外文翻譯--板材的的等徑角擠壓 中文版.doc

-1-板材的的等徑角擠壓摘要本文介紹的是不同寬厚比（W/T）的長(zhǎng)矩形坯料的等徑角擠壓的問(wèn)題。并對(duì)內(nèi)部塑性變形區(qū)和進(jìn)出口通道進(jìn)行了應(yīng)力分析，他們是有接觸擦力和板材的幾何形狀確定的。同時(shí)，對(duì)及加工進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，制定了設(shè)計(jì)工具的工藝方案?？梢钥闯?，當(dāng)板材的W/T1時(shí)，這為大規(guī)模冶金中處理龐大的平板狀批料和技術(shù)商業(yè)化提供了重要的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：等徑角擠壓；優(yōu)化處理；板材；大規(guī)模商品化1、導(dǎo)言材料結(jié)構(gòu)在劇烈塑性變形（SPD)的影響下帶來(lái)重要的科學(xué)和實(shí)際利益。這個(gè)方案的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以用一個(gè)高效益的方法使大量的不同金屬或合金坯料的晶粒結(jié)構(gòu)細(xì)化到亞微米級(jí)。這種超細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)，通常在從幾微米至0.2微米，同時(shí)具有高的強(qiáng)度和良好的延展性，因此廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)材料。隨著（SPD）商業(yè)化的應(yīng)用，相關(guān)的成行技術(shù)也得到實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，關(guān)鍵因素是變形方案和加工特點(diǎn)的優(yōu)化。不論加工目的，材料性質(zhì)，溫度應(yīng)變速率條件如何，SPD具有大而統(tǒng)一的應(yīng)變，簡(jiǎn)單剪切變形和低應(yīng)力變形。在SPD的幾個(gè)較著名已知的方法，等徑角擠壓（ECAE），是目前被認(rèn)為最應(yīng)用最多的。然而，等徑角擠壓的發(fā)展并不完善。盡管在這一領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但絕大多數(shù)的以細(xì)長(zhǎng)坯料的應(yīng)用為主，如文獻(xiàn)1。這些棒狀坯料會(huì)限制材料，特點(diǎn)和等徑角擠壓的特點(diǎn)和進(jìn)一步的加工。他們和少應(yīng)用于半成品。目前也沒(méi)有商業(yè)化的報(bào)道。相比之下，板材的等徑角擠壓出現(xiàn)在軋制后，第一次出現(xiàn)在文獻(xiàn)2。再加上其他的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，等徑角擠壓工藝有很大現(xiàn)實(shí)意義。目前細(xì)長(zhǎng)坯料的等徑角擠壓已經(jīng)有了很好的研究和開發(fā)，板材的等徑角擠壓的特點(diǎn)還不清楚，在僅有的幾個(gè)相關(guān)出版物3-5也沒(méi)有論述。本文板材的等徑角擠壓為例，講述一下板材的等徑角擠壓的一些重要細(xì)節(jié)。2、機(jī)加工我們可以認(rèn)為矩形坯的等徑角擠壓就是（圖一）厚度T，寬度W和長(zhǎng)度L的坯料通過(guò)角度為90度的通道。在圖一中，坯料的初末位置（1，2）分別用點(diǎn)畫線和實(shí)線表示。由于坯料寬度不變，坯料作為一個(gè)剛體移動(dòng)時(shí)，圖6表明，應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)和塑變-2-區(qū)的范圍取決于進(jìn)口通道1和出口通道2所施加的邊界條件。因此，應(yīng)對(duì)相應(yīng)的條件加以分析。2.1進(jìn)氣通道等徑角擠壓開始時(shí)，將坯料潤(rùn)滑并放置在模具入口。實(shí)際摩擦力取決于工件和刀具之間的接觸面積和正壓力。假設(shè)管道內(nèi)的應(yīng)力類似于線形塑性壓縮，正壓力n(pY)其中，P是軸向壓力，Y是材料的流動(dòng)應(yīng)力，如果pY，正壓力n0，對(duì)于L/T1的長(zhǎng)坯料來(lái)說(shuō)，塑性接觸主要由有橫向屈曲形成。這種不規(guī)則的原始接觸僅提供很小的摩擦力。如果p2Y，正壓力nY，塑性區(qū)接觸面積大約等于坯料和管道的接觸面積。在這種情況下，沿管道軸向相同潤(rùn)滑下將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的摩擦力和一個(gè)明顯的壓力差P。因此原始?jí)毫e=p1+p是通道入口的軸向壓力。實(shí)驗(yàn)表明，P這一增量總是與管道長(zhǎng)度成正比。假設(shè)有效的變形摩擦力均勻分布，P可有此公式計(jì)算fp1（1）F是坯料和管道的接觸面積。在某一特定條件下,已知，圖2矩形通道的四個(gè)摩擦面上的原始?jí)毫Φ淖畲笤隽繛椋簃Ymnpp)/)(1)(12(1（2）參數(shù)n=L/T,m=W/T,限定了坯料的長(zhǎng)度和寬度。特殊情況下，m=1對(duì)應(yīng)于正常情況下的長(zhǎng)棒狀坯料，m1指的是板狀坯料，m1指的是條狀坯料。公式（1）（2）表明，原始?jí)毫p由于m、n決定即使在校摩擦力狀態(tài)，原始?jí)簯?yīng)力可能比材料的流動(dòng)應(yīng)力明顯大。降低摩擦力，增加刀具使用壽命和沖壓穩(wěn)定性的有效方法是通過(guò)移動(dòng)管道面(圖7)一圖一、長(zhǎng)方形坯料的等徑角擠壓-3-種可能的方法（圖2b，詳見圖7）是用固定模具和隨坯料1運(yùn)動(dòng)的矩形槽滑桿2形成進(jìn)口管道。這樣，就消除了三個(gè)管道面上的摩擦，原始?jí)毫Φ淖畲笤隽繛?(1(1YnYp（3）另一種情況（圖2）進(jìn)口通道有兩個(gè)滑桿2，3組成。因此模具的前后面固定。相應(yīng)增量為)(12(1YnYp(4)對(duì)比公式(2)-(4)可得出結(jié)論：在所有情況下，原始?jí)毫Χ茧S長(zhǎng)厚比的增加而增大。為了有效加工，長(zhǎng)厚比應(yīng)足夠大。但實(shí)際長(zhǎng)厚比一般取為48。圖2c的p/Y幾乎是圖2的兩倍對(duì)于固定通道（圖2a）原始?jí)毫σ踩Q于寬厚比m。但是這個(gè)比率不影響原始?jí)毫υ诨瑒?dòng)渠道這兩種情況下的大小。圖3示以m為變量，n=6時(shí)，計(jì)算結(jié)果三種狀態(tài)已給出：1.長(zhǎng)坯料2.板形3.條形.很摩擦在進(jìn)口的分布范圍：（一）工作面不動(dòng)；（b）三面活動(dòng)的工作面；（c）二面活動(dòng)的工作面.圖寬厚比m在壓力沿進(jìn)氣道增長(zhǎng)的影響（L/T=6,1T/Y=0.15）：（1）工作面不動(dòng)；（）三面活動(dòng)的工作面；（）二面活動(dòng)的工作面。-4-顯然，長(zhǎng)形坯料特別是條形坯料在固定通道下會(huì)增大p/Y。在這些情況中，只有在大壓力下的移動(dòng)渠道模具才能對(duì)大坯料和硬質(zhì)合金坯料進(jìn)行等徑角擠壓。然而，對(duì)于板材來(lái)說(shuō)，兩滑動(dòng)面對(duì)原始?jí)毫Φ臏p小作用甚小。因此，大多數(shù)大板材可以在固定進(jìn)口渠道和常壓下使用簡(jiǎn)單模具。2-2出道口與進(jìn)口渠道相反，出口渠道的潤(rùn)滑是個(gè)難題。由于方向改變巨大，即使是用最好的潤(rùn)滑劑，也會(huì)出現(xiàn)底部壓力過(guò)大，產(chǎn)生沿底部接觸面BO1出現(xiàn)滑移，還會(huì)出現(xiàn)摩擦。這話導(dǎo)致擠壓力太大，坯料表面質(zhì)量差，模具磨損加劇。在底部渠道里用一個(gè)滑桿就可以解決這個(gè)問(wèn)題（圖4b）。這樣材料和模具間的彈性摩擦被滑桿和導(dǎo)軌之間的摩擦所代替。在擠壓過(guò)程中，滑桿處于自由狀態(tài)，為克服滑桿和導(dǎo)軌之間的摩擦力，須沿坯料接觸表面BO1產(chǎn)生一剪切力2。2fbo1=wtp1指的是接觸面BO1的面積，是摩擦因數(shù)。通常情況下，滑桿速度接近擠壓速度。由于摩擦并不穩(wěn)定，可以觀擦到滑桿運(yùn)動(dòng)中的一些偏差。如果2大于滑桿與毛坯的彈性摩擦力，則流動(dòng)類