SU1161995A1 - Способ снижени трени при контактном взаимодействии металлических пар - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТРЕНИЯ ПРИ КОНТАКТНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПАР, включающий охлаждение зоны контакта .и взаимное перемещение контактирующих пар, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности способа, дополнительно пропускают через контакт посто нньй электрический ток, плотность которого лежит в пределах 10 j Ю , где J - плотность тока, А/см. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что охлаждение зоны контакта ведут в диапазоне величин градиента температур и при верхней границе темперaтyp l, определ емых из выражений, 10 л Т 10 ; 0.2 Т„, и , 0,4Т„,, (О где ft Т - величина градиента температуры , град/см; макс верхн   граница температуры в зоне контакта. С; Tf,( - температура плавлени  деформируемого издели , с.

Description

111 Изобретение относитс  к машиностроеншо и обрабатывающей промышленности и может быть использовано , при обработке металлов давлением (прокатка, вЬлочение, штамповка и т.п.), а также в машинах и установках с высокими удельными давлени ми в зоне контакта. Известен способ снижени  трени , включающий внесение смазки в зону контакта и охлаждение этой зоны IJ Однако эффективность данного способа невысока. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ снижени  трени  при контактном взаимодействиии металлических пар, включающий охлаждение зоны контакта, взаимное перемещение контактирующих пар и введение смазки в зону контакта 2j. Однако известному способу присуща невысока  эффективность, так как при введении смазки коэффициент трени  н удаетс  понизить сверх определенной величины, определ емой физико-химическими свойствами трущихс  пар. Кро ме того, известный способ не позвол  ет регулировать коэффициент трени  в процессе обработки, что не обеспечивает повышени  степени деформации за проход и управлени  процессом обработки металлических изделий. Цель изобретени  - повышение эффективности способа. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно crtoco6y снижени  трени  при контактном взаимодействии металлических пар, включающему охлаждение зоны контакта и взаимное перемещение контактирующих пар, дополнительно пропускают через контакт посто нный электрический ток, плотность которо лежит в пределах 10 j 10 , где - плотность тока, А/см Кроме того, охлаждение зоны контакта ведут в диапазоне величин градиента температур и при верхней границе температуры, определ емых из выражений 10 6 лТ ё (2) 0,4 т ., (3) 0.2 Т ё Т где U Т - величина градиента темпе ратуры, град/см; Т,,,,-, - верхн   граница темпера -о туры в зоне контакта. С Т - температура плавлени  деформируемого издели , С. Способ осуществл ют следующим образом . Через токопровод щие щетки к валкам из твердого сплава подвод т посто нный электрический ток плотностью А/см. При этом интенсивный отвод тепла осуществл ют, например, посредством щечек, охлаждаемых холодной проточной водой и прижимаемых к основным валкам. Одновременно осуществл ют перемещение издели  относительно валков со скоростью 10 locM/с . Пропускание тока через фрикционный контакт обеспечивает разупрочнение выступов на поверхности контактирующих пар и ослабление адгезионных св зей. Это, в свою очередь, приводит к снижению электросопротивлени  и дальнейшему уменьшению трени . Анализ экспериментальных результатов показывает, что уменьшение коэффициента трени  при контактном взаимодействии т желонагруженных металлических пар осуществл етс  при плотности тока в фактических точках касани , равной 10 А/см. При плотности тока, меньшей , теплова  энерги , выдел ема  в местах выступов микрсфельефа, недостаточна дл  снижени  прочностных характеристик фрикционного зацеплени . При плотност х тока превьш1ающих 10 А/см, имеет место интегральньй разогрев всей зоны контакта до температур , соответствующих рекристаллизации , окислению поверхностных слоев и другим термическим эффектам. Поддержание стационарного процесса контактировани  при указанных плотност х тока можно осуществить лишь при интенсивном теплоотводе путем создани  в зоне контакта градиента температур в диапазоне 10 10 град/см. При выходе за нижний предел имеет место перегрев металла в зоне контакта, а верхний предел указанных градиентов температур определ етс  геометрическими и физическими параметрами заготовки, а также видом подвижного контакта. Диапазон скоростей, в котором осуществл ют предлагаемьш способ уменьшени  коэффициента трени , составл ет 10 - 10 см/с.

31

На основании теоретических и экспериментальных исследований, получена св зь между термическими характеристиками процесса, физи ескими свойствами материала заготовки и плотностью тока

±1±. (4)

. k

o6.E.pJ ;

де j - плотность тока,

К - безразмерна  величина, характеризующа  изменение электрических, механических и теплофизических свойств металла с температурой , измен юща с  от 0,1 до 1,0 в зависимости от рода материала;

h -.размер заготовки, см;

А - величина, характеризующа  прочностные св зи между атомами, кгс/см или Па;

- коэффициент термического расширени ;

Е - модуль упругости;

ЛО,РО- теплопроводность и электропроводность деформируемого материала.

619954

Предлагаемьй способ проведен экспериментально при прокатке различных сплавов. К валкам из твердого сплава lBK-15 через токопровод щие щетки 5 подводили ПОСТОЯННЕЙ ток. При этом коэффициент трени  оценивали отношением скорости прокатки к скорости вращени  валков (Vpp/Vg ) при различных углах захвата.

Результаты экспериментов по уменьшению коэффициента трени  дл  пары ,ВК-15 -Л85 (85% Си + 15% Zn) приведены в табл. 1. .

Результаты экспериментов по уменьшению коэффициента трени  дл  различных сплавов при разных давлени  приведены в табл. 2.

Таким образом, использование предлагаемого способа снижени  коэффициента трени  позвол ет по сравнению с известньв4И способами осуществл ть процесс деформации малопластичных металлов и сплавов без сильного перегрева последних, а следовательно расширить ассортимент обрабатываемых металлов и сплавов, снизить усили  на металл и инструмент при высоких удельных давлени х, а также отходы металла в брак, и, кроме того, регулировать величину коэффициента трени . Т. а б л и ц а 1

10

0,8

Claims (2)

1. СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТРЕНИЯ ПРИ КОНТАКТНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПАР, включающий охлаждение зоны контакта .и взаимное перемещение контактирующих пар, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, дополнительно пропускают через контакт постоянный электрический ток, плотность которого лежит в пределах

10 ^е £ j έ 10^r, где j - плотность тока, А/см².

2. Способ по π. 1, о т л и чающий с я тем, что охлаждение зоны контакта ведут в диапазоне величин градиента температур и при верхней границе температурдц определяемых из выражений. _г

10’

0,2 где &Т ^макс ~ τ_πή г? δ Т < 10 ;

Тпл- Т_МоПсС έ 0,4 T_nft, величина градиента температуры, град/см;

верхняя граница температуры в зоне контакта, °C; температура плавления деформируемого изделия,°C

WI9H >