Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
(677980, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1)
Cand. Sci. (Tech.), leading researcher
Рассматриваются методы прессования призматических и винтовых металлических профилей. Приведен пример холод-ного прессования заготовки из меди М4 с получением сплошного профиля квадратного сечения. Проведено сравнение традиционного прессования (экструдирования) и экструдирования с последующим прессованием с кручением (экструдирования и винтового прессования – ЭВП) по механическим характеристикам, энергоемкости и характеру разрушения образцов из меди. При этом ЭВП заготовки выполнялось в одном устройстве при одном технологическом процессе. Прессованию призматических и винтовых профилей в 1 проход при комнатной температуре подвергали объемные медные заготовки ∅11,7×60 мм. Нагружение заготовки пуансоном осуществлялось с помощью гидравлического пресса. После деформационной обработки были получены сплошные медные призматические и винтовые профили с квадратным сечением 8×8 мм. Представлены результаты по механическим свойствам, закономерностям деформирования и механизму разрушения при одноосном растяжении образцов из технической меди М4 в состоянии поставки и после упрочнения. Механические испытания на одноосное растяжение образцов с рабочим размером ∅3×15 мм проводили на испытательной машине UTS-20k при постоянной скорости нагружения, равной 3,33·10–5 м·с–1. Установлено некоторое повышение прочности меди, подвергнутой экструзии в один проход при комнатной температуре. Винтовое прессование после экструзии обеспечивает более высокую пластичность по сравнению с исходным состоянием и экструзией. Выполнено фрактографическое исследование изломов образцов на сканирующем электронном микроскопе «Hitachi TM 3030» в режиме вторичных электронов. Показано, что механизм разрушения медных образцов в состоянии поставки, а также после экструзии и ЭВП качественно одинаковый. Разрушение образцов из меди М4 как в исходном состоянии, так и после деформационной обработки по указанным режимам произошло по механизму вязкого разрушения. Выявлено, что медь, подвергнутая ЭВП, обладает большей энергоемкостью в связи с повышением пластичности. Излом в волокнистой зоне для образца, подвергнутого ЭВП, отличается ярусным расположением блоков ямок. Крупные ямки и микроямки во всех состояниях меди присутствуют как в волокнистой зоне, так и в периферийной области среза.
The paper considers pressing methods for prismatic and screw-shaped metal sections. An example of cold pressing of a M4 copper billet to produce a solid square section making is provided. The paper compares traditional pressing (extrusion) and extrusion with subsequent pressing and torsion (extrusion and screw pressing) with regard to mechanical characteristics, energy intensity and fracture pattern of copper samples. At the same time, extrusion and screw pressing of a billet was carried out in one device within one process operation. Bulk copper billets ∅11,7×60 mm were subjected to prismatic and screw-shaped section pressing in one pass at the room temperature. A hydraulic press was used for billet pressing with a punch. Solid copper prismatic and screw-shaped sections with a square section of 8×8 mm were obtained following the deformation processing. The paper presents findings on mechanical properties, deformation regularities, and the fracture mechanism during monoaxial stretching of M4 commercial copper samples in the as-delivered and as-hardened states. Mechanical tests for monoaxial stretching of samples with working dimensions of ∅3×15 mm was made using the UTS-20k testing machine at a constant loading rate of 3,33·10–5 m·s–1. A certain strength improvement of copper extruded in one pass at a room temperature was found. Screw pressing after extrusion ensures a higher ductility as compared to the original state and extrusion. The paper describes a fractographic investigation of fractures in samples using the Hitachi TM 3030 scanning electron microscope in the secondary electron mode. The paper demonstrates that the fracture mechanism of copper samples in the as-delivered state, as well as following the extrusion and extrusion and screw pressing, is qualitatively the same. Fracturing of M4 copper samples both in the original state and following deformation processing under the indicated regimes occurred by a mechanism of ductile fracture. It was found that copper subjected to extrusion and screw pressing featured greater energy intensity due to higher ductility. The fracture in the fibrous area of the sample subjected to extrusion and screw pressing is notable for the tiered arrangement of pit blocks. Large pits and micropits in all copper states are present both in the fibrous area and in the peripheral area of the cut.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.