Оптимизация процесса мокрого волочения по критерию запаса прочности

Статья является продолжением предшествовавших работ авторов в рамках исследования мокрого волочения. Рассмотрен процесс мокрого тончайшего и наитончайшего волочения стальной латунированной проволоки с целью повышения износостойкости волок. Произведен анализ различного типа волочильного инструмента (твердосплавные волоки, синтетические алмазные волоки, волоки из натуральных алмазов) на предмет актуальности его применения для волочения проволоки малых диаметров. Дана классификация составляющих эксплуатационной стойкости волочильного инструмента. Приведено описание методики исследования, включающее порядок и условия проведения замеров, применявшееся для получения исходных данных промышленное оборудование, а также тип волочильного стана. В работе проведен сравнительный анализ полученных данных с результатами исследований других авторов, полученных для аналогичного волочильного инструмента. Рассчитаны основные характеристики распределения износостойкости (асимметрия, эксцесс, коэффициент вариации). На основе статистического анализа массива экспериментальных данных для выборки объемом более 500 образцов выявлена высокая корреляция износостойкости волок с критерием коэффициента запаса прочности и слабая корреляция с критериями усилия и напряжения волочения. Показано, что оптимальные, т. е. наиболее высокие и стабильные результаты по износостойкости волочильного инструмента достигаются при значениях коэффициента запаса прочности в диапазоне от 1,9 до 2,5. Предложена формула определения значения коэффициента запаса прочности в зависимости от диаметра проволоки, обеспечивающая максимальные значения износостойкости инструмента по маршруту волочения. Полученные результаты рекомендуются к применению при проектировании новых маршрутов мокрого волочения с применением синтетических алмазных волок.

1. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. Москва: Металлургия, 1971. 448 c.

2. Enghag P. Steel Wire Technology. Örebro: Applied materials technology, Materialteknik HB. 2002. 311 p.

3. Wright R.N. Wire Technology: Process Engineering and Metallurgy. Oxford: Butterworth-Heinemann (Elsevier). 2011. 320 p.

4. Стальная проволока / Х.Н. Белалов, А.А. Клековкин, Н.А. Клековкина, Г.С. Гун, А.Г. Корчунов, М.А. Полякова. Магнитогорск: Издательство МГТУ им. Г.И. Носова, 2011. 689 c.

5. Головизнин С.М., Харитонов В.А. Оценка неоднородности деформации при высокоскоростном волочении проволоки с применением волновой теории пластичности // Известия вузов. Черная металлургия. 2007. № 4. С. 70.

6. Харитонов В.А., Головизнин С.М., Столяров А.Ю. Влияние скорости протяжки на условия волочения со скольжением и качество тонкой высокоуглеродистой проволоки // Производство проката. 2007. № 7. С. 23–29.

7. Головизнин С.М. Совершенствование технологии изготовления высокопрочной проволоки на основе моделирования температурно-деформационных режимов высокоскоростного мокрого волочения: Диссертация … кандидата технических наук. Магнитогорск, 2005. 139 с.

8. Харитонов В.А., Головизнин С.М. Влияние скорости на свойства и режимы волочения тонкой высокопрочной проволоки // Сталь. 2007. № 7. С. 86–87.

9. Lee S.-K., Lee S.-B., Kim B.-M. Process design of multi-stage wet wire drawing for improving the drawing speed for 0.72 wt % C steel wire // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. No. 5. P. 776–783. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2010.01.007

10. Enghag P., Larsson R., Pettersson K. An investigation into the forces and friction in wire drawing // Wire Industry. 2001. Vol. 69. No. 809. P. 272–277.

11. Camenchi J., Cristescu N., Sandru N. Contributii privind trefilarea sirmei cu mare viteza // Cercetari Metalurgice. 1979. Vol. 20. P. 401–406.

12. Golis B., Pilarczyk J.W., Muskalski Z., Dyja H. Strain rate in wire drawing process // Wire Industry. 2004. Vol. 71. No. 840. P. 200–206.

13. Ford E.H. Das Drahtziehverffahren. Ein Ruckblick auf fundamentale Prinzipien // Draht. 1982. Vol. 33. No. 5. P. 353–355.

14. Lancaster P.R. Smith B.F. High speed wire drawing // Wire Industry. 1974. Vol. 41. No. 491. P. 933–937.

15. Tseng Ampere A., Wang Shi R., Lau A.C.W. Local variations of strain and strain rate in roll bite region during rolling of steels // Journal of Engineering Materials and Technology. 1998. Vol. 120. No. 1. P. 86–96. https://doi.org/10.1115/1.2806843

16. Person L.E. Drawing wire with a smaller die angle // Wire Industry. 2004. Vol. 71. No. 846. P. 437.

17. Durante M., Zangella A., Capuce M. Ziehsteinverschleiss beim Ziehen hochgekohlter Stahldrahte // Draht. 2001. Vol. 52. No. 5. P. 22–25.

18. Cristescu N. Plastic flow through conical converging dies, using a viscoplastic constitutive equation // International Journal of Mechanical Sciences. 1975. Vol. 17. No. 6. P. 425–433. https://doi.org/10.1016/0020-7403(75)90040-5

19. Бондаренко Г.Г., Волков А.В. Разработка и реализация модели процесса многократного волочения микропроволоки // Наукоемкие технологии. 2002. № 5. С. 19–23.

20. Кулеша В.А. Разработка научных основ формирования свойств высококачественных метизов и создание эффективных технологий их производства: Диссертация … доктора технических наук. Москва, 2000. 69 с.