Штамп для горячей изотермической штамповки

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в производстве деталей путем горячей изотермической штамповки. Цель изобретения - повышение конструктивной прочности штампа и снижение расхода дорогостоящего конструкционного материала. Для достижения цели штамп содержит расположенный концентрично снаружи индукционный нагреватель. В теле штампа выполнена полость, состоящая из двут участков - энергоприемного и энергопроводящего . Первый из них вьшолнен в виде незамкнутого полого цилиндра по периферии штампа на расстоянии от боковой поверхности, меньшем глубины проникновения электромагнитного поля. Энергопроводящий участок полости выполнен в виде сходящейся к оси штампа спирали. Направление витков спирали и индукционного нагревателя одинаковы. В указанной полости помещается материал с высокой электрои теплопроводностью - электротемпературопровод, который частично устраняет вытеснение магнитного потока из центральной части штампа на периферию . Это приводит к более равномерному распределению потерь электроэнергии в теле штампа и, следовательно , к выравниванию температурного режима по сечению штампа. Это позволяет отказаться от разделения штампа на секции с теплоизолирующими прокладками и встроенными холодильниками. 1 ил. с (Л оо to оо со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 21 Л 13/02, 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4042248/31-27 (22) 24.03.86 (46) 15.07.87. Бюл. Ф 26 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) И.А.Климов и С.В.Шапиро (53) 621.73.073(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 628982, кл. В 21 J 1/06, 1978. (54) ШТАМП ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ (57) Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в производстве деталей путем горячей изотермической штамповки. Цель изобретения — повышение конструктивной прочности штампа и снижение расхода дорогостоящего конструкционного материала. Для достижения цели штамп содержит расположенный концентрично снаружи индукционный нагреватель. В теле штампа выполнена полость, состоящая иэ двух участков — энергоприемного и энерго„„SU„„ I 323197 А1 проводящего. Первый иэ них выполнен в виде незамкнутого полого цилиндра по периферии штампа на расстоянии от боковой поверхности, меньшем глубины проникновения электромагнитного поля. Энергопроводящий участок полости выполнен в виде сходящейся к оси штампа спирали. Направление витков спирали и индукционного нагревателя одинаковы. В указанной полости помещается материал с высокой электрон теплопроводностью — электротемпературопровод, который частично устраняет вытеснение магнитного потока иэ центральной части штампа на периферию. Это приводит к более равномерному распределению потерь электроэнергии в теле штампа и, следовательно, к выравниванию температурного режима по сечению штампа. Это позволяет отказаться от разделения штампа на секции с теплоизолирующими прокладками и встроенными холодильниками.

1 ил.

Ф 1З

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве деталей путем горячей изотермической штамповки.

Цель изобретения — повьппение конструктивной прочности штампа и снижение расхода дорогостоящего конструкционного материала путем повьппения равномерности распределения температуры в теле штампа благодаря выравниванию магнитной индукции в поперечном сечении штампа, вследствие чего можно отказаться от разделения штампа на секции с теплоизолирующими прокладками и встроенными холодильниками.

На чертеже изображен штамп, поперечный разрез.

Штамп содержит рабочий инструмент

1, охваченный индуктор 2. В рабочем инструменте имеется специальная гголость, закрытая сверху и снизу материалом штампа. В этой полости размещен электротемпературопровод (ЭТП) 3 из высокопроводящего материала (медь, алюминий и т.п.). Поверхность ЭТП покрыта специальной высокоомной оксидной пленкой, снижающей радиальные токи утечки через тело штампа. Более равномерная температура нагрева штампа обеспечивается и без нанесения оксидного изоляционного слоя на ЭТП, но в меньшей степени, так как увеличиваются радиальные токи утечки через штамп.

ЭТП состоит нз двух участков— энергоприемного 4 и энергопроводящего 5. Участок 4 выполнен в виде незамкнутого по окружности полого цилиндра, расположенного в наружном слое штампа предельно близко к его боковой поверхности. Расстояние от этого участка ЭТП до боковой поверхности штампа йг должно быть меньше глубины проникновения электромагнитного поля

Ъ = ---, (M$, .Г р о ц

23197 2

5 l0

50 где р (Ом/м) и Гн/м) — удельное сопротивление и магнитная проницаемость материала штампа;

f(Гц) — частота тока в индукторе.

Минимальное значение дг определяется механической прочностью.

Участок 5 ЭТП выполнен спиральным так, чтобы ток по нему замыкался в направлении, противоположном таковому в участке 4 (на фиг.1 направление тока в ЭТП показано стрелками). В связи с этим магнитный поток в центральной части направлен так же, как и поток, создаваемый индуктором 2, т.е. ЭТП частично устраняет вытеснение магнитного потока иэ центральной части на периферию, вызванное вихревыми токами в штампе. Это приводит к более равномерному распределению потерь электроэнергии в теле штампа.

Выравниванию температурного режима способствует и высокая теплопроводность материала ЭТП.

Работа ЭТП принципиально не измел няется, если в качестве его материала использовать расплавленный металл, например расплавленный алюминий. формула изобретения

Штамп для горячей изотермической штамповки, содержащий рабочий инстру" мент и охватывающий его индукционный нагреватель с расположением витков по спирали, отличающийся тем, что, с целью повышения конструктивной прочности штамйа и снижения расхода дорогостоящего конструкционного сплава, в рабочем инструменте выполнена полость, состоящая из расположенной по периферии штампа цилиндрической части, отстоящей от боковой поверхности штампа на расстояние, меньшее глубины проникновения электромагнитного поля, и спиральной части, сходящейся к центральной оси штампа, причем направление витков и индукционного нагревателя одинаково, обе эти части связаны перемычками и заполнены электро- и теплопроводным материалом.

1323197

Составитель О.Корабельников

Техред А.Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 2900/11

Тираж 582 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4