Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Обработка металлов давлением (ОМД) является завершающим переделом в металлургической промышленности, через который в настоящее время проходит более 90 % всех металлических материалов. Металлургия выпускает металл в качестве изделий, таких как арматура, рельсы, балки, трубы, лист, а также в виде полуфабрикатов для дальнейшего передела в виде прутков, деформированных заготовок, трубных заготовок, полосы, листа, проволоки. Наиболее массовое производство относится к продукции черной металлургии, которая в свою очередь на 90 % проходит через прокатку, как наиболее производительный и эффективный процесс ОМД. Значительная часть проката, кованых заготовок подвергается повторной пластической деформации методами ОМД, как правило, в машиностроительных отраслях для получения деталей машин и других изделий. Таким образом, ОМД как отрасль техники и науки является весьма масштабной, разветвленной и широко используемой в металлургии и машиностроении, глубоко проработанной в научном и техническом отношении, с широким многообразием процессов и технологий. Тем не менее, основными процессами ОМД являются всего шесть процессов: ковка, прокатка, волочение, прессование, объемная штамповка и листовая холодная штамповка. Они характеризуются существенными различиями в механике нагружения заготовки и течении металла, а также сортаменте готового изделия
Разработано значительное количество разновидностей основных процессов ОМД в зависимости от сортамента и характеристик деформируемых материалов. Классификация процессов ОМД имеет самостоятельное научное значение для установления закономерностей их развития как технических систем. Несмотря на многообразие процессов ОМД, развитие и создание новых процессов продолжается. Это одна из основных тенденций развития ОМД. Основными причинами создания новых процессов являются потребности человечества в новых изделиях и полуфабрикатах в различных отраслях промышленности из новых материалов с повышенными механическими и функциональными свойствами. Некоторые тенденции в создании инновационных процессов ОМД на основе существующих основных процессов можно сформулировать следующим образом:
Создание новых процессов ОМД является изобретательской задачей, но будучи решенной, она открывает поле научных задач по изучению новых процессов теоретически и экспериментально, конструкторских — по разработке новых видов оборудования, технологических – по оптимизации новых процессов. Одним из примеров нового процесса, направленного на создание схемы мягкого напряженного состояния всестороннего сжатия при сортовой прокатке, является процесс высотно-поперечного обжатия в четырех валковом калибре [1]. Примером новых процессов ОМД, направленных на создание специальных схем деформированного состояния в виде простого сдвига, называемых сейчас процессами интенсивной пластической деформации, можно считать равноканальное угловое прессование (РКУП) [2], продольную прокатку в геликоидальных валках [3], радиально-сдвиговую поперечную прокатку (РСПП) [4] и др. После разработки процесса РКУП открылось широкое поле для исследования воздействия пластической деформации в новом процессе на свойства и структуру деформируемого материала [2], вплоть до создания наноструктурного состояния. Новый процесс РКУП породил невероятный интерес к нему со стороны исследователей деформированного металла, а также стремление использовать РКУП в различных комбинированных процессах [5]. Для осуществления РСПП сначала использовалась двухвалковая схема деформирования заготовки с применением определенных углов подачи и других технологических параметров, обеспечивающих отсутствие разрыхления осевой зоны при поперечной прокатке. Трехвалковая схема деформирования позволила существенно расширить условия деформирования без осевой рыхлости. Была создана линейка новых прокатных станов поперечно-винтовой прокатки, внедренных в различные технологические процессы получения полых и сплошных заготовок из самых разнообразных металлических материалов. В настоящее время ведутся работы по созданию четырехвалковой поперечно-винтовой прокатки [6]. Предполагается, что новая схема процесса позволит существенно увеличить накопленную сдвиговую деформацию в процессе прокатки и вместе с тем уменьшить частные обжатия. Возможно, такая схема поперечно-винтовой прокатки позволит деформировать непрерывно-литую заготовку. Здесь открывается поле для конструирования нового оборудования, теоретических и экспериментальных исследований НДС, а также изменения структуры и свойств деформируемого металла в предложенном процессе ОМД. Полученные результаты в дальнейшем могут быть использованы для разработки новых технологий производства металлопродукции с использованием 4-х валковой поперечно-винтовой прокатки. Наиболее широко распространенным примером создания совмещенных процессов ОМД является валковая формовка для изготовления сварных труб [7].
Рассмотренные основные и разработанные на их основе инновационные процессы ОМД являются подсистемой для многооперационной технологии производства металлопродукции. Например, технология производства тонкого стального листа включает в себя многопроходную горячую прокатку стального сляба, травление, холодную прокатку за несколько проходов до заданной толщины, отжиг в защитной атмосфере, дрессировку, правку и резку, при этом каждая операция проводится на специальном оборудовании. Технологии производства металлургической продукции методами ОМД (технологии ОМД) имеют свои тенденции развития [8], напрямую не связанные с рассмотренными тенденциями развития инновационных процессов ОМД.
