УДК 621.77.016.2
Н. И. Бушуева1,* А. С. Ворсин2
Уральский Федеральный университет, г. Екатеринбург
buschuevan2013@yandex.ru
2
ПАО «Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов», г.
Каменск-Уральский
Научный руководитель – доцент, канд. техн. наук Г.В. Шимов
1
*
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ ПРУТКА ИЗ
ЛАТУНИ ЛС59-1 ЧЕРЕЗ ДВУХКАНАЛЬНУЮ МАТРИЦУ
В работе исследовано напряженно-деформированное
состояние в очаге деформации при прессовании прутков из
свинцовой латуни ЛС 59-1 в двухканальную матрицу.
Установлена асимметрия напряженного и деформированного
состояний при выходе прутка из матрицы. Сделаны выводы и
рекомендации по смене инструмента прессования.
Ключевые слова: цветная металлургия, свинцовая латунь,
прессование,
двухканальная
матрица,
напряженнодеформированное состояние.
N. I. Bushueva, A. S. Vorsin
INVESTIGATION OF THE LS59-1 LEADED BRASS BAR
EXTRUSION PROCESS THROUGH A TWO-CHANNEL MATRIX
DIE
The stress-strain state during the leaded brass bars
extrusion process into a two-channel matrix is studied. The stress
and strain states asymmetry of brass at the exit from the matrix
die is established. Conclusions and recommendations for
changing the extrusion tool are made.
Key words: non-ferrous metallurgy, leaded brass, extrusion,
two-channel matrix die, stress-strain state.
Изделия из свинцовой латуни марки ЛС 59-1 являются
наиболее распространенными среди металлопродукции из
медно-цинковых сплавов, сама латунь относится к категории
двухфазных альфа + бета сплавов [1,2]. На ПАО «Каменскуральский завод по обработке цветных металлов» из латуни
ЛС 59-1 производят прессованный пруток различных
диаметров. Прессование осуществляют на горизонтальном
1
© Бушуева Н. И.
гидравлическом прессе усилием 30 МН фирмы "PRESEZZI
EXTRUSION S. P. A." методом обратного прессования.
Пруток диаметром 9,6 мм из латуни ЛС59-1 прессуют из
круглого контейнера диаметром 400 мм в двухканальную
плоскую матрицу с коэффициентом вытяжки λ = 434.
Скорость прессования составляет 6 мм/с.
После
прессования
в
двухканальную
матрицу
обнаруживается целый ряд проблем: не удается аккуратно
смотать пруток в приемной корзине: витки ложатся не
равномерно, переплетаются, что зачастую приводит к трудно
устранимым
деформациям
продукции;
в
охлажденном
состоянии прутки имеют «винт» и их трудно сложить на
стадии упаковки и отгрузки; из-за остаточных напряжений на
дальнейшем этапе волочения возникают дополнительные
проблемы со смоткой проволоки, повышается количество
обрывов.
Для
решения
проблемы
было
решено
провести
моделирование
процесса
прессования
прутка
через
одноканальную и двухканальную матрицы и сравнить характер
течения металла, используя программный пакет DEFORM-3D.
На рисунке 1, а показано распределение осевых
напряжений σzz по сечению очага деформации. Видно, что
значения напряжений по сечению очага деформации
различны. На рисунке 1, б можно видеть, что распределение
накопленной степени деформации ε также не симметрично по
периметру сечения прутка (среднее значение по точкам 1, 2, 3
ε = 5,81, среднее значение по точкам 4, 5, 6 ε = 5,69). На
рисунке 1, в показано различие скорости течения металла по
сечению прутка. Различие скорости перемещения частиц
металла не значительное в абсолютных величинах, однако,
этого оказывается достаточно для формирования асимметрии
остаточного напряженного состояния по сечению прутка
после прессования.
а
б
в
Рисунок – Распределение осевых напряжений σzz по сечению очага
деформации (а), распределение накопленной степени деформации ε по
сечению прутка (б), распределение скоростей течения частиц
металла по сечению прутка
В результате моделирования было установлено, что схема
одноканального прессования лишена недостатков, описанных
выше. Были сформулированы рекомендации по замене
двухканальной матрицы на одноканальную для оптимизации
схемы НДС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Логинов Ю. Н. Повышение однородности структуры и
свойств прессованных заготовок из альфа + бета
свинцовых латуней. Ю. Н. Логинов, А.С. Овчинников //
Металлург. 2015. № 4. С. 62-66.
2. Илларионов А. Г. Изменение структурно-фазового
состояния,
физических
и
механических
свойств
холоднодеформированной
свинцовой
латуни
при
нагреве. / А. Г, Илларионов и др. // Металловедение и
термическая обработка металлов. 2019. № 4 (766). С. 3945.
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв