Способ изготовления изделий из тугоплавких металлов и сплавов

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ , включающий нагрев слитка, нанесение теплозащитного покрытия из двуокиси циркония на рабочие поверхности матрицы, размещение на матрице передней смазочной шайбы, слитка в контейнере и задней смазочной шайбы на заднем торце слитка, его распрессовку и прессование, отличающийс я тем, что, с целью повьш1ениявыхода годных изделий за счет исключения окисления слитка при нагреве и ; уменьшения пресс-утяжины, снижения энергоемкости за счет уменьшения усилия прессования, а также улучшения санитарно-гигиенических условий путем исключения вредных для персонала ядовитых газовьщелений при нагреве слитка, перед нагревом слиток алитируют , на рабочие поверхности матрицы наносят смазочный слой из коллоидно-графитового препарата, а заднюю смазочную шайбу вьтолняют из материала с температурой размягчения на 450-700°Сниже температуры нагрева слнтКд. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что заднюю смазочную шайбу выполняют из смеси доменного (Л шлака и водного раствора трисиликата натрия. 3.Способ по П.1, отличающийся тем, что заднюю шайбу выа полняют из смеси алюмоборосиликатного стекла и водного раствора Трисиликата натрия. 4.Способ non.t, отличаюО щийся тем, что заднюю шайбу выю полняют из смеси боросиликатного стек00 ла и водного раствора трисиликата натрия. NU 5.Способ по П.1, отличающийся тем, что заднюю шайбу вьшолняют из смеси графита и асбеста. 6.Способ по П.1, отличающий с я тем, что заднюю шайбу выполняют в виде двух коаксиально расположенных слоев, при этом внешний слой - КЗ материала с -температурой размягчения на 650-750°С ниже температуры нагрева слитка, а внутренний - из материала с температурой размягчения на 150-450 0 вьше темпе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дц 4 В 21 С 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3799407/25-27 (22) 09.10.84 (46) 23.11.85. Бюл. В 43 .(72) С.И. Ильченко, Л.Д. Гаганова, Ю.И. Богданов, Т.Б. Гафарова, И.В. Егоров, Б.И. Бондарев, А.П.Бело-. зеров, С.М. Голубев, Н.К. Цапалова, Г.В. Фролова, Л.А. Ольховая и В.Ф. Колобков (53) 621.777.07(088.8) (56) Корнеев Н.И. и др ° Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов, M. Металлургия, 1967, с. 55, Ерманок M.З. и др. Прессование титановых сплавов. M.: Металлургия, 1979, с. 110-111.

Авторское свидетельство СССР

Ф 431923, кл. В 21 С 23/32, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Ф 433939, кл. В 21 С 23/32, 1969.

Манегин Ю.В. и др. Стеклосмазки и защитные покрытия для горячей обработки металлов. М.: Металлургия, 1978, с. 85-110.

Прозоров Л.В. Прессование стали и тугоплавких сплавов. М.: Машиностроение, 1969, с. 126-128. (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, включающий нагрев слитка, нанесение теплозащитного покрытия из двуокиси циркония на рабочие поверхности матрицы, размещение на матрице передней смазочной шайбы, слитка в контейнере и задней смазочной шайбы на заднем торце слитка, его распрессовку и рессование, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода годных изделий за счет исключения окисления слитка при нагреве и "

„„ЯО„„3 192874 А уменьшения пресс-утяжины, снижения энергоемкости за счет уменьшения усилия прессования, а также улучше-. ния санитарно-гигиенических Условий путем исключения вредных для персонала ядовитых газовыделений при нагреве слитка, перед нагревом слиток алитируют, на рабочие поверхности матрицы наносят смазочный слой из коллоидно-графитового препарата, а заднюю смазочную шайбу выполняют иэ материала стемпературой размягченияна 450-700 Сииже температурыиагрева слитка.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что заднюю смазочную шайбу выполняют из смеси доменного шлака и водного раствора трисиликата натрия.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что заднюю шайбу выполняют иэ смеси алюмоборосиликатного стекла и водного раствора трисилика- ® та натрия. laaaL

4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю — (;© шийся тем, что заднюю шайбу вы- ф© полняют из смеси боросиликатного стек- рр ла и водного раствора трисиликата «4 натрия. 4ь

5. Способ по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что заднюю шайбу выполняют из смеси графита и асбеста.

6. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что заднюю шайбу выполняют в виде двух коаксиально расположенных слоев, при этом внешний слой — из материала с .температурой размягчения на 650-750 С ниже температуры нагрева слитка, а внутренний — из материала с температурой размягчения на 150-450 С выше темпе1192874

35

45 ратуры нагрева слитка, диаметр внутреннего слоя составляет 0,7-0,8 диаметра внешнего слоя.

7. Способ по п. 6, о т л и ч а ю— шийся тем, что внешний слой задИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к получению изделий методом прессования, и может быть использовано при изготовлении изделий из тугоплавких

Металлов и сплавов, например молибденовых сплавов.

Цель изобретения — повышение выхода годных изделий за счет исклю10 чения окисления слитка при нагреве и уменьшения пресс-утяжины, снижение энергоемкости за счет уменьшения усилия прессования, а также улучшение санитарно-гигиенических условий путем исключения вредных для персонала ядовитых газовыделе ний при нагреве слитка.

Способ осуществляют следующим образом.

Слиток алитируют, нагревают, помещают в контейнер за передней смазочной шайбой, выполненной из любого материала, например графита, причем на рабочих поверхностях мат° 25 рицы предварительно создается смазочный слой распылением коллоидно-графитового препарата. Затем устанавливают заднюю смазочную шайбу из материала с температурой размягчения на

450-700 С ниже температуры нагрева слитка, после чего последний распрессовывают и прессуют.

За счет алитирования на поверхности слитка создается жаропрочный защитный слой, который позволяет уменьшить окисляемость слитков при нагреве и исключить выделение летучих ядовитых окислов молибдена в рабочее пространство цеха и, кроме того, обеспечивает снижение контактного трения при прессовании за счет низкого сопротивления сдвигу в поверхностном защитном слое, состоящем, в основном, из интерметаллических соеней шайбы выполнен из смеси боросиликатного стекла и водного раствора трисиликата натрия, а внутренний— из порошка керамического материала на основе шамота. динений с высоким содержанием алюминия. Двухслойная теплозащита поверхностей матрицы двуокиси циркония и коллоидно-графитового препарата позволяет повысить ее стойкость.

Дополнительное покрытие из коллоидно-графитового препарата сдерживает смыв металлом теплозащитного покрытия из двуокиси циркония и снижает контактное трение.

Задняя смазочная шайба изготавливается из порошка стекла, температурная область размягчения которого на 450-700 С ниже температуры нагрева слитка. Материал задней шай-.. бы успевает оплавиться в месте контакта с нагретой заготовкой до распрессовки слитка и заполнить зазор между втулкой контейнера и слитком.

Оплавленная масса стекла при распрессовке выполняет функцию смазки. Этим обеспечивается снижение контактного трения и., как следствие, уменьшение длины пресс-утяжины на пресс-изделии.

Кроме того, задняя шайба выполняет функцию дополнительного технологического объема, что позволяет осуществить процесс прессования практически без прессостатка..

Возможно использование задней шайбы из двух концентричных слоев: внутреннего из тугоплавкого и внешнего легкоплавкого материалов. Внутренний слой задней шайбы изготавливают,например, из порошка керамического материала с температурой перехода из хрупкого состояния в высоковязкое на 150-450 С выше температуры нагрева слитка и имеет размер

0,7-0,8 диаметра шайбы, Наружный слой задней шайбы изготовлен из стеклопорошка, температурная область размягчения которого на 750-650 С ниже

0 температуры нагрева заготовки, з 1192874 4

При прессовании наружный слой время выдержки под зеркалом расплашайбы плавится до распрессовки слит- ва 50 мин. ка,и успевает заполнить зазор между Алитированный слиток нагревают в втулкой контейнера и слитком, что индукционной печи до 1450 С На матобеспечивает снижение контактного 5 рицу наносят покрытие ие из двуокиси трения по поверхности заготовки. циркония газоплазменным зменным методом, а

Внутренний слой шайбы имеет темпе- затем, подогрев ее до 200 С, напыпяратурный интервал перехода в высоко- ют слой коллоидн -г ф оллоидно-графитового превязкое состояние выше температуры парата марки ЭЛПВ с с помощью спреернагрева слитка и за счет использо- 1р ной установки в ысокого давления. вания порошка такого материала кон- При прессован совании используют смазочтактное трение по торцу заготовки ную переднюю и заднюю шайбы Заднюю увеличивается. Совместная функция шайбу изготовляют и б овляют из порошка боронаружного и внутреннего слоев задней силикатного стекла с кла с температурой шайбы приводит к уменьшению величи- 15 размягчения 875С С, что на 575 С ниже ны пресс-утяжины. температуры нагрева заготовки. СвяэуюПример 1. Слитки Ю110х250мм щее — водный раствор трисиликата молибденового сплава BN-1 прессуют натрия Отпресс 10 тпрессовывают 10 полос. на горизонтальном гидравлическом Средний выход г од годного состава 71,9Ж. прессе усилием 2000 тс из контейне- gp Выделение лету тучих окислов молибдена ра ф 115 мм при скорости прессования в окружающую среду не наблюдается.

250 мм(с и коэффициенте вытяжки 9 1 П р и м е 3 С р и м е р . литок перед пресргают алитированию в через плоскую матрицу из стали сованием подвергаю

45ХМНФЛ. Переднюю смазочную шайбу расплаве алюмин миниевого сплава А-7 по изготовляют из гранулированного до- 25 режиму темпе пература расплава 840 С

- ° -o менного шлака с температ ой аз о ур " р мяг- время выдержки под зеркалом расплаУ чения 1260 С. В качестве связующего - ва 50 мин. используют водныи раствор трисиликата Алитированный слиток наг ев агре ают в индукционной печи до 1450 С. На

Слитки перед прессованием подвер- ЗО матрицу наносят покрытие из в гают алити рованию в расплаве алюми- си циркония г е из двуокиниевого сплава А-7 по я гаэоплазменным мето ава. — по режиму: темпе- а затем, подогрев ее до 200 С, напы .ратура расплава 840 С в емя вь е ф р д рж- ляют слой коллоидно-графитового преки под зеркалом расплава 50 мин. парата марки ЭЛПВ с помощью спреерАлитированный слиток нагревают в ной установки ыс

35 в окого давления. индукционной печи до 1450 С. На мат- При прессовании овании используют смарицу наносят покрытие из двуокиси зочную передню ю и заднюю шайбы. циркония газоплазменным методом а

Заднюю ша бу и изготовляют из порошзатем, подогрев ее до 200 С,напыпяют ка щелочного боросиликатного стекла слой коллоидно-графитового препарата с температурой размягчени 750 С марки ЭЛПВ с помощью спреерной уста- что на 700 С

40 я

Э ниже. температуры нагреновки высокого давления. ва слитка С а. вязующее — водный растПри есс ании исп ьз т сма- оР Рисиликата натРиЯ. ОтпРессозочную переднюю и заднюю смазочные вывают 10 п л шайбы. Заднюю шайбу изготавливают 45 из порошка бесщелочного алюмоборосиликатного стекла с температурой разне наблю ается д сяе мягчения 1000 С, что на 450 С ниже Пример 4. Слиток перед престемпературы нагрева заготовки. Связу- сованием подвергают алитированию в ющее — водный раствор трисиликата 50 расплаве алюминиевого сплава А-7 по натрия. Отпрессовывают 10 полос. режиму: температура расплава 840 С, Среднии выход годного состава 72,617.. время выдержки под зеркалом расплава

Выделение летучих окислов молибдена 50 мин. в окружающую среду не наблюдается. Алитированный слиток нагревают в

Пример 2. Заготовки перед SS индукционной печи до 1450 С. На матпрессованием подвергают алитированию рицу наносят покрытие из двуокиси в расплаве алюминиевого сплава А-7 циркония газоплазменным методом, а по режиму: температура расплава 840 С, затем, подогрев ее до 200 С, напы40

5 11928 ляют слой коллоидно-графитового препарата марки ЭЛПВ с помощью спреерной установки высокого давления.

При прессовании используют смазочную переднюю и заднюю шайбы. Зад5 нюю щайбу изготовляют из порошка бесщелочного алюмоборосиликатногс стекла с температурой размягчения

1050 С, что на 400 C ниже температуры нагрева заготовки. Связующее водный раствор трисиликата натрия.

Отпрессовывают 10 полос. Средний выход годного состава 65,7Х. Выделение летучих окислов молибдена в окружающую среду не наблюдается.

Пример 5. Слитки перед прессованием подвергают алитированию в расплаве алюминиевого сплава А-7 по режиму: температура расплава

840 С, время выдержки под зеркалом расплава 50 мин.

Алитированный слиток нагревают в индукционной печи до 1450 С. На матрицу наносят покрытие из двуокиси циркония газоплазменным методом, о а затем, подогрев ее до 200 С, напыляют слой коллоидно-графитового препарата марки ЭЛПВ с помощью спреерной установки высокого да.вления.

При прессовании используют смазочную переднюю и заднюю шайбы. Заднюю шайбу из.готовляют из порошка щелочного боросиликатного стекла с температурой размягчения 700 С, что на

750 С ниже температуры нагрева слитка. Связующее — водный раствор трисиликата натрия. Отпрессовывают

i0 полос. Средний выход годного состава 64,2Х. Вьделение летучих окислов молибдена в окружающую среду не наблюдается.

Пример 6.. Слитки перед прессованием подвергают алитированию в расплаве алюминиевого сплава А-7 по режиму: температура расплава

840 С, время вьдержки под зеркалом о 45 расплава 50 мин, Алитированный слиток нагревают в индукционной печи до 1450 С.

На матрицу наносят покрытие из двуокиси циркония гаэоплазменным методом, а затем, подогрев ее до

200 С, напыпяют слой коллоидно-графитового препарата ЭЛПВ с помощью спреерной установки высокого давления.

При прессовании используют смазочную переднюю и заднюю шайбы. Заднюю шайбу выполняют иэ двух коаксиаль74 б ных слоев. Внутренний слой задней шайбы изготовляют из порошка керамического материала на основе шамота с температурой перехода их хрупкого состояния в высоковязкое 1900 С, что на 450 С выше температуры нагрева слитка диаметром 0,7 от диаметра шайбы. Внешний слой задней шайбы изготовляют из порошка щелочного боросиликатного стекла с температурой размягчения 700 С, что на

750 С ниже температуры нагрева слитка. Связующее - водный раствор трисиликата натрия. Отпрессовывают 10 полос. Средний выход годного состава

70,82Х. Выделение летучих окислов молибдена в окружающую среду не наблюдается, Пример 7. Слитки перед прессованием подвергают алитированию в расплаве алюминиевого сплава А-7 по режиму: температура расплава 840 С, время вьдержки под зеркалом расплава 50 мин.

Алитированный слиток нагревают в индукционной печи до 1450 С. На матрицу наносят, покрытие из двуокиси циркония газоплазменным методом, а о затем, подогрев ее до 200 С, напыляют слой коллоидно-графитового препарата марки ЭЛПВ с помощью спреерной установки высокого давления.

При прессовании используют смазочную переднюю и заднюю шайбы. Заднюю шайбу выполняют комбинированно из двух коаксиальных слоев. Внутренний слой — иэ порошка керамического материала на основе шамота с температурой перехода из хрупкого состояния в высоковязкое 1750 С что на 300 С выше температуры нагрева слитка диаметром 0,75 диаметра шайбы. Внешний слой — из порошка щелочного боросиликатного стекла с температурой размягчения 750 С, что на 700 С ниже температуры нагрева слитка. Связующее — водный раствор трисиликата натрия. Отпрессовывают 10 полос. Средний выход годного состава 71,41Х. Выделение летучих окислов молибдена в окружающую среду не наблюдается.

Пример 8. Слитки перед прессованием подвергают алитированию в расплаве алюминиевого сплава А-.7 по режиму: температура расплава 840 С, о время вьдержки под зеркалом расплава 50 мин.

Алитированный слиток нагревают в индукционной печи до 1450 С. На

1192

Составитель Е. Красинский

Техред ЖЛастелевич Корректор Е Сирохман

Редактор Н. Тупица

Заказ 7204/12 Тираж 774 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 матрицу наносят покрытие иэ двуокиси циркония газоплазменным методом, а затем, подогрев ее до 200 С, напыляют слой коллоидно-графитового препарата марки ЭЛПВ с помощью спреерной установки высокого давления.

При прессовании используют смазочную переднюю и заднюю шайбы, Заднюю шайбу выполняют двухслойной. Внут- щ ренний слой — нэ порошка керамического материала на основе шамота с температурой перехода из хрупкого о . состояния в высоковязкое 1600 С, что на 150 С выше температуры нагрева слитка диаметром 0,8 диаметра шайбы.

Внешний слой — из порошка щелочного боросиликатного стекла с температу874 8 рой размягчения 800 С, что на 600 С ниже температуры нагрева слитка.Связующее — водный раствор трисиликата натрия. Отпрессовывают 10 полос.

Средний выход годного состава 72,61Х.

Выделение летучих окислов молибдена в окружающую среду не наблюдается.

Использование предлагаемого способа повышает выход годных изделий и снижает энергоемкость процесса прессования, а также улучшает санитарно-гигиенические условия в производственных помещениях за счет исключения ядовитых газовыделений при нагреве слитков и, как следствие, снижает вероятность тяжелых профессиональных заболеваний обслуживающего персонала.