Investigation of the stress-strain state of balls under deformation in a closed die

Investigación del estado de tensión-deformación de bolas sometidas a deformación en una matriz cerrada

El artículo presenta los resultados del estudio del proceso de producción de bolas en una matriz cerrada especial, que realiza una compresión completa debido a la inserción alterna de arietes. Se demuestra experimentalmente la posibilidad de aplicar el método propuesto y la presencia de elevadas tensiones de compresión en el centro de deformación mediante el método de las líneas de deslizamiento y la modelización matemática por ordenador. Debido a la inserción alterna de arietes, se intensifica el proceso de deformación plástica, lo que permite obtener bolas de alta calidad. La tensión media máxima en el centro de deformación obtenida por el método de cálculo teórico de líneas de deslizamiento es de - 436,94 MPa, y los valores obtenidos por modelización informática matemática son de - 500 MPa. El análisis metalográfico mostró que el diámetro del grano de las muestras de bolas obtenidas en la parte central, en comparación con las muestras iniciales, se aplastó 3 veces (hasta 5 μm).

INTRODUCCIÓN

Es sabido que las bolas metálicas trabajan en condiciones muy difíciles: de choque y dinámicas, bajo cargas estáticas y desgaste creciente. Esto es especialmente cierto en el caso de las bolas de molienda de los molinos metalúrgicos, cuyo coste de sustitución equivale en algunos casos al coste de la electricidad.

Los principales requisitos de las bolas de molienda son reducir la tasa de desgaste y aumentar la capacidad de molienda [1, 2].

Para cumplir estos requisitos, la primera prioridad es aumentar las características de resistencia de las bolas. Muchos fabricantes mundiales de resolver este problema mediante el uso de cromo y acero inoxidable, aleaciones a base de níquel (hastelloy, inconel, monel), cobalto (estelita), aleaciones resistentes al desgaste (carburo de tungsteno, aceros para herramientas), bronce, latón e incluso materiales de tierras raras, que, en comparación con los aceros al carbono ordinarios, se caracterizan por el aumento de las características de resistencia, pero son caros, y, por tanto, su uso es en gran medida económicamente inoportuno.

Por lo tanto, la investigación y el desarrollo de métodos de procesamiento que proporcionen una resistencia mejorada, plástico y otras propiedades de rendimiento de los grados de acero ordinario preferiblemente baratos (por ejemplo, carbono en lugar de los anteriores) es un problema urgente en esta etapa del desarrollo de la metalurgia y la ingeniería mecánica.

En la actualidad, las bolas se obtienen por conformación en caliente (forja) [3], fundición [4] y laminación en cruz [5] en diferentes variantes.