Дослідження впливу параметрів процесу гарячого пресування корозійностійких труб на зношування матричних кілець за допомогою комп’ютерного моделювання
Loading...
Files
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. При експлуатації інструменту, зокрема у технологічному процесі пресування корозійностійких труб, одним з основних видів руйнування є зношування. Встановлено, що 85 ... 90% інструменту, що використовується в процесах обробки тиском, виходить з ладу в результаті зносу і тільки 10 - 15% з інших причин. Зношування – процес руйнування і відділення матеріалу з поверхні інструменту та/або накопичення його залишкової деформації при терті, який проявляється у поступовій зміні розмірів й форми інструменту. Наразі процес зношування та зносостійкість інструменту часто вивчається за допомогою комп'ютерного моделювання. Часто комп'ютерне моделювання використовується також як перший етап перед випробуванням досліджуваного процесу в лабораторних та виробничих умовах. Методика. Дана робота присвячена моделюванню процесу пресування труб за допомогою ПП QForm UK 10 і дослідженню впливу параметрів технологічного процесу на розподіл тиску та температур на контакті з а- готовки та матриці для оцінки зносу матриці. Результати. Теоретично досліджено вплив коефіцієнту витяжки, початкової температури заготовки та швидкості руху прес-штемпеля на зношування матричного кільця та силу пресування під час процесу пресування труб розмірами 60×14 мм та 60×8 мм зі сталі 08Х18Н10Т. Дослідження проведено за методикою повнофакторного експерименту 23. Наукова новизна. Отримано регресійні залежності максимальних значень параметрів зношування матриці та сили пресування від вищезазначених факторів. Досліджено розподіл температури, тиску та зношування на робочій поверхні матриці. Практична значущість. Визначено, що основну долю (≥ 90 %) значення сумарного зношування матриці складає зношування від тиску. Також визначено, що ділянки розподілу максимальних значень зношування та максимальних значень тиску не співпадають. Додатковий аналіз результатів моделювання дозволяє висунути гіпотезу про спільний вплив інтенсивності деформації (або ступеню деформації) та відносної швидкості заготовки на контакті з інструментом на зношування. Дана гіпотеза потребує подальшої теоретичної та експериментальної перевірки.
ENG: During the operation of the tool, in particular, in the technological process of corrosion-resistant pipes extrusion, one of the main types of destruction is wear. It has been established that 85 ... 90% of the tool used in metal forming processes fails as a result of wear and tear and only 10 - 15% for other reasons. Wear is the process of destruction and separation of material from the surface of the tool and/or accumulation of its residual deformation due to friction, which manifests i t-self in a gradual change in the size and shape of the tool. Currently, the wear process and tool wear resistance are often studied using computer simulations. Often, computer simulation is also used as the first stage before testing the r e-searched process in laboratory and production conditions. This work is devoted to the modeling of the pipe extrusion process using QForm UK 10 program and to the study of the influence of technological process parameters on the distribution of pressure and temperatures at the contact of the billet and the matrix to assess the wear of the matrix. The influence of the extraction coefficient, the initial temperature of the billet, and the velocity of the press stamp on the wear of the die ring and the extrusion force at the production of 60x14 mm and 60x8 mm pipes made of 08X18N10T steel was theoretically investigated. The research was carried out according to the method of the full-factor experiment 23. The regression dependences of the maximum values of the matrix wear parameters and the extrusion force on the above-mentioned factors were obtained. The distribution of temperature, pressure and wear on the working surface of the matrix is scientifically justified. It was determined that the main share (≥ 90%) of the value of the total wear of the matrix is wear from pressure. It is also determined that the areas of distribution of maximum values of wear and maximum values of pressure do not coincide. An additional analysis of the simulation results allows to put forward a hypothesis about the joint influence of the intensity of deformation (or the strain) and the relative velocity of the billet in contact with the tool on wear. This hypothesis needs further theoretical and experimental verification.
ENG: During the operation of the tool, in particular, in the technological process of corrosion-resistant pipes extrusion, one of the main types of destruction is wear. It has been established that 85 ... 90% of the tool used in metal forming processes fails as a result of wear and tear and only 10 - 15% for other reasons. Wear is the process of destruction and separation of material from the surface of the tool and/or accumulation of its residual deformation due to friction, which manifests i t-self in a gradual change in the size and shape of the tool. Currently, the wear process and tool wear resistance are often studied using computer simulations. Often, computer simulation is also used as the first stage before testing the r e-searched process in laboratory and production conditions. This work is devoted to the modeling of the pipe extrusion process using QForm UK 10 program and to the study of the influence of technological process parameters on the distribution of pressure and temperatures at the contact of the billet and the matrix to assess the wear of the matrix. The influence of the extraction coefficient, the initial temperature of the billet, and the velocity of the press stamp on the wear of the die ring and the extrusion force at the production of 60x14 mm and 60x8 mm pipes made of 08X18N10T steel was theoretically investigated. The research was carried out according to the method of the full-factor experiment 23. The regression dependences of the maximum values of the matrix wear parameters and the extrusion force on the above-mentioned factors were obtained. The distribution of temperature, pressure and wear on the working surface of the matrix is scientifically justified. It was determined that the main share (≥ 90%) of the value of the total wear of the matrix is wear from pressure. It is also determined that the areas of distribution of maximum values of wear and maximum values of pressure do not coincide. An additional analysis of the simulation results allows to put forward a hypothesis about the joint influence of the intensity of deformation (or the strain) and the relative velocity of the billet in contact with the tool on wear. This hypothesis needs further theoretical and experimental verification.
Description
В. Пінчук: ORCID 0000-0001-8257-9252; А. Самсоненко: ORCID 0000-0001-6992-2327; О. Бобух: ORCID 0000-0001-7254-3854; О. Кузьміна: ORCID 0000-0003-0794-0583; Я. Фролов: ORCID 0000-0001-6910-6223
Keywords
пресування, матричне кільце, корозійностійкі труби, комп’ютерне моделювання, зношування, параметри деформації, extrusion, matrix ring, corrosion-resistant pipes, computer modeling, wear, deformation parameters, КОМТ
Citation
Пінчук В. Л., Самсоненко А. А., Бобух О. С., Кузьміна О. М., Корнєв С. В., Фролов Я. В. Дослідження впливу параметрів процесу гарячого пресування корозійностійких труб на зношування матричних кілець за допомогою комп’ютерного моделювання. Теорія і практика металургії. 2022. № 5 (136). С. 5–15.