Моделювання процесу пресування виконано за наступних умов:
мазка досліджуваного сплава- свинцева латунь CuZn40Pb2;
діаметр заготівлі- 185мм;
довга заготівлі- 300 мм;
температура заготівлі- 7000С;
діаметр пресованого прутка -30мм;
величина пресзалишка- 25мм;
швидкість пресування - 50 мм/с.
Слід зазначити, що моделювання виконано для "ідеального ізотермічного пресування" тобто температура заготівки залишається постійною на всьому етапі пресування і не збільшується в процесі деформаційного розігрівання. Дане допущення було ведено для полегшення створення моделі на першому етапі її проектування.
Моделювання процесу пресування залежно від зміни силових деформаційних умов було умовно розділено на три характерні стадії.
Перша початкова стадія процесу, в перебігу якої відбувається распрессовка заготівки в контейнері і заповнення пресованим металом каналу матриці. При цьому сила пресування підвищується від 0 до максимального значення Рmax=7,3 МН (рисунок).
Друга основна стадія процесу, що характеризується сталим перебігом металу, при якій зменшується довжина злитка, а відповідно і сила пресування (зменшується поверхня контакту заготівки з контейнером). В кінці другої стадії сила досягає мінімального значення і рівна Рmin=3,46МН.
Третя, заключна стадія, під час якої сталий перебіг металу порушується і процес пресування закінчується. На цій стадії має місце деяке зростання сили пресування унаслідок зростання бічних підпираючих напруг. В кінці третьої стадії сила пресування склала 3,94 МН.
Зміна напруженого і деформованого стану в початковій стадії процесу.
Величина еквівалентних напруг збільшується від периферії заготівки до її центру і в напрямі від пресшайби до матриці.
Максимальні значення напруг спостерігаються в області перед входом металу в канал матриці і складають ~37 МПа.
Поблизу матриці і пресшайби спостерігається наявність пружних або інакше кажучи "мертвих зон", в якій напруги мінімальні і складають 3-8 МПа. Метал в цих зонах на даній стадії в закінченні не бере участь і утворює об'єми металу які майже не деформуються. Пружна зона у матриці утворюється в слідстві того, що ковзання металу по межі цієї зони вимагає менших витрат енергії, ніж якби метал до контакту з матрицею рухався у напрямі руху пресштемпеля. Наявність пружної зони біля прес - штемпеля пояснюється тим, що метал знаходитися в найбільшому видаленні від каналу матриці і починає деформуватися тільки на початку третьої стадії.
Зміна напруженого і деформованого стану на другій стадії процесу.
Розподіл еквівалентних напруг в об'ємі металу відбувається також як і на першій стадії пресування тобто максимальний рівень напруг спостерігаються в області перед входом металу в канал матриці на початку стадії і поступово зменшуються до її кінця. Середній рівень значень еквівалентних напруг в близі каналу матриці в кінці другої стадії составляет~18МПа.
Величина еквівалентних деформацій збільшується від периферії заготівки до її центру і в напрямі від прес - штемпеля до каналу матриці. Максимальний рівень еквівалентної деформації спостерігається в каналі матриці. Його середній рівень в кінці другої стадії составляет~6,25 мм/мм
Зміна напруженого і деформованого стану на третій стадії процесу.
Початок третьої стадії співпадає з моментом входу пресшайби в пластичну зону деформації у матриці. При цьому починається деформація "мертвих зон" розташованих біля пресшайби. В результаті цього відбувається зростання стискуючих напруг. Середній рівень значень еквівалентних напруг поблизу каналу матриці в кінці третьої стадії складає 19,6 МПа.
Значення еквівалентних напруг в кінці третьої стадії досягають свого максимального значення 7,85 мм/мм
Слід зазначити, що передній кінець прутка, завдовжки близько 100 мм є мало деформованим. Це зв'язано з тим, що інтенсивність деформації на початку процесу украй мала. У міру зменшення довжини злитка величина е безперервно росте. В результаті значення еквівалентних напруг = 2,5мм/мм - передній кінець прутка, max=7,85мм/мм - задній кінець прутка.
Як відомо з практики характерною особливістю пресування свинцевої латуні є поява пресутяжини в кінці третього етапу. Основною причиною її освіти є збільшення швидкості перебігу металу від периферії до осі, викликане охолоджуванням злитка більш холодними стінками контейнера. У зв'язку з тим, що дана модель не враховує зміну температури пресутяжина не утворилася.
Отримані значення сили пресування виявилися значно менше відповідних сил, одержуваних в умовах ВАТ "АЗОЦМ" на пресі силою 20 МН. Разом з тим, характер зміни сили преса на різних стадіях процесу відповідає дійсності.Наступним етапом досліджень буде побудова і реалізація математичної моделі процесу гарячого пресування з "сорочкою" прутків з свинцевої латуні з урахуванням теплообміну заготівки з навколишнім середовищем і з урахуванням теплообміну заготівки з інструментом пресу.
