Оценка уровня упрочнения стружки из алюминиевого сплава, предназначенной для последующей обработки давлением

Введение. Отмечено, что стружка является нежелательным видом металлического лома, поскольку обладает развитой поверхностью, что создает условия для более интенсивного взаимодействия с окружающей атмосферой. Тем самым создаются условия для окисления и газонасыщения, особенно при повышенных температурах, характерных для процессов переплава. Поэтому рассматривается процесс утилизации стружки, минуя стадию переплава. Целью работы является установление уровня наклепа стружки при обработке алюминиевых сплавов и прогноз ее влияния на последующий процесс переработки. Методы исследования: для оценки деформированного состояния применили метод конечных элементов, реализованный в программном комплексе РАПИД-2D. Последовательность действий включала создание начальной формы очага деформации и конфигурации инструмента. Взаимное перемещение инструмента и деформируемого материала задано с помощью соответствующих граничных условий. Деформируемая среда – вязкопластический материал со степенным упрочнением, физико-механические свойства соответствуют алюминиево-магниевому сплаву. Результаты и обсуждение: полученное решение показывает, что степень деформации сдвига в стружке может достигать величины более 2. При этом более высокий уровень деформации локализован со стороны выпуклой части стружки. Выполнено сравнение решения с полученными ранее другими авторами и показана их сходимость. В рассмотренном варианте решения различие в степени нагартовки стружки по ее толщине составляет 36 %. Рассмотрен вариант последовательности обработки заготовки вначале холодной деформацией, а затем резанием. Областью применения результатов работы является разработка методов переработки техногенных образований. Выводы. В процессе резания пластическая деформация стружки достигает значительных величин. В работе установлено различие величин степени деформации сдвига по толщине стружки в зависимости от близости срезаемого слоя к поверхности режущего инструмента. Предложено это различие учитывать на последующих стадиях обработки стружки. Наличие отмеченной неоднородности механических свойств приводит к последствиям в виде неоднородного распределения температуры начала рекристаллизации при последующих операциях термической обработки или горячей деформационной обработки. Введен принцип аддитивности степени деформации, полученной металлом на стадии пластического формоизменения заготовки, и формоизменения собственно стружки.

Техногенные образования, переработка стружки, алюминиевый сплав, метод конечных элементов, пластическая деформация