ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:

О. В. Пантюхин, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: olegpantyukhin@mail.ru
С. А. Васин, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: vasin_sa53@mail.ru

Получена математическая модель значения твердости стенки полуфабриката полугорячего выдавливания как ключевого процесса в технологии изготовления стальных цилиндрических пустотелых деталей, изготавливаемых для отраслей машиностроения и горной промышленности. Отмечено, что технологический процесс изготовления стальных цилиндрических пустотелых деталей с ключевой операцией двустороннего полугорячего выдавливания с раздачей является перспективным процессом, позволяющим обеспечить высокую пластичность и прочность материала полуфабриката и получить требуемые механические свойства металла. Разработанная математическая модель позволила решить актуальную задачу выбора оптимальных режимов и параметров процесса полугорячего выдавливания (температуры обработки, степени деформации, температуры среды охлаждения, геометрии рабочего инструмента) и обеспечить возможность управления формируемыми свойствами изделия совместно с финишными операциями вытяжки. Построены и проанализированы графические зависимости твердости стенки полуфабриката от температуры обработки при различных значениях радиуса рабочей части пуансона, степени деформации и температуры охлаждающей среды. Анализ полученных графиков позволил выявить параметры, оказывающие наибольшее влияние на твердость стенки полуфабриката.

1. Гилев А. В., Чесноков В. Г., Лаврова Н. Б., Хомич Л. В., Гилева Н. Н., Коростовенко Л. П. Основы эксплуатации горных машин и оборудования. – Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2011. – 276 с.
2. Вильдеман В. Э., Третьяков М. П., Третьякова Т. В., Бульбович Р. В., Словиков С. В., Бабушкин А. В., Ильиных А. В., Лобанов Д. С., Ипатова А. В. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях. – М. : Изд-во физико-математической и технической литературы, 2012. – 204 с.
3. Olt J. J., Maksarov V. V., Krasnyy V. A. Study of bearing units wear resistance of engines career dump trucks, working in fretting corrosion conditions // Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 235. Р. 70–77.
4. Maksarov V. V., Olt J. J., Krasnyy V. A. Provision of adhesion strength of gasthermal coatings on piston rings of quarry transport engines // Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 229. Р. 77–83.
5. Maisuradze M. V., Kuklina A. A. Numerical and experimental investigation of the heat treated steel part microstructure and hardness // Materials Science Forum. 2019. Vol. 946 MSF. Р. 346–350.
6. Llorca-Isern N., Biserova-Tahchieva A., Lopez-Jimenez I., Roca A., Calliari I., Cabrera J. M. Influence of severe plastic deformation in phase transformation of superduplex stainless steels // Journal of Materials Science. 2019. Vol. 54, Iss. 3. P. 2648–2657.
7. Xiao G., Xia Q., Long J., Chen W. Research on the forming quality and mechanical properties of cylindrical spun parts with ultrafine-grained structure during power spinning // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 97, Iss. 5-8. P. 2979–2986.
8. Agrawal A. K., Singh A. Limitations on the hardness increase in 316l stainless steel under dynamic plastic deformation // Materials Science and Engineering: A. 2017. Vol. 687. P. 306–312.

9. Milad M., Zreiba N., Elhalouani F., Baradai C. The effect of cold work on structure and properties of aisi 304 stainless steel // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 203, Iss. 1-3. P. 80–85.
10. Kral P., Dvorak J., Sklenicka V., Kucharova K., Kvapilova M., Takizawaa Y., Masuda T., Horita Z., Svobodova M. Microstructure refinement in martensitic creep resistant steel via severe plastic deformation // NANOCON 2018 – Conference Proceedings, 10th Anniversary International Conference on Nanomaterials – Research and Application. 2019. P. 597–602.
11. Пазилова У. А., Хлусова Е. И., Князюк Т. В. Влияние режимов горячей пластической деформации на структуру и свойства закаленной горячекатаной экономнолегированной высокопрочной стали. Неорганические Материалы: Прикладные Исследования. 2018. Т. 9. № 6. С. 1051–1059.
12. Гайдар С. М. Планирование и анализ эксперимента. – М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2015. – 548 с.
13. Андросенко О. С., Маяченко Е. П. Математические методы планирования эксперимента в исследовании процесса термообработки металла // Приложение математики в экономических и технических исследованиях. 2014. № 1(4). С. 219–225.
14. Антонюк Ф. И., Калмыков В. В., Мкртчян А. Б. Применение статистических методов анализа к оценке изменения диаметра цилиндра при холодной осадке // Фундаментальные исследования. 2016. № 8-1. С. 9–13.
15. Антонюк Ф. И., Кузнецов И. В., Сорокин П. С., Ермачков Р. О. Технологические факторы повышения точности диаметральных размеров штучных (мерных) заготовок, изготавливаемых холодной осадкой // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 7. С. 14–19.
16. Ермачков Р. О., Вяткин А. Г. Влияние способов наладки технологической системы на точность высотных размеров при осадке на гидравлическом прессе // Электронный журнал «Наука, техника и образование». 2019. № 2(24). С. 16–24.
17. Лавриненко В. Ю., Говоров В. А. Разработка математической модели процесса обратного выдавливания поковок «стакан» с минимальной разностенностью // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 6. С. 39–49.
18. Ланской Е. Н., Антонюк Ф. И. Анализ точности холодного выдавлива- ния полых поковок статистическими методами // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2001. № 5. С. 14–20.
19. Панфилов Г. В., Сухонин В. А., Калинин С. С. Планирование многофакторного эксперимента по радиальной штамповке концевых участков крестообразного профиля // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 7. Ч. 2. С. 9–17.
20. Петров В. И. О влиянии геометрии инструмента на усилие обратного полугорячего выдавливания // Известия ТулГУ. Сер. «Автомобильный транспорт». – Тула : Изд-во ТулГУ, 2003. Вып. 7. С. 124–127.
21. Петров В. И. Технологические особенности полугорячего выдавливания роликов приводных цепей // Известия ТулГУ. Сер. «Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением». – Тула : Изд-во ТулГУ, 2004. Вып. 3. С. 93–100.
22. Петров В. И. Особенности процессов полугорячей штамповки легированных сталей // Известия ТулГУ. Технические науки. 2005. Вып. 9. С. 124–127.