Разработка технологии получения поковок типа дисков

Актуальность
Одним из способов повышения физико- механических свойств металлических материалов является деформационная проработку структуры за счет сдвиговых смещений металла. Одним из наиболее эффективных способов обработки металлов является способ винтовой прокатки, обеспечивающий за счет геликоидального истечения металла в очаге деформации сформировать потоки, обеспечивающие получение градиентной структурой в поперечном сечении деформированной заготовки. В зависимости от изменения угла подачи (β) возможно сформировать различную градиентную мелкодисперсную структуру (как правило, наиболее мелкозернистая структура образуется вблизи поверхности заготовки, глубина данной проработанной области зависит от многих факторов- обжатие, угол подачи, калибровка рабочего инструмента, скоростные режимы прокатки и др.). Изучение закономерностей формирования структуры при обработке способом винтовой прокатки в зависимости от технологических факторов является актуальной задачей, обеспечивающей управление потоками истечения металла, и как следствие прогнозированием свойств деформированных материалов. Исследование формирования структуры металла при совмещение процесса винтовой прокатки и осадки позволяет изучить процесс пластической деформации при различных направлениях потоков истечения металла, способствующих формированию структуры, комплекса физико- механических свойств металлов. Полученные результаты при проведении работ позволят более точно прогнозировать формирование структуры металла при совмещени
Проблема
Развитие технологий высокоавтоматизированного машиностроение основывается в том числе на исследование, изучение, накопления теоретических и экспериментальных данных по формированию комплекса физико- механических, функциональных и других свойств материалов с целью управления факторами технологических процессов для получения изделий с необходимыми свойствами и качеством. Одним из решений является изучение потоков истечения металла при обработке металлов и сплавов способом винтовой прокатки и осадки. Полученные знания при изучении распределения потоков истечения металлов при деформационной обработки, реализуемых способом винтовой прокатки- прошивки и осадки, способствует созданию технологий и оборудования высокоавтоматизированного машиностроения на основе управления пластическими потоками. Заявленное исследование будет посвящено изучению распределения потоков истечения металла при деформации (винтовой прокатка, винтовая прошивка, осадка) с целью разработки высокоавтоматизированной технологии производства поковок типа дисков с высокими функциональными свойствами для задач машиностроения.
Цель
Запланированные к выполнению исследования позволят расширить знания о влиянии различных факторов на формирование структуры металла при совмещении процессов обработки металлов давлением, реализуемых способом винтовой прокатки и осадки, способом винтовой прошивки и осадки. Разработана и опробована в лабораторных условиях технология получения поковок типа дисков. Дана оценка эффективности технологии получения поковок типа дисков из предварительно деформированных в стане винтовой прокатки (прокатка, прошивка) заготовок по сравнению с существующим технологиями.
Задачи
Планируется теоретическое и экспериментальное исследование истечения металла при совмещении процесса прошивки в стане винтовой прокатки МИСиС 130Д и осадки плоскопараллельными плитами. Изучение потоков истечения металла при прошивке в стане винтовой прокатки в зависимости от угла подачи и режимов обжатий деформированной заготовки. Изучение потоков истечения метала при осадке полых особотолстостенных заготовок, полученных способом винтовой прошивкой. Определение режимов прошивки особотолстостенных гильз (заготовок) с целью формирования спиралевидной макроструктуры, обеспечивающей повышение механических свойств стали (экспериментальные исследования на колесной стали Марки Т- Гост 10791-2011). Определение оптимальных геометрических размеров полых заготовок под осадку с целью получения поковок типа дисков без образования дефектов. На основе полученных результатов за 2 года планируется разработка технологии получения поковок типа дисков на основе совмещения схем пластического течения металла, реализуемых способом винтовой прокатки, винтовой прошивки и осадки. Моделирование технологии получения поковок типа дисков в среде Qform 3D. Опробование технологии получения поковок типа дисков в условиях экспериментальной лаборатории.
Результат
Разработана и опробована в лабораторных условиях технология получения поковок типа дисков. Дана оценка эффективности технологии получения поковок типа дисков из предварительно деформированных в стане винтовой прокатки (прокатка, прошивка) заготовок по сравнению с существующим технологиями. Результаты работы будут востребованы на предприятиях, выпускающих поковки типа дисков, для нужд автомобилестроения (АО «АвтоВАЗ», «Группа ГАЗ»), авиастроения (ПАО «ОАК», ОАО «Компания «Сухой», ФГУП "Салют"), предприятия выпускающие железнодорожные колеса (АО «ВМЗ», АО «НТМК» и другие отрасли промышленности.
Партнёры проекта
Московский Политех
***