РИТ штамповки с применением ВЭХВ

В ИИПТ предложен новый способ импульсного ЭГ деформирования материалов на базе высоковольтного электрохимического взрыва (ВЭХВ). ВЭХВ позволяет существенно увеличит энергию послеразрядной парогазовой полости, а, следовательно, величину и время действия квазистатического давления на заготовку, а также оперативно управлять этими параметрами без изменения характеристик накопителя энергии. Принципиальная схема осуществления способа гидроимпульсного деформирования металлов на базе ВЭХВ представлена на рис. 13.

В этом способе экзотермический состав, подаваемый в водный промежуток, служит одновременно химическим источником энергии и инициатором пробоя водного промежутка. Это позволяет избежать потерь энергии в период формирования канала сквозной проводимости и стабилизировать силовые характеристики, воздействующие на обрабатываемый объект от разряда к разряду.

После высоковольтного пробоя экзотермического состава, помещенного в водный разрядный промежуток, благодаря ударному расширению канала разряда генерируется импульс сжатия, распространяющийся в среде и воздействующий на деформируемый объект (первая стадия). Причем, по сравнению с подводным электроразрядом, импульс давления при ВЭХВ увеличивается по амплитуде с одновременным возрастанием и его длительности.

После окончания выделения энергии электрического поля в разрядном канале в жидкости замкнутой рабочей камеры образуется расширяющаяся послеразрядная полость с протекающей в ней экзотермической реакцией. При этом объем и время ее расширения возрастает. Парогазовая полость, расширяясь в замкнутой рабочей камере ЭГ пресса, создает в камере квазистатическое давление, деформирующее заготовку (вторая стадия деформирования).

Таким образом, на первой стадии импульс давления, образующийся при ВЭХВ благодаря своей кратковременности, приводит лишь к весьма незначительному перемещению заготовки. Вторая стадия процесса формоизменения металла, вплоть до его завершения, осуществляется за счет квазистатического давления в камере, создаваемого парогазовой полостью, объем которой возрастает за счет выделения в ней энергии при экзотермических химических превращениях. Это подтверждается испытаниями, проведенными на электрогидроимпульсном прессе Т1223 в ИИПТ НАН Украины. Энергия емкостного накопителя составляла 14 кДж. В качестве объекта деформирования использовалась медная заготовка толщиной 3 мм, изготавливалась «полусфера» диаметром 440 мм (рис. 14). В одном случае, во избежание потерь энергии на стадии формирования канала, разряд инициировался алюминиевым проводником, а в другом – водонаполненным экзотермическим составом массой 10кг с 60%-ным содержанием алюминия. Глубина вытяжки за один импульс при традиционном электровзрыве составила 15мм, при ВЭХВ глубина вытяжки за один импульс возросла до 85 мм, то есть более чем в 5 раз.

Еще одним важным положительным моментом использования ВЭХВ при штамповке металлов является отсутствие деформации заготовки в обратную сторону, что наблюдается на практике импульсной ЭГШ заготовок с малой относительной толщиной и недостаточной жесткостью.

Таким образом, применение ВЭХВ по сравнению с традиционным способом импульсной ЭГШ на базе высоковольтного разряда в воде позволяет:

- расширить технологические возможности работающих ЭГ прессов без изменения их габаритов и энергии емкостного накопителя;

- снизить энергию емкостного накопителя при проектировании нового оборудования для импульсной ЭГШ без снижения технологических возможностей таких устройств;

-управлять энергоемкостью ЭГ прессов путем варьирования ингредиентного состава и массы экзотермической смеси, вводимой в разрядный промежуток, в зависимости от требований конкретного технологического процесса;

- повысить ресурс работы емкостных накопителей и высоковольтного оборудования за счет уменьшения величины и времени протекания разрядных токов.

Дата добавления: 2014-01-03