Матеріал для моделювання гарячої пластичної формозміни металів

Матеріал для моделювання гарячої пластичної формозміни металів, що містить петролатум селективний, парафін нафтовий, каніфоль соснову, масло індустріальне і каолін, який відрізня 3 14021 Каолін і петролатум селективний, що входять до складу матеріалу, виконуюють роль пластичного наповнювача з низьким значенням пружних властивостей, а парафін нафтовий підвищує опір деформації і дозволяє дотримати рівності контактних умов, що в умовах наявності вологи (сліди і капілярної), не дозволяє з високою достовірністю одержати кореляцію при гарячої пластичної деформації з її моделюванням. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення матеріалу для моделювання гарячої пластичної формозміни металів, у якої за рахунок зміни якісного і кількісного складу забезпечується запобігання викривлянню геометрії випробовуваних зразків із матеріалу в заданому інтервалі температур внаслідок утворення гідроксильних груп, що дозволяє підвищити точність моделювання. Поставлена задача вирішується тим, що матеріал для моделювання гарячої пластичної формозміни металів, що містить петролатум селективний, парафін нафтовий, каніфоль соснову, масло індустріальне і каолін, відповідно до корисної моделі він додатково містить доломітизоване вапно при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Петролатум селективний Парафін нафтовий Каніфоль соснова Масло індустріальне Доломітизоване вапно Каолін 28-34 10- 12 7- 10 6-9 12-18 Інше. За рахунок уведення до складу матеріалу доломітизованого вапна відбувається зв'язування наявної в компонентах капілярної вологи і її слідів у гідроксильні групи, що запобігає утворенню мікрокристалів льоду при негативних температурах використання. При цьому забезпечується можливість стабілізації пружньо-пластичних властивостей матеріалу в заданому інтервалі температур для моделювання гарячої пластичної формозміни металів, що запобігає викривлянню геометрії випробовуваних зразків із запропонованого матеріалу. Вхідні до складу матеріалу каолін, доломітизоване вапно і петролатум селективний виконують роль пластичного наповнювача. При цьому, у процесі перемішування компонентів і при наступному охолодженні матеріалу, доломітизоване вапно працює не тільки, як наповнювач, що збільшує коефіцієнт тертя, але і як поглинач вільних гідроксильньїх груп, і слідів вологи капілярної, а також присутньої у вільному виді. Це особливо важливо при наступній пластичній деформації матеріалу, оскільки волога, шо знаходиться в з'єднанні у виді гідроксильних груп не спотворює результати процесу моделювання. У зв'язку з цим стало можливим розширити діапазон запровадження каніфолі соснової, що дозволяє моделювати контактні умови і напруженодеформованого стану при гарячому пластичному деформуванні сталей розширеного марочного сортаменту. При цьому вміст парафіну нафтового 4 в кількості 10-12 мас.% в сполученні із вмістом доломітизованого вапна в кількості 12-18 мас.% дозволяє підвищити опір деформації матеріалу и забезпечити рівність % контактних умов в процесі моделювання, а також знизити температурний вплив на опір деформації матеріалу в діапазоні температур від - 25°С до +25°С. Збільшення вмісту парафіну нафтового понад 12 мас. % приводить до одержання материалу зі зниженим опором деформації, а зниження вмісту парафіну нафтового менш 10 мас. % приводить до зниження жорсткості матеріалу, наслідком чого являється відсутність еквівалентності кривих зміцнення моделі і натури. Наявність у складі матеріалу каніфолі соснової в кількості 7-10 мас.% покращує моделювання контактних умов і напружено-деформованого стану при гарячому пластичному деформуванні сталей широкого марочного сортаменту. Зниження кількості каніфолі соснової менше 7 мас. % приводить до зниження жорсткості матеріалу, наслідком чого являється відсутність еквівалентності кривих зміцнення моделі і натури. Збільшення вмісту каніфолі соснової більш 10 мас.% приводить до утворення тріщин в матеріалі, що обумовлює порушення пластичних властивостей при ступені деформації більш 38%. Вміст доломітизованого вапна більш 18 мас.% знижує коефіцієнт тертя матеріалу без погіршення его пластичності, а вміст доломітизованого вапна менш 12 мас. % порушує стехіометричне відношення і не в повній мірі поглинає вільну і капілярну вологу в матеріалі. Запропонований матеріал забезпечує високу точність моделювання процесу гарячого пластичного деформування сталі при температурі матеріалу, який використовують в діапазоні від -5°С до 25°С, що забезпечує можливість еквівалентного моделювання кривих зміцнення сталей широкого марочного сортаменту при гарячому пластичному деформуванні. Приклад. Матеріал заявляемого складу одержували шляхом послідовного змішування каоліну з доломітизованим вапном до гомогенної консистенції з наступним додаванням петролатума селективного, парафіну нафтового, каніфолі соснової та масла індустріального. З кожного варіанта матеріалу заявляемого складу, а також матеріалу найближчого аналога виготовляли по чотири зразка з поперечним перетином прямокутної форми 18 x 50мм, які охолоджували до температури -15°С. Для спостереження за викривлянням геометрії зразків після прокатування, попередньо на поверхню наносили лінії ковзання. Зразки прокатували на сталевих гладких валках діаметром 98 мм прокатного дуореверсивного стана за одне пропускання з обтисненням 10 мм. На цих же валках прокатували три зразки зі сталі 09Г2 із поперечним перетином 28 x 50мм при температурі 1160°С. Після прокатування зразки мали такі параметри: товщина 18,17 мм, ширина 52,2мм. 5 14021 Склади матеріалів для моделювання і результати експериментального дослідження формозміни зразків, які усереднені по серіях, подані в таблиці (№№ 1 - 3 - запропонований склад, № 4 склад найближчого аналога, №5 -сталь 09Г2). Результати вивчення ліній ковзання після прокатування зразків показали, що на зразках із матеріалу запропонованого складу геометрія ліній ста 6 більна, а на зразках із матеріалу відомого складу лінії ковзання значно відхилені від спочатку нанесених, що свідчить про викривляння геометрії зразків із матеріалу найближчого аналога. Крім того, на бічних поверхнях зразків із матеріалу відомого складу є тріщини, у той час як на зразках із матеріалу запропонованого складу вони відсутні. Таблиця № пп 1 2 3 4 5 Зміст компонентів, мас. % ПетроПарафін латум селенафтовий ктивний 28 10 32 11 34 12 30 9 Разміри Каніфоль со- Масло інду- ДоломітизоваКаолін снова стріальне не вапно 10 8 7 5 Сталь 9 7 6 7 09Г2 Як випливає з таблиці матеріал пропонованого складу має незначну похибку в розширу при моделюванні в порівнянні з натурою і перевершує результати найближчого аналога. Комп’ютерна верстка Д. Дорошенко 18 15 12 25 27 29 49 зразків після прокатки, мм товщина 1 ширина 18,16 18,16 18,15 18,0 18,17 52,3 52,1 52,1 53,3 52,2 Таким чином пропонований матеріал дозволяє з високим ступенем точності моделювати процеси гарячої пластичної формозміни металів. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601