Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

О. Н. Чиченева, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: ch-grafika@mail.ru
М. В. Васильев, старший преподаватель, эл. почта: mv@karfidovlab.com
Н. А. Чиченев, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: chich38@mail.ru

Выксунский филиал НИТУ «МИСиС», Выкса, Россия:

Т. Ю. Горовая, заместитель дирек тора по учебно-методической работе, эл. почта: gorovaia.ti@vfmisis.ru

Для анализа процесса электропластической деформации была разработана математическая модель прокатки ленты с пропусканием электрического тока высокой плотности через очаг деформации. Она состоит из двух основных частей: модели определения температуры в ленте вне очага деформации и модели очага деформации. Приведены результаты расчета температурных полей для случая прокатки ленты из вольфрама из заготовки толщиной 200 мкм и шириной 200 мкм при мощности электрического тока W 0,2 и 0,4 кВт и скоростях прокатки V 8,5; 28 и 50 мм/с. Установлено, что максимальная температура ленты Т_max достигается внутри очага деформации, протяженность которого принята равной длине дуги захвата l_д. На участке, расположенном перед прокатной клетью на расстоянии более 3l_д, температура ленты равна 25 ^oC, что соответствует температуре окружающей среды. За прокатной клетью происходит охлаждение ленты путем теплоотдачи в окружающее пространство. Интенсивность снижения температуры зависит от условий охлаждения, скорости прокатки и размеров ленты. Очевидно, что от более тонкой полосы теплоотдача в окружающую среду происходит более интенсивно. Наблюдали резкое увеличение температуры в очаге деформации прокатной клети. После выхода из очага деформации полоса, нагретая до температуры обработки давлением, постепенно охлаждается в результате теплоотдачи в окружающую среду; при этом интенсивность снижения температуры по длине возрастает с уменьшением скорости прокатки и коэффициента теплоотдачи. Результаты, полученные с помощью математической модели, позволили уточнить технические параметры прокатного стана электропластической деформации (расстояния между его узлами, конструкции валков, скорости прокатки, плотность электрического тока и др.) и разработать рекомендованные термомеханические режимы прокатки лент микронных сечений из молибдена и вольфрама.

1. Карпачев Д. Г., Доронькин Е. Д., Цукерман С. А., Таубкин М. Б., Князева А. И. Тугоплавкие и редкие металлы и сплавы : справочник. — М. : Металлургия, 1977. — 238 с.
2. Савицкий Е. М., Бурханов Г. С., Поварова К. Б., Йенн Г. и др. Тугоплавкие металлы и сплавы. — М. : Металлургия, 1986. — 352 с.
3. Челноков В. С., Блинков И. В., Аникин В. Н., Волхонский А. О. Применение и свойства тугоплавких металлов. — М. : Изд. Дом МИСиС, 2011. — 115 с.
4. Осинцев О. Е. Металловедение тугоплавких металлов и сплавов на их основе : учеб. пособие. — М. : Машиностроение, 2013. — 156 с.
5. Оспенникова О. Г., Подъячев В. Н., Столянков Ю. В. Тугоплавкие сплавы для новой техники // Труды ВИАМ. 2016. № 10. С. 55–64. URL: http://viam-works.ru/plugins/content/journal/uploads/ar-ticles/pdf/1018.pdf.
6. Павлов И. М., Гуревич Я. Б., Шелест А. Е. и др. Исследование некоторых условий горячей прокатки молибдена в вакууме, атмосфере аргона и на воздухе // Цветные металлы. 1964. № 12. С. 236–265.
7. Крупин А. В., Соловьев В. Я. Пластическая деформация тугоплавких металлов. — М. : Металлургия, 1971. — 281 с.
8. Коликов А. П., Полухин П. И., Крупин А. В., Потапов И. Н. и др. Технология и оборудование для обработки тугоплавких металлов. — М. : Металлургия, 1982. — 328 с.
9. Gorbatyuk S. M., Gerasimova A. A., Belkina N. N. Applying thermal coatings to narrow walls of the continuous-casting molds // Materials Science Forum. 2016. Vol. 870. P. 564–567. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.870.564.
10. Gorbatyuk S., Pashkov A., Chichenev N. Improved coppermolybdenum composite material production technology // Materials Today: Proceedings. 2019. Vol. 11. P. 31–35.
11. Громов В. Е., Зуев Л. Б., Козлов Э. В., Целлермаер В. Я. Электростимулированная пластичность металлов и сплавов. — М. : Наука, 1996. — 293 с.
12. Троицкий О. А. Электропластический эффект в металлах // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 9. С. 65–76. DOI: 10.32339/0135-5910-2018-9-65-76.
13. Мельникова Н. В., Хон Ю. А. К теории электропластической деформации металлов // Физическая мезомеханика. 2000. № 3. С. 59–64.
14. Минько Д. В. Анализ перспектив применения электропластического эффекта в процессах обработки металлов давлением // Литье и металлургия. 2020. № 4. С. 125–130. DOI: 10.21122/1683-6065-2020-4-125-130.
15 Albagachiev A. Yu., Keropyan A. M., Gerasimova A. A., Pashkov A. N. Mathematical models of temperature in electric discharge rolling of metals // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 21. P. 43–46. DOI: 10.17580/cisisr.2021.01.07.
16. Ruszkiewicz B. J., Grimm T., Ragai I., Mears L., Roth J. T. A Review of electrically-assisted manufacturing with emphasis on modeling and understanding of the electroplastic effect // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2017. Vol. 139, No. 11. P. 110801.
17. Nguyen-Tran H., Oh H., Hong S., Han H. N. et al. A review of electrically-assisted manufacturing // Int. J. Precis. Eng. Manuf. Green Technol. 2015. Vol. 2, No. 4. P. 365–376.
18. Guan L., Tang G., Chu P. K. Recent advances and challenges in electroplastic manufacturing processing of metals // J. Mater. Res. 2010. Vol. 25, No. 7. P. 1215–1224.
19. Jones J. J., Mears L. Constant current density compression behavior of 304 stainless steel and Ti – 6Al – 4V during electricallyassisted forming // ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2011. Paper No. MSEC2011-50287. P. 629–637.
20. Hong S., Jeong Y., Chowdhury M. N., Chun D. et al. Feasibility of electrically assisted progressive forging of aluminum 6061-T6 alloy // CIRP Ann. Manuf. Technol. 2015. Vol. 64, No. 1. P. 277–280.
21. Лыков А. В. Теория теплопроводности. — М. : Высшая школа, 1967. — 599 с.
22. Кутателадзе С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление : справочное пособие. — М. : Энергоатомиздат, 1990. — 367 с.
23. Телегин А. С., Швыдкий B. C., Ярошенко Ю. Г. Тепломассоперенос : учебник для вузов / под ред. Ю. Г. Ярошенко. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2002. — 454 с.
24. Хрусталев Б. М. и др. Тепло- и массообмен : учеб. пособие. В 2 ч. / под общ. ред. А. П. Несеичука. — Минск : БНТУ, Ч. 1. 2007. — 606 с. ; Ч. 2. 2009. — 274 с.
25. Зайков М. А., Полухин В. П., Зайков А. М., Смирнов Л. Н. Процессы прокатки. — М. : МИСиС, 2004. — 640 с.
26. Никитин Г. С. Теория непрерывной продольной прокатки : учеб. пособие. — М. : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. — 399 с.
27. Кохан Л. С., Коростелев А. Б., Морозов Ю. А., Алдунин А. В. Силовые и кинематические параметры продольной листовой прокатки : монография — М. : МГВМИ, 2012. — 432 с.