Способ термической интенсификации основан на совместном использовании нагрева и охлаждения, обеспечивающих наиболее благоприятный для получения детали заданной формы и размеров перепад температур в заготовке, а следовательно, и оптимальный перепад сопротивления деформирования sТ и пластических свойств по очагу деформации. Для металлов с низкой теплопроводностью (например, титановых сплавов) производится нагрев зоны деформации без охлаждения зоны передачи усилия, что объясняется тем, что в процессе формоизменения зона передачи усилия не успевает прогреться и не снижает своих прочностных свойств.
Нагрев заготовки может осуществляться двумя методами: прямым, когда тепло образуется непосредственно в нагреваемой зоне заготовки, и косвенным, при котором тепло, создаваемое внешним источником, тем или иным способом передается в заготовку.
Прямой метод нагрева предусматривает два самостоятельных способа создания тепла в заготовке: индукционный нагрев токами высокой частоты и нагрев электросопротивлением путем пропускания через заготовку больших токов.
При косвенном нагреве тепло передается в заготовку контактным, конвективным или радиационным путями. В случае контактного нагрева заготовка разогревается в результате прямой теплопередачи от горячей оснастки. Этот способ нагрева для изготовления тонкостенных деталей наиболее эффективен.
Охлаждение заготовок, являющееся составной частью теоретической интенсификации, осуществляется только контактным и конвективным путями. При контактном способе тепло отводится от заготовки вследствие прямой теплопередачи в металлический охладитель в зоне их контакта. В случае конвективного охлаждения тепло отнимается от заготовки путем непосредственного омывания различными хладагентами (сжатым воздухом, водой, охлажденными или сжиженными газами).
Температура нагрева зоны деформации зависит от материала заготовки. Для алюминия и его сплавов она составляет 400...450 °С, для магниевых сплавов 360...380 °С. Время выдержки для нагрева заготовки зависит, в основном, от ее толщины. Для заготовок из алюминиевых сплавов время выдержки определяют из расчета 6..8 на 1 мм толщины.
Основными недостатками штамповки с локальным нагревом являются конструктивная сложность штамповой оснастки и относительно низкая производительность, преимуществом — сокращение числа операций за счет расширения технологических возможностей.
Электроимпульсная интенсификация
Одним из перспективных направлений интенсификации процессов листовой штамповки является использование воздействия импульсного электрического тока (ИЭТ).
ИЭТ может вводиться в детали и заготовки как прямым (контактным), так и непрямым (индукционным) способами. Причиной повышения пластичности при введении ИЭТ считают электрон-дислокационное воздействие, возникающее в металле, градиентах температур, интенсифицирующих перемещение дислокаций. Наиболее обоснованной представляется последняя из перечисленных физических моделей, которая ниже описывается более подробно.
При введении в металлы ИЭТ происходит концентрация электромагнитного поля на дефектах структуры (поры, трещины, расслоения и др.), при которой возникают градиенты температур между нагретыми вследствие выделения тепла дефектными зонами и нагретыми бездефектными. Это, в свою очередь, приводит к образованию значительных термоупругих сжимающих напряжений на дефектах. Совместное воздействие этих напряжений, возникающих между обтекающими дефекты параллельными токами, в условиях интенсивной активизации процессов диффузии приводит к залечиванию дефектов структуры. Одновременно — за время пропускания импульса тока — происходит рекристаллизация во всех множественных микрообластях. Итогом воздействия ИЭТ является большее, чем при традиционном отжиге в печах, повышение пластичности, сопровождающееся незначительным снижением прочностных характеристик.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.