О роли трения между заготовкой и контейнером при экструзии алюминия

Трение между заготовкой и контейнером

При горячем прямом прессовании алюминия нагретая заготовка подвергается всестороннему сжатию в контейнере в ходе продвижения пресс-штемпеля от входа в контейнер по направлению к матрице. В результате этого происходит выдавливание (extrusion) металла через отверстие в матрице.

При движении заготовки через контейнер в ее поверхностных слоях происходит интенсивная сдвиговая деформация. Эта сдвиговая деформация возникает из-за сильного трения поверхности заготовки с поверхностью контейнера (рисунок).


Рисунок – Деформация заготовки в контейнере
при прямом прессования алюминия [1].

Из-за тепла, которое возникает в результате трения и пластической деформации, температура заготовки при приближении к матрице обычно возрастает.  Температура профиля на выходе из матрицы также возрастает. Однако, чтобы получать свойства профилей, в том числе, прочностные, одинаковыми по всей их длине, необходимо поддерживать их температуру на выходе из матрицы постоянной. Это особенно важно для конструкционных алюминиевых сплавов, например, для тех, из которых изготавливают детали для автомобилестроения. Чтобы достичь такого изотермического прессования необходимо хорошо понимать процессы трения и образования тепла на границе между контейнером и заготовкой.

Вопросу трения между заготовкой и контейнером посвящено немало публикаций, например, [1-3]. В них предлагаются различные модели процесса трения между заготовкой и контейнером [2, 3], а также приводятся экспериментальные данные по замерам напряжений трения на различных участках поверхности контейнера [1].

Статья «Анализ процесса экструзии»

Вопрос трения между заготовкой и контейнером является центральным в статье нашего читателя Бориса Нудельмана «Анализ процесса экструзии», которую мы представляем вашему вниманию. Автор рассматривает процесс прямой экструзии (прямого прессования) аналитически с привлечением довольно сложного математического аппарата. Автор производит анализ и критику существующих моделей процесса трения между заготовкой и контейнером и предлагает свою модель действия сил трения заготовки по контейнеру и пресс-шайбе. Исследование этой модели показало, в частности, что действие сил трения проявляется только в зоне заготовки, которая близка к пресс-шайбе.

Мы вместе с автором просим ознакомиться с этой статьей и прислать в наш адрес info@aluminium-guide.ru ваши критические замечания. Надеемся на активное и конструктивное обсуждение этой статьи.

Статья получена нами 7 мая 2017 года. Орфография и стилистика автора полностью сохранены.

Наше мнение может не совпадать со всеми положениями статьи и не все математические выкладки мы в состоянии до конца понять, но, в любом случае, внимательная ее проработка помогает более полному пониманию процессов, которые происходят при экструзии алюминия.

Мы опубликуем результаты обсуждения этой статьи на нашем сайте.

См. Борис Нудельман «Анализ процесса экструзии»          

Ссылки:

  1. Measurement of Pressure and Friction on the Container Surface during Aluminum Hot Extrusion /T. Yoneyama, M. Takahashi – Aluminum Extrusion Technology Seminar, Chicago, 2004
  2. Aluminum Extrusion Technology / P. K. Saha – ASM International, 2000
  3. Use of Tribology to Improve Performance and Quality in Aluminum Extrusion / P. K. Saha — Aluminum Extrusion Technology Seminar, Chicago, 2004