Die Kaltverformungs-Verstärkungseigenschaften von Präzisionsstahlrohren aus Edelstahl

In bestimmten speziellen Industriezweigen ist es normalerweise erforderlich, die Kaltverformungs- und Verfestigungseigenschaften von Präzisionsstahlrohren voll auszunutzen, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Kaltspinnen ist eine besondere Art der Kaltverformungsprozessierungsmethode. Die mehrfache Kaltspinnverarbeitung von Präzisionsstahlrohren erfordert oft eine Zwischenspannungsarmglühung, was zu einer großen Anzahl von Verfahrensschritten und einer geringen Betriebseffizienz führt. Um den Kaltspinnprozess sinnvoll zu organisieren und bessere Verarbeitungsergebnisse zu erzielen, ist es notwendig, eine finiten Simulation der Verformung und des Temperaturfelds während des Kaltspinnprozesses durchzuführen, um eine Grundlage für die Festlegung des Kaltspinnproduktionsprozesses von Präzisionsstahlrohren zu schaffen. 

Die Forscher haben ein Finite-Elemente-Modell für das Präzisionsstahlrohr erstellt, wobei die vollständige Abkühlung der Form berücksichtigt wurde, konvektive und Wärmeübertragungsrandbedingungen angewendet wurden und die Verformung und die Temperaturfelddistribution des Präzisionsstahlrohrs während des Formungsprozesses berechnet wurden. 

Während des Pressvorgangs tritt ein Materialvorsprung in der konzentrierten Verformungszone des Drehrads auf, im Gegensatz zum Dreirollplanetwalzverfahren, das einen deutlichen Dreieckseffekt hat. Dies liegt daran, dass die Drehung der drei Rollen unterschiedliche Abstände voneinander hat und jedes Rad nacheinander mit dem Rohling in Kontakt kommt. Wenn jedes Rad mit dem Werkstück in Kontakt kommt, kann das umlaufende Drehrad aufgrund des Bearbeitungsvorschubs nicht vollständig mit der Oberfläche des Werkstücks in Kontakt kommen. Unter der dreidimensionalen Kraftbedingung werden die seitliche Verformung und die axiale Verformung entsprechend eingeschränkt, und das Metall fließt durch den Spalt des Drehrads aus. Die Materialströmung ist nicht eingeschränkt, und die Querschnittsform bleibt immer kreisförmig. 

Die Analyse des effektiven Verformungseffekts ist hilfreich für das Studium des Verformungsmechanismus der Dreiradverschränkten Spinnpresse und der Qualität des gesponnenen Rohrs. Die momentane Kontaktfläche ist groß, und die Reibungswärme und die plastische Verformungswärme können schnell von den drei Spinnrädern angesammelt werden, beginnend mit den Spinn- und Walzvorgängen. Die Temperatur des Stahlrohlings steigt innerhalb weniger Sekunden rapide an, und der Wärmeaustausch mit der Außenwelt ist bei der Wärmeabgabe viel schneller. Der Abstand zwischen den drei Spinnrädern für das Spinnen ist ein Prozess der Akkumulation momentaner plastischer Arbeit und der Erzeugung hoher Temperaturen. Durch Simulationsanalyse können die Gründe und Mechanismen für den schnellen Temperaturanstieg des Präzisionsstahlrohrs während des Spinnens verstanden werden.