На сегодняшний день возрастает потребность в разработке и развитии новых перспективных промышленных способов для производства металлов с повышенными прочностными и эксплуатационными свойствами, это продиктовано возникающими требованиями к машинам, механизмам, конструкциям и ко всем техническим решениям всех отраслей промышленности. В связи с этим развитие новых процессов получения высокопрочных материалов с повышенными прочностными характеристиками является актуальной и значимой задачей для развития производства. Поэтому применение усовершенствованных схем волочения, сочетающих в себе способы кручения, реализующие схему простого сдвига и классического процесса волочения через фильеру, позволяют расширять границы применения обычных конструкционных материалов.

Разработка и исследование нового совмещенного способа деформирования, сочетающего в себе технологию интенсивной пластической деформации во вращающейся равноканальной ступенчатой матрице и волочения для повышения механических и эксплуатационных свойств прутков и проволоки из цветных металлов и сплавов.

По результатам научных исследований будет опубликовано не менее 4 (четырех) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти). Кроме этого будет опубликована 1 (одна) статья в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСНВО. Результаты исследований будут доложены на международных европейских конференциях в Болгарии, Польше или других международных конференциях дальнего зарубежья, а также на международных конференциях в России, Белоруссии и Казахстане. На основании полученных результатов будет подана заявка на получение патента РК на полезную модель. По итогам выполнения проекта будут разработаны рекомендации по реализации новой совмещенной технологии скручивания в равноканальной ступенчатой матрице с последующим волочением для получения проволоки с повышенными эксплуатационными свойствами, а также получен акт внедрения, который будет содержать данные об ожидаемом социально-экономическом эффекте. Результатами исполнения проекта будут являться: новые, научно обоснованные знания о новой разработанной инновационной совмещенной технологии скручивания в равноканальной ступенчатой матрице с последующим волочением, которая позволит получать длинномерную проволоку с градиентной структурой и повышенным уровнем механических и эксплуатационных свойств. А также, новые научные знания о поведении материалов в условиях сложного напряженно-деформированного состояния и влияние этих факторов на получение градиентной микроструктуры и свойства обрабатываемых материалов, что представляет существенный интерес для обработки металлов давлением и материаловедения. В случае дальнейшего развития и внедрения в промышленность разработанной в рамках данного проекта инновационной совмещенной технологии, возможно, создание инновационного производства без существенной модернизации существующей линии оборудования и появление новых рабочих мест. Кроме того, полученные результаты исследований будут использоваться бакалаврами, магистрантами и докторантами PhD в учебном процессе и при проведении своих научных исследований в направлении получения материалов с уникальными или повышенным уровнем физико-механических свойств.

1) Проведен аналитический обзор способов и процессов, позволяющих получать повышенные прочностные и эксплуатационные свойства в длинномерных заготовках. А также анализ особенностей технологических схем интенсивной пластической обработки. При волочении проволоки среднего и большого сечения использование больших обжатий и, следовательно, большого количества циклов деформирования нецелесообразно, так как исходный диаметр проволоки ограничен, а увеличение числа проходов приводит к уменьшению диаметра проволоки. Поэтому в последние два десятилетия большое внимание исследователей уделяется получению ультрамелкозернистых структур в металлах и сплавах методами интенсивных (больших) пластических деформаций, в связи с возможностями резкого до 2-5 раз повышения в них прочности. На сегодняшний момент к технологиям, наиболее эффективно измельчающим структуру, относятся методы, которые при многоцикловой обработке реализуют схему простого сдвига. Однако, несмотря на большое количество разработанных способов, и проведенных исследований, все разработанные на сегодняшний день методы интенсивной пластической деформации имеют много различных недочетов, самым главным, из которых является ограничение заготовки по размеру. Поэтому развитие и разработка новых процессов получения высокопрочных материалов с улучшенными прочностными свойствами является актуальным и важным вопросом для развития производства. В связи с этим использование усовершенствованного метода волочения, сочетающего в себе способы кручения, реализующие схему простого сдвига и классического процесса волочения через фильеру, позволяет расширить границы применения традиционных конструкционных материалов. 2) Выбран и обоснован сплав меди, обладающий высокой термостабильностью, прочностью, пластичностью, электропроводностью и износостойкостью. Последние достижения электронной промышленности привлекли внимание исследователей к разработке сплавов на основе меди, обладающих высокой прочностью и хорошей электропроводностью. Высокая прочность и хорошая электропроводность это два противоположных условия для медных сплавов. Основное количество исследований сосредоточено на добавлении легирующих элементов (например, Cr, Ag, Zr, Nb и Co) в чистую медь. Легирование является традиционным методом упрочнения, которое приводит к появлению в матрице меди различных типов дефектов (например, дислокаций, точечных дефектов), которые увеличивают рассеяние электронов проводимости и повышают удельное электрическое сопротивление. Поэтому был выбран сплав HRSC, который бладает высокой теплопроводностью и электропроводностью, а также отличными показателями прочности и технологичности. Имеет хорошую обрабатываемость при гибке, прессовании и волочении. А также сохраняет первоначальную прочность, несмотря на нагрев при температуре 400 ℃. 3) Разработана совмещенная технология деформирования проволоки. Суть технологического процесса заключается в деформировании проволоки во вращающейся равноканальной ступенчатой матрице и последующего волочения. Матрица вращается вокруг оси проволоки и тем самым создает напряжение за счет равноканальной угловой протяжки и скручивания в матрице. Вращение матрицы осуществляется в специально разработанном механизме, который устанавливается в линию оборудования волочильного стана в блок с технологической смазкой, что позволяет осуществлять подачу смазки в матрицу и фильеру в блоке волочения. 4) Построены компьютерные модели совмещенной технологии скручивания в равноканальной ступенчатой матрице с последующим волочением и определены рациональные параметры, обеспечивающие наилучшие напряженно-деформированное состояние и энергосиловые параметры процесса.