Мікровиробництво методами інтенсивної пластичної деформації
Анотація
Бейгельзімер Я. Ю., Кулагін Р. Ю., Естрін Ю. З., Давиденко О. А., Пилипенко А. М. Мікровиробництво методами інтенсивної пластичної деформації // Обробка матеріалів тиском. – 2019. – № 2 (49). - С. 87-90.
Виробництво прецизійних малорозмірних об'єктів в даний час є галуззю діяльності, що стрімко розвивається в усьому світі. В англомовній літературі вона отримала назву «Micromanufacturing» і охоплює виробництво виробів мезо- (1-10 мм) і мікророзмір (1-1000 мкм) для аерокосмічної, автомобільної, оптичної, біомедичної та інших галузей техніки. Особливості «Micromanufacturing» ставить наступні проблеми та виклики для матеріалознавства. По-перше, механічні властивості матеріалів для виробів малих розмірів, істотно відрізняються від характерних для традиційного машинобудування. Це означає, що для мікровиробництва потрібні нові матеріали, причому в дуже малих, для традиційного машинобудування кількостях. Дрібносерійне виробництво нових матеріалів традиційними методами металургії, як мінімум, є нерентабельним. Таким чином, виникає задача створення технологій, що дозволяють випускати малі партії різноманітних металічних матеріалів із заданими властивостями. По-друге, для мікровиробництва потрібні субмікрокристалічні матеріали. І, нарешті, для виробництва серії однакових виробів з однієї заготовки потрібно, щоб статистичний розкид властивостей матеріалу в її об’ємі був якомога вужчим. Методи металургії, розраховані на отримання заготовок великого об’єму, не можуть забезпечити необхідного для мікровиробництва ступеня однорідності матеріалів. У статті показано, що рішення зазначених трьох проблем можливе шляхом застосування методів інтенсивної пластичної деформації.
Посилання
Valiev R.Z., Korznikov A.V., Mulyukov R.R., Structure and properties of ultrafine–grained materials produced by severe plastic deformation. Materials Science and Engineering.1993, 168, 2, pp. 141–148.
Valiev R.Z., Estrin Y., Horita Z., Langdon T.G, Zehetbauer M.J., Zhu Y.T. Producing bulk ultrafine–grained materials by severe plastic deformation. JOM. 2006, 58, pp. 33–39.
Valiev R.Z., Estrin Y., Horita Z., Langdon T.G., Zehetbauer M.J., Zhu Y.T. Producing bulk ultrafine–grained materials by severe plastic deformation: ten years later. JOM. 2016, 68, pp. 1216–1226.
Estrin Y., Vinogradov A. Extreme grain refinement by severe plastic deformation: A wealth of challenging science. Acta Materialia. 2013, 61, pp. 782–817.
Bachmaier A., Pippan R. Generation of metallic nanocomposites by severe plastic deformation. Int. Mater. Rev. 2013, 58, pp. 41–62.
Enikolopian N.S. Superfast polymerization under high pressure and plastic flow. Macromolecular Chemistry. 1984,185, pp. 1371–1381.
Beloshenko V., Beygelzimer Y., Voznyak Y. Solid–State Extrusion, Encyclopedia of Polymer Sciences. John Wiley & Sons. 2015. https://doi: 10.1002/0471440264.pst343.pub2
Beygelzimer Y., Kulagin R., Estrin Y., Toth L.S., Kim H.S., Latypov M.I. Twist extrusion as a potent tool for obtaining advanced engineering materials: a review. Advanced Engineering Materials. 2017, 19, 8. DOI: https://doi.org/10.1002/adem.201600873
Lapovok R., Qi Y., Ng H.P., Maier V., Estrin Y. Multicomponent materials from machining chips compacted by equal–channel angular pressing. Journal of Materials Science. 2014, 49, pp. 1193–1204.
Lowe T.C. Metals and alloys nanostructured by severe plastic deformation: commercialization pathways. JOM. 2006, 58, 28. https://doi.org/10.1007/s11837-006-0212-8
Herold F., Schmidt A., Frint Ph., Götze1 U., Wagner M. Franz–Xaver. Technical–economic evaluation of severe plastic deformation processing technologies-methodology and use case of lever–arm–shaped aircraft lightweight components. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018, 94, pp. 3619–3632. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-017-0921-x
Utyashev F.Z., Raab G.I., Effect of the deformation zone on the structure refinement in metals. The Physics of Metals and Metallography. 2007, 104, 6, pp. 582–594.
Beygelzimer Y., Varyukhin V., Synkov S., Orlov D. Useful properties of twist extrusion. Materials Science and Engineering A. 2009, 503, 1-2, pp. 14-17.
Utyashev F.Z., Raab G.I., The model of structure refinement in metals at large deformations and factors effecting grain size. Rev. Adv. Mater. Sci. 2006, 11, pp. 137–151.
Beygelzimer Y., Lavrinenko N. Perfect plasticity of metals under simple shear as the result of percolation transition on grain boundaries. arXiv:1206.5055v1 [cond–mat.mtrl–sci]. 2012.
Bridgman P.W., Effects of high shearing stress combined with high hydrostatic pressure. Physical Review. 1935, 48, pp. 825–847.
Kaveh Edalati, Zenji Horita A review on high–pressure torsion (HPT) from 1935 to1988. Materials Science&Engineering A. 2016, 652, pp. 325–352.
Beygelzimer Y., Estrin Y., Kulagin R., Synthesis of Hybrid Materials by Severe Plastic Deformation: A New Paradigm of SPD Processing, Advanced Engineering Materials. 2015, 17, 12, pp. 1853–1861.
Estrin Y., Rabkin E., Hellmig R.J., Kazakevich M., Zi A. New Applications of the SPD Concept: μSPD. / Eds. Zhu Y.T., Varyukhin V. Nanostructured materials by high–pressure severe plastic deformation. nato science series (II: Mathematics, Physics and Chemistry), Springer, Dordrecht. 2006, v. 212.
Micro and Precision Manufacturing (Engineering Materials) Ed. Kapil Gupta, Springer International Publishing AG, Cham, Switzerland. 2017, 195 p.
