого способа и достижение положительного результата проводилось путем сопоставительного анализа предлагаемого способа с прототипом при проведении опытов с моделями, в качестве которых использовались тонкие образцы-лопаточки из нержавеющей стали 12Х18Н10Т растяжением (пластической деформацией) образцов с постоянной скоростью с включением пауз релаксации приложенных напряжений путем выключения привода испытательной машины без разгрузки образцов.The proof of the feasibility of the practical implementation of the proposed method and the achievement of a positive result was carried out by comparative analysis of the proposed method with the prototype when conducting experiments with models, which were used thin samples-spatulas from stainless steel 12X18H10T by stretching (plastic deformation) of the samples at a constant speed with the inclusion of relaxation pauses applied voltages by turning off the drive of the test machine without unloading the samples.
Установлено, что заявленный способ обработки металлов давлением в разновидности растяжения образцов с постоянной скоростью отличается от прототипа дополнительным уменьшением сопротивлением металла электропластического деформирования на 10-17,5% при действии лишь импульсами тока. При действии лишь СВЧ-излучения на процессы пластической деформации эффект падения нагрузки составляет порядка 11,2-12,3%. Усиление релаксации напряжения до 30% происходит при совместном действии тока и СВЧ-излучения и продольной ориентации компоненты поля Е относительно оси образца.It was found that the claimed method of metal forming in the form of stretching the samples at a constant speed differs from the prototype by an additional decrease in the metal resistance of electroplastic deformation by 10-17.5% when exposed only to current pulses. Under the influence of only microwave radiation on the processes of plastic deformation, the effect of a load drop is about 11.2-12.3%. An increase in voltage relaxation up to 30% occurs upon the combined action of current and microwave radiation and the longitudinal orientation of the field component E relative to the axis of the sample.
Использование предлагаемого способа обработки металлов давлением с действием в зону деформации одновременно импульсного тока и СВЧ-излучения позволяет интенсифицировать процесс электропластической обработки металлов давлением в большей степени, чем при обычной обработки металлов давлением без тока или с действием лишь импульсного тока в зоне пластической деформации.Using the proposed method of metal forming by pressure with the action of both pulsed current and microwave radiation in the deformation zone allows intensifying the process of electroplastic metal forming by pressure to a greater extent than with conventional metal processing by pressure without current or with the action of only pulsed current in the plastic deformation zone.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014135773/02A RU2585920C2 (en) | 2014-09-03 | 2014-09-03 | Method for metal forming |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014135773/02A RU2585920C2 (en) | 2014-09-03 | 2014-09-03 | Method for metal forming |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014135773A RU2014135773A (en) | 2016-03-27 |
RU2585920C2 true RU2585920C2 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=55638501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014135773/02A RU2585920C2 (en) | 2014-09-03 | 2014-09-03 | Method for metal forming |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2585920C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1458397A1 (en) * | 1985-09-11 | 1989-02-15 | Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко | Method of treating metal articles |
US4950337A (en) * | 1989-04-14 | 1990-08-21 | China Steel Corporation | Magnetic and mechanical properties of amorphous alloys by pulse high current |
RU2000340C1 (en) * | 1992-02-21 | 1993-09-07 | Роматовский Ю.И. | Method of continuous heat treatment of high-speed steel |
RU2041025C1 (en) * | 1992-07-27 | 1995-08-09 | Иркутский филиал Научно-исследовательского института авиационной технологии и организации производства | Method of hard-alloyed cutting tool plates treatment |
RU2321469C2 (en) * | 2005-09-02 | 2008-04-10 | Олег Александрович Троицкий | Method for plastic working of metals |
RU2428521C2 (en) * | 2009-10-26 | 2011-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Procedure for treatment of cutting tool in stationary combined discharge of low temperature plasma of low pressure |
-
2014
- 2014-09-03 RU RU2014135773/02A patent/RU2585920C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1458397A1 (en) * | 1985-09-11 | 1989-02-15 | Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко | Method of treating metal articles |
US4950337A (en) * | 1989-04-14 | 1990-08-21 | China Steel Corporation | Magnetic and mechanical properties of amorphous alloys by pulse high current |
RU2000340C1 (en) * | 1992-02-21 | 1993-09-07 | Роматовский Ю.И. | Method of continuous heat treatment of high-speed steel |
RU2041025C1 (en) * | 1992-07-27 | 1995-08-09 | Иркутский филиал Научно-исследовательского института авиационной технологии и организации производства | Method of hard-alloyed cutting tool plates treatment |
RU2321469C2 (en) * | 2005-09-02 | 2008-04-10 | Олег Александрович Троицкий | Method for plastic working of metals |
RU2428521C2 (en) * | 2009-10-26 | 2011-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Procedure for treatment of cutting tool in stationary combined discharge of low temperature plasma of low pressure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014135773A (en) | 2016-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ahmadi et al. | Effect of grain size on ultrasonic softening of pure aluminum | |
Xie et al. | Constitutive model of 6063 aluminum alloy under the ultrasonic vibration upsetting based on Johnson-Cook model | |
US3212311A (en) | Method and apparatus for electromagnetic shaping of metallic bodies | |
Abdolvand et al. | A novel combined severe plastic deformation method for producing thin-walled ultrafine grained cylindrical tubes | |
RU2321469C2 (en) | Method for plastic working of metals | |
Xiong et al. | Effects of laser shock processing on surface microstructure and mechanical properties of ultrafine-grained high carbon steel | |
Pandey et al. | Low Cycle Fatigue behavior of AA7075 with surface gradient structure produced by Ultrasonic Shot Peening | |
Ahmadkhanbeigi et al. | Microstructure and mechanical properties of Al tube processed by friction stir tube back extrusion (FSTBE) | |
RU2585920C2 (en) | Method for metal forming | |
Liu et al. | Electroplasticity effects: from mechanism to application | |
KR101577333B1 (en) | High speed forming method using Electroplascity effect | |
Ghiabakloo et al. | Rapid annealing of severely deformed low carbon steel in subcritical temperature range | |
RU2429926C1 (en) | Device for equal channel angular pressing of metals | |
Špirit et al. | Effect of Laser Shock Peening on Fatigue life of Austenitic stainless steels | |
RU2720289C1 (en) | Electrophysical method of increasing strength and mechanical resistance of sheet workpieces from aluminum-magnesium alloys | |
Stolyarov | Influence of chemical and phase composition on the emergence of the electroplastic effect in titanium alloys | |
RU2725786C1 (en) | Method of increasing strength of a coated part | |
RU2532600C1 (en) | Strengthening method of fasteners from low-carbon steel | |
RU2310526C2 (en) | Metal plastic deformation method and apparatus for performing the same | |
Susan et al. | Experimental research of the ultrasonic softening in cold-rolled steel strips | |
US20080277034A1 (en) | Strain weakening of metallic materials | |
RU2554251C1 (en) | Method of machining of products out of aluminium grade a85 working under voltage relaxation conditions | |
RU2525966C2 (en) | Metal equal-channel angular extrusion with application of electroplastic effect and ultrasound | |
Medentsov et al. | Hardening VT6 alloy by electroplastic rolling | |
Kim et al. | Electric current-induced phenomena in metallic materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190904 |