cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ "МИСИС"10.17073/0021-3438-2017-1-53-60cvmet-426Research ArticleОбработка металлов давлениемPressure Treatment of MetalsВОЗМОЖНОСТИ НОВОГО МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ МАГНИЯ ПРИ ХОЛОДНОЙ ОСАДКЕRESOURCES OF A NEW COLD UPSETTING METHOD FOR MAGNESIUM PLASTIFICATIONКаменецкийБ. И.KamenetskiiB. I.

канд. техн. наук, вед. науч. сотр. лаборатории прочности,

620990, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

Cand. Sci. (Tech.), leading researcher, Laboratory of Strength, 

620990, Ekaterinburg, S. Kovalevskoi str., 18

kamenetski@imp.uran.ruЛогиновЮ. Н.LoginovYu. N.

докт. техн. наук, профессор департамента металлургии,

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

Dr. Sci. (Tech.), prof., Metallurgical Department, 

620002, Russia, Ekaterinburg, Mira str., 19

j.n.loginov@urfu.ruКругликовН. А.KruglikovN. A.

канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры физических методов и приборов контроля качества,

ст. науч. сотр. лаборатории прочности 

Cand. Sci. (Phys.-Math.), associate prof. of the Department of physical methods of quality control;

senior researcher of the Laboratory of Strength

nick@imp.uran.ruИнститут физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАНРоссияInstitute of Metal Physics n.a. M.N. Mikheev of Ural Branch of Russian Academy of Sciences (IMP UB RAS)Russian FederationУральский федеральный университет (УрФУ) им. первого Президента России Б.Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University (UrFU) n.a. the first President of Russia B.N. YeltsinRussian FederationУральский федеральный университет (УрФУ) им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; ИФМ УрО РАНРоссияUrFU; Institute of Metal Physics IMP UB RASRussian Federation201721022017015360Copyright © Каменецкий Б.И., Логинов Ю.Н., Кругликов Н.А., 20172017Каменецкий Б.И., Логинов Ю.Н., Кругликов Н.А.Kamenetskii B.I., Loginov Y.N., Kruglikov N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/426

Предложен новый метод деформации литого магния в холодном состоянии. Он состоит в реализации способа осадки с боковым подпором. Заготовка помещается сначала в обойму из пластичного материала, а затем в контейнер. На заготовку воздействуют пуансоном, установленным в контейнер с зазором. Под усилием пресса металл обоймы вытекает в зазор и создает подпор. В результате возрастает уровень сжимающих напряжений, что повышает пластичность магния. Выполнены опыты по деформации магниевых литых образцов, которые показали, что относительное обжатие без разрушения можно увеличить с 12–18 до 60–70 %. Такое повышение пластичности позволяет получать деформированные заготовки из магния без применения операции нагрева. Предусмотрен прием облегченного извлечения заготовок из обойм после окончания деформации. Выявлено, что процесс возможно осуществлять при средних давлениях осадки 820–830 МПа, что приемлемо для современных инструментальных материалов.

The study proposes a new method for the cold deformation of cast magnesium. It consists in upsetting using a under lateral pressure. The bar is first placed into a holder made of ductile material, and then into a container. The punch mounted in a container with a gap acts on the blank. Under the press force, the metal contained in the holder flows through the gap and creates a pressure. This increase the level of compressive stresses thus improving magnesium ductility. Deformation tests of cast magnesium specimens were made that showed that the nondestructive reduction of cross-sectional area could be increased from 12–18 to 60–70 %. Such an increase in ductility makes it possible to produce deformed magnesium bars without heating. The method for easier removal of bars from holders after deformation was provided. It was determined that the process could be carried out at moderate upsetting pressures of 820– 830 MPa. This is acceptable for modern tool materials.

литой магнийосадкасжимающие напряженияпресспластическая деформацияcast magnesiumupsettingcompressive stressespressplastic deformationФАНО России, Правительство Российской ФедерацииReferencesPowell B.R., Krajewski P.E., Luo A.A. Magnesium alloys for lightweight powertrains and automotive structures // Materials, design and manufacturing for lightweight vehicles. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2010. P. 114—173.Powell B.R., Krajewski P.E., Luo A.A. Magnesium alloys for lightweight powertrains and automotive structures. In: Materials, design and manufacturing for lightweight vehicles. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2010. P. 114—173.Barnett M.R. Forming of magnesium and its alloys // Fundamentals of magnesium alloy metallurgy. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2013. P. 197—231.Barnett M.R. Forming of magnesium and its alloys. In: Fundamentals of magnesium alloy metallurgy. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2013. P. 197—231.Nave M.D., Barnett M.R. Microstructures and textures of pure magnesium deformed in plane-strain compression // Scr. Mater. 2004. Vol. 51. Iss. 9. P. 881—885.Nave M.D., Barnett M.R. Microstructures and textures of pure magnesium deformed in plane-strain compression. Scr. Mater. 2004. Vol. 51. Iss. 9. P. 881—885.Логинов Ю.Н., Буркин С.П., Сапунжи В.В. Изучение упрочнения и разупрочнения магния с учетом анизотропии свойств // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 1999. No. 6. С. 42—46.Loginov Yu.N., Burkin S.P., Sapunzhi V.V. Izuchenie uprochneniya i razuprochneniya magniya s uchetom anizotropii svoistv [The study of hardening and softening of magnesium with anisotropic properties]. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 1999. No. 6. P. 42—46.Логинов Ю.Н., Пышминцев И.Ю., Попов А.А., Лунина Т.Г. Свойства прессованного гранулированного магниевого сплава со сверхмелкозернистой структурой // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 1998. No. 6. С. 41—44.Loginov Yu.N., Pyshmintsev I.Yu., Popov A.A., Lunina T.G. Svoistva pressovannogo granulirovannogo magnievogo splava so sverkhmelkozernistoi strukturoi [The properties of compacted granular magnesium alloy with ultrafine structure]. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 1998. No. 6. P. 41—44.Klimanek P., Potzsch A. Microstructure evolution under compressive plastic deformation of magnesium at different temperatures and strain rates // Mater. Sci. Eng. A. 2002. Vol. 324. P. 145—150. DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01297-7.Klimanek P., Potzsch A. Microstructure evolution under compressive plastic deformation of magnesium at different temperatures and strain rates. Materials Sci. Eng. A. 2002. Vol. 324. P. 145—150.Qiao X.G. , Zhao Y.W., Gan W.M., Chen Y., Zheng M.Y., Wu K., Gao N., Starink M.J. Hardening mechanism of commercially pure Mg processed by high pressure torsion at room temperature // Mater. Sci. Eng. A. 2014. Vol. 619. P. 95—106.Qiao X.G. , Zhao Y.W., Gan W.M., Chen Y., Zheng M.Y., Wu K., Gao N., Starink M.J. Hardening mechanism of commercially pure Mg processed by high pressure torsion at room temperature. Mater. Sci. Eng. A. 2014. Vol. 619. P. 95—106.Volkov A.Yu., Kliukin I.V. Improving the mechanical properties of pure magnesium through cold hydrostatic extrusion and low-temperature annealing // Mater. Sci. Eng. A. 2015. Vol. 627. P. 56—60.Volkov A.Yu., Kliukin I.V. Improving the mechanical properties of pure magnesium through cold hydrostatic extrusion and low-temperature annealing. Mater. Sci. Eng. A. 2015. Vol. 627. P. 56—60.Каменецкий Б.И., Логинов Ю.Н., Кругликов Н.А. Влияние условий бокового подпора на пластичность магния при холодной осадке // Технол. легких сплавов. 2012. No. 1. С. 86—92.Kamenetskii B.I., Loginov Yu.N., Kruglikov N.A. Vliyanie uslovii bokovogo podpora na plastichnost’ magniya pri kholodnoi osadke [Influence of lateral stress conditions on the plasticity of magnesium in the cold upsetting]. Tekhnologiya legkikh splavov. 2012. No. 1. P. 86—92.Каменецкий Б.И., Логинов Ю.Н., Волков А.Ю. Методы и устройства для повышения пластичности хрупких материалов при холодной осадке с боковым подпором // Загот. пр-ва в машиностроении. 2013. No. 9. С. 15—22.Kamenetskii B.I., Loginov Yu.N., Volkov A.Yu. Metody i ustroistva dlya povysheniya plastichnosti khrupkikh materialov pri kholodnoi osadke s bokovym podporom [Methods and apparatus for improving the ductility of brittle materials by cold upsetting with lateral stress]. Zagotovitel’nye proizvodstva v mashinostroenii. 2013. No. 9. P. 15—22.Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977.Storozhev M.V., Popov E.A. Teoriya obrabotki metallov davleniem [Theory of metal forming]. Moscow: Mashinostroenie, 1977.Narayanasamy R., Sathiyanarayanan S., Ponalagusamy R. A study on barrelling in magnesium alloy solid cylinders during cold upset forming // J. Mater. Process. Technol. 2000. Vol. 101. Iss. 1—3. P. 64—69.Narayanasamy R., Sathiyanarayanan S., Ponalagusamy R. A study on barrelling in magnesium alloy solid cylinders during cold upset forming. J. Mater. Process. Technol. 2000. Vol. 101. Iss. 1—3. P. 64—69.Mathis K., Trojanova Z., Lukac P., Caceres C.H., Lendvai J. Modeling of hardening and softening processes in Mg alloys // J. Alloys Compd. 2004. Vol. 378. P. 176—179.Mathis K., Trojanova Z., Lukac P., Caceres C.H., Lendvai J. Modeling of hardening and softening processes in Mg alloys. J. Alloys Compd. 2004. Vol. 378. P. 176—179.Кругликов Н.А., Логинов Ю.Н., Каменецкий Б.И., Саврай Р.А., Долматов А.В., Клюкин И.В., Волков А.Ю. Микроструктура и механические свойства литого магния // Литейщик России. 2013. No. 8. С. 17—22.Kruglikov N.A., Loginov Yu.N., Kamenetskii B.I., Savrai R.A., Dolmatov A.V., Klyukin I.V., Volkov A.Yu. Mikrostruktura i mekhanicheskie svoistva litogo magniya [The microstructure and mechanical properties of cast magnesium]. Liteishchik Rossii. 2013. No. 8. P. 17—22.Matsumoto R., Kubo T., Osakada K. Fracture of magnesium alloy in cold forging // CIRP Ann. Manuf. Technol. 2007. Vol. 56. Iss. 1. P. 293—296.Matsumoto R., Kubo T., Osakada K. Fracture of magnesium alloy in cold forging. CIRP Ann. Manuf. Technol. 2007. Vol. 56. Iss. 1. P. 293—296.Каменецкий Б.И., Соколов А.Л., Волков А.Ю., Кругликов Н.А. Способ осадки цилиндрических заготовок из хрупких и малопластичных материалов: Пат. 2501624 (РФ). 2013.Kamenetskii B.I., Sokolov A.L., Volkov A.Ju. Kruglikov N.A. Sposob osadki tsilindricheskikh zagotovok iz khrupkikh i maloplastichnykh materialov [Method of upsetting fragile and low-plasticity cylindrical blanks]: Pat. 2501624 (RF). 2013.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.