Структура и свойства поковок и штамповок из алюминиевых деформируемых сплавов, страница 8

Однако в реальных условиях при ковке и штамповке алюминиевых сплавов под молотом при температурах нагрева выше 350° С деформация имеет смешанный характер, рекристаллизация сопровождает процесс деформации (неполная горячая деформация). Кроме того, при деформировании ударом скорость деформации является переменной. В момент соприкосновения бойка с деформируемым металлом она составляет примерно около 5—9 м/с, а в конце удара она равна нулю.

При постоянной скорости деформации характер деформации будет приближаться к чистому горячему деформированию тем больше, чем ниже скорость и чем выше температура деформации. Однако при скоростях, получаемых на прессах, чистое горячее деформирование алюминиевых сплавов можно получить только при достаточно высоких температурах.

Таким образом, макроструктура реальной штамповки и степень анизотропности свойств в отдельных участках будут зависеть от скорости, температуры и степени деформации. Под степенью деформации следует понимать не геометрическую степень деформации, определенную как общее уменьшение высоты поковки, а физическую степень деформации, определяемую степенью изменения формы и сечения зерна и разрушения хрупких химических соединений. К сожалению, количественное определение физической степени деформации в реальных поковках и, тем более, в штамповках сопряжено с большими трудностями.

Многие специалисты кузнечно-штамповочного производства принимают скорости перемещения частей молота и траверсы пресса с инструментом в процессе рабочего хода за скорости деформирования, что часто приводит к неправильным результатам и выводам. Исходя из этого утверждается, что при штамповке на молотах, т. е. в случае «большой» скорости деформации, рекристаллизация не успевает протекать, а при штамповке на прессе, т. е. в случае «малой» скорости деформации, успевает, благодаря чему структура деталей, штампуемых на прессах, получается мелкозернистой.

Однако при большой скорости перемещения инструмента может быть малая скорость деформации и, наоборот, при медленном перемещении инструмента — большая. В практике часто приходится встречаться с тем, что при штамповке на маломощном молоте скорость деформирования меньше, чем при штамповке на тихоходном мощном прессе.

Влияние равномерности деформации и различной скорости деформации под молотом и прессом принято оценивать характером структуры поковок и штамповок. В случае более равномерной деформации получается и более равномерная структура с высокими механическими свойствами.

Более резко выраженное торможение деформации на поверхности контакта деформируемой заготовки и рабочей поверхности инструмента при штамповке без смазки под гидравлическим прессом создает затрудненные зоны течения металла, в которых образуется структура, снижающая свойства. Применение хорошей смазки обеспечивает более равномерную структуру при штамповке на прессе по сравнению со штамповкой на молоте.

Исследование показало, что существенного различия в механических свойствах и микроструктуре штамповок, изготовленных на прессах и под молотами, не наблюдается.

Для макроструктуры штамповок, изготовленных под молотами, характерно наличие зон местной рекристаллизации, что не всегда отражается на механических свойствах при испытании на разрыв, но может существенно отразиться на длительности жизни детали в условии эксплуатации, так как при этом снижается усталостная прочность, стойкость при циклических и знакопеременных нагрузках и т. д. Поэтому при повышенных требованиях к равномерности структуры в качестве кузнечного оборудования целесообразно применять прессы.

Живая сила удара молота действует в течение доли секунды. Если предположить, что все удары молота имеют одинаковую мощность, то окажется, что по мере деформирования заготовки и после каждого последующего удара имеет место убывающая деформация, т. е. скорость деформации, измеряемая объемными смещениями, является не равномерной.