Die Kaltverformungs-Verstreckungseigenschaften von Präzisionsstahlrohren aus Edelstahl

In bestimmten speziellen industriellen Bereichen ist es normalerweise erforderlich, die Kaltverformungs- und Verfestigungseigenschaften von Präzisionsstahlrohren voll auszunutzen, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Kaltspinnen ist eine spezielle Art der Kaltverformungsverarbeitungsmethode. 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 planen und bessere Verarbeitungsergebnisse zu erzielen, ist es erforderlich, eine finiten Simulation der Verformung und des Temperaturfelds während des Kaltspinnprozesses durchzuführen, um eine Grundlage für die Bestimmung 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 Formgebungsprozesses berechnet wurden. 

Während des Pressvorgangs tritt ein Materialvorsprung in der konzentrierten Verformungszone des Drehrads auf, anders als beim Dreirollplanetwalzverfahren, das einen deutlichen Dreieckseffekt hat. Dies liegt daran, dass die Drehung der drei Rollen unterschiedliche Abstände voneinander hat und jedes Rad nacheinander mit der Rohling in Kontakt kommt. Wenn jedes Rad mit dem Werkstück in Kontakt kommt, kann das umlaufende Rad aufgrund des Bearbeitungsvorschubs nicht vollständig mit der Oberfläche des Werkstücks in Kontakt treten. Unter der dreidimensionalen Kraftbedingung sind 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 Drei-Rad-Versatzspinnanlage 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 schnell an, und der Wärmeaustausch mit der Außenwelt ist in Bezug auf die Wärmeableitung viel schneller. Der Abstand zwischen den drei Spinnrädern beim Spinnen ist ein Prozess der Akkumulation von plastischer Arbeit und der Erzeugung hoher Temperaturen. Durch Simulationsanalyse können die Gründe und Mechanismen für den schnellen Temperaturanstieg des Präzisionsstahlrohrs aus Edelstahl beim Spinnen verstanden werden.