Шаповал О. О. Розробка наукових основ і технологій інтенсивної обробки тугоплавких та композиційних матеріалів

Дисертація спрямована на розв’язання важливої науково-технічної проблеми розвитку наукових основ і технологій виробництва тугоплавких та композиційних матеріалів. У роботі отримано аналітичне рішення що до реологічної моделі паралельного з’єднання жорстко-пластичного елемента (дріт) і елементу з послідовним з’єднанням в’язкого і пластичного елементів шляхом розв’язання рівнянь рівноваги, пластичності і контактного тертя у зоні розділу матеріалів м’якої оболонки й тугоплавкого дроту і рівнянь теплообміну. Експериментально та при математичному моделюванні доведено, що в умовах волочіння з нагрівом дроту у м’якій оболонці виникають надмірні напруження матеріалу у м’якій оболонці та тиск на матеріал дроту, здатні повністю роз’єднати дві поверхні волоки та дроту, величина тиску суттєво залежить від кута конусності вхідної частини волоки та має максимум у вихідній частині. Методом скінчених елементів в системі Ansys AUTODYN проведено моделювання процесу гарячого волочіння гафнію в м’якій – мідній оболонці, при якому розподіл деформацій виглядає наступним чином: миттєва межа плинності міді досягає межі плинності гафнію і відбувається спільна деформація композиційного матеріалу з утворенням металургійного контакту між компонентами, до цього моменту м’яка оболонка виступає в ролі мастильного шару Розроблено комплекс технологій та технологічного обладнання для виготовлення вольфрамового та композиційного дроту, технологію виробництва електродів плазмотронів. Розроблена, експериментально обґрунтована і реалізована в промисловості технологічна схема виробництва молібденового дроту, основними етапами якої є поперечно-гвинтова прокатка штабіків, вібраційне волочіння з індукційним нагрівом дротяних заготівель і холодне волочіння дроту з гідродинамічним введенням мастила і накладенням на інструмент вібрації в перехідних етапах процесу. Розроблені ефективний неруйнівний метод і прилад для оцінки технологічних властивостей дротяних заготівель діаметром більше 3 мм залежно від значення модуля пружності. Запропонована класифікація заготівель за значенням модуля пружності для отримання кінцевої продукції в різних діапазонах діаметрів при мінімізації виробничих витрат. Вивчений вплив технологічних схем обробки на формування структури вагового дроту. Отримані залежності зміни кількісного параметра оцінки структури – монокристальності L/W від загальної міри деформації волочінням. Встановлено, що застосування інтенсивних технологій пресування і волочіння, починаючи вже з коефіцієнта витягу від штабіка 17,5–23,8 дозволяє досягти значень L/W > 10.