Evaluating the effectiveness of drawing methods with torsion in the manufacture of carbon wire with UFG structure

V.A. Kharitonov1, M.Y. Usanov1
1Nosov Magnitogorsk State Technical University, 38, pr. Lenina, Magnitogorsk, 455000, Russia
Abstract
This article dicussed the methods that allow to get the wire with the UFG structure drawing with deformation torsion application . It is shown that in the rotating monolithic dies possible to change the coefficient of friction, which reduces the drawing force and redistribution of stresses in the wire. However, this is insufficient for structure refinement. Therefore, it was proposed the way of radial-displacement broach that creates in the center of deformation the powerful displacement deformation, that resulting in improved accumulated degree of deformation. Deformation is carried out with the help of a cassette of radial displacement broach , which is installed behind soap tray into place of die-head block that allowing it to set in the current wire-drawing equipment. The article presents the results of modelling in software complex Deform 3d in combination on route of the radial-displacement broach and the broaching through a monolithic dies. It is shown that the torsion effectively increases the cumulative degree of deformation, especially if the torsion implement reversely. Additionally, it was conducted a laboratory experiment. The wire steel grade Cт3 has been stretched from 6,69 mm to 6,00 mm diameter at a single pass through the cassette of radial-displacement broach, while the average tensile strength was 718 MPa, and the average yield strength was 701 MPa. Torsion during drawing through the cassette of radial-displacement broaching gives the increase tensile strength on 83 MPa and yield strength on 121 MPa at a single pass, compared with a monolithic die.
Received: 01 February 2016   Revised: 26 March 2016   Accepted: 29 March 2016
Views: 80   Downloads: 25
References
1.
M.A. Polyakova, A.E. Gulin, O.A. Nikitenko, D.V. Konstantinov, M.S. Zherebtsov. Steel №5, 2014. p. 93-96. (in Russian) [М.А. Полякова, А.Е. Гулин, О.А. Никитенко, Д.В. Константинов, М.С. Жеребцов. Сталь №5, 2014. С. 93-96]
2.
F. Utyashev. Modern methods of intensive plastic deformation. Textbook. Study guide. Ufa, UGATU. (2008) 313 p. (in Russian) [Ф.З. Утяшев. Современные методы интенсивной пластической деформации. Учебное пособие. Уфа, УГАТУ. 2008. 313 с]
3.
F. Utyashev. Forging and stamping. Material working by pressure. 2011. №5. p.33-39. (in Russian) [Ф.З. Утяшев. Кузнечно-штамповое производство. Обработка металлов давлением. 2011. №5. С.33-39.]
4.
V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Processing of solid and laminate materials № 1 (42) July 2015 p. 50-61. (in Russian) [В.А. Харитонов, М.Ю. Обработка сплошных и слоистых материалов № 1 (42) июль 2015. С. 50-61.]
5.
Patent USSR № 372002, 01.03.1973. (in Russian) [А.с. СССР № 372002, 01.03.1973].
6.
Patent USSR № 539630, 25.12.1976. (in Russian) [А.с. СССР № 539630, 25.12.1976].
7.
Patent USSR № 663462, 25.05.1979. (in Russian) [А.с. СССР № 663462, 25.05.1979].
8.
Patent USSR № 1243860, 15.07.1986. (in Russian) [А.с. СССР № 1243860, 15.07.1986].
9.
Patent USSR № 2043799, 20.09.1995. (in Russian) [А.с. СССР 2043799, 20.09.1995].
10.
Y. Loginov. Forging and stamping. Material working by pressure. 2014 №6. p.39-41. (in Russian) [Ю.Н. Логинов. Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением 2014 №6. С.39-41.]
11.
Y. Loginov. Interactive IV International scientific-practical conference «Innovations in materials science and metallurgy». Ekaterinburg. (2015). p. 234-238. (in Russian) [Ю.Н. Логинов. IV Международная интерактивная научно-практическая конференция “Инновации в материаловедении и металлургии”. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. — С. 234-238.]
12.
V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Modeling and development of metal forming processes: Intern. Collection of Scient. Articls. Ed. V.M. Salganik. Magnitogorsk: MSTU named after G.I. Nosov, 2012, pp. 82-88. (in Russian) [ В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: междунар. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Салганика. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. Вып. 21. С. 82-88.]
13.
V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Processing of solid and laminate materials № 2 (43) November 2015 p. 38-43. (in Russian) [В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Обработка сплошных и слоистых материалов №2 (43) ноябрь 2015, с. 38-43.]
14.
A. Raab, M. Chukin. Actual problems of physical metallurgy of steels and alloys: materials XXI Ural metallurgists school. Magnitogorsk: Publishing house of Nosov Magnitogorsk state technical university 2012. p. 20-21. (in Russian) [А.Г. Рааб, М.В. Чукин. Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов: материалы XXI Уральской школы металловедов-термистов. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова. 2012. С.20-21.]
15.
Patent RF №2347632, 27.02.2009. (in Russian) [Патент РФ №2347632, 27.02.2009].
16.
I.N. Potapov, P.I. Polukhin, E.A. Kharitonov, S.P. Galkin. Theory and technology of metals: and energy-efficient metal forming processes. Moscow. MISiS. 1986. p. 72-78. (in Russian) [И.Н. Потапов, П.И. Полухин, Е.А. Харитонов, С.П. Галкин. Теория и технология металло- и энергосберегающих процессов обработки металлов давлением. Сб. научн. трудов МИСиС, М., Металлургия, 1986, С.72-78.]
17.
S.P. Galkin, B.A. Romancev. Engineering practice. №9, 2014. p.58-61 (in Russian) [С.П. Галкин, Б.А. Романцев. Инженерная практика №9, 2014. С.58-61.]
18.
M.Yu. Usanov. Modeling and development of metal forming processes: Intern. Collection of Scient.Articls. Ed. V.M. Salganik. Magnitogorsk: MSTU named after G.I. Nosov, 2012, p. 80-85. (in Russian) [М.Ю. Усанов. Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: междунар. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Салганика. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И.Носова, 2012. С. 80-85.]
19.
V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Physicochemical aspects of the study of clusters, nanostructures and nanomaterials: Intern. Collection of Scient. Articls. Ed. V.M. Samsonov, N.Y. Sdobnyakova. Tver: Tver. State. University Press, 2012, vol. 4, p. 309-313. (in Russian) [В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. / под общ. ред. В.М.Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2012. Вып. 4. С. 309-313.]
20.
V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Vestnik of MSTU named after G.I. Nosov. 2013. №3. p. 69–73. (in Russian) [В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Вестник МГТУ №3, 2013 С. 69-73.]
21.
A. K. Belan. Issledovanie i razrabotka tehnologii izgotovleniya nizkouglerodistoi armaturnoi provoloki prokatkoi v mnogovalkovih kalibrah: Dissertacija na soiskanie stepeni kandidata tehnicheskih nauk. Magnitogorsk. (1981). 173 p. (in Russian) [А. К. Белан. Исследование и разработка технологии изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки прокаткой в многовалковых калибрах: дисс. канд. техн. наук. Магнитогорск. 1981. 173 с]
22.
Patent RF №2502573, 27.12.2013. (in Russian) [Патент РФ №2502573, 27.12.2013