Способ изотермической штамповки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изотермической штамповки деталей из силуминов. Целью изобре тения является расширение технологических возможностей за счет расширения номенклатуры обрабатьшаемых силуминов . Для достижения цели нагрев штампа и заготовки производят до температуры солидус силумина при нормальном давлении. Деформирование осуществляют в эвтектическом состоянии структуры силумина при температуре штампа и заготовки на 100-200 С ниже температуры солидус силумина, обусловленной приложенным при деформировании давлением. Способ обеспечивает пластичность высококремнистых силуминов на уровне пластических свойств стандартных силуминов, подверженных деформированию в режиме сверхпластичности . с со СП Сл СО со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 8 А1 (511 4 В 21 J 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3893678/25-27 (22) 12.05.85 (46) 30.11.87. Бюл. У 44 (72) А.С.Анищенко, М.П.Найденов, А.П.Андрющенко, M.À.Öåïèí и А.Н.Ершов (53) 621.73(088.8) (56) Тихонов А.С. Эффект сверхпластичности металлов и сплавов. М.: Наука, 1978, с. 117; 118. (54) СПОСОБ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изотермической штамповки деталей из силуминов. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет расширения номенклатуры. обрабатываемых силуминов ° Для достижения цели нагрев штампа и заготовки производят до температуры солидус силумина при нормальном давлении. Деформирование осуществляют в эвтектическом состоянии структуры силумина при температуре о штампа и заготовки на 100-200 С ниже температуры солйдус силумина, обусловленной приложенным при деформировании давлением. Способ обеспечиваег пластичность высококремнистых силуминов на уровне пластических свойств стандартных силуминов, подверженных деформированию в режиме сверхпластичности.

1 135

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для выдавливания или прессования в режиме сверхпластичности сплавов системы алюминий — кремний.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет номенклатуры обрабатываемых силуминов.

Заготовку из силумина укладывают в штамп и нагревают со штампом до температуры солидус силумина при нормальном давлении (О, 1 МПа). Температура начала плавления сплава способствует частичному или полному устранению несплошностей, возникающих в заготовке при кристаллизации и обусловливающих неудовлетворительные механические свойства. Затем прикладывают к заготовке рабочее давление, величина которого вызывает перестройку структуры силумина в эвтектическую и повышение температуры солидус. Дес формирование заготовки производят в режиме сверхпластичности, т.е. со

-э скоростью деформации 10 -10 с и при температуре штампа с заготовкой о на 200-100 С ниже температуры солидус силумина,,обусловленной приложенным давлением. Достаточно большая величина рабочего давления позволяет существенно расширить температурный диапазон сверхпластичности силуминов и сместить скоростной диапазон сверхпластичности в сторону больших скоростей деформации. Учитывая то, что повышение температуры солидус для сплавов алюминий — (11,7-50X) кремний с ростом приложенного давления не превышает 150-200 С, деформирование можно производить без изменения первоначальной температуры нагрева штампа с заготовкой. Причем, если эта о температура на 200 С ниже температуры солидус силумина при приложенном давлении, то заготовку следует деформировать со скоростью деформации

10 с . Увеличение скорости дефор- . мации до 10 с возможно при темо пературе деформации на 100 С ниже температуры солидус силумина под давлением. Несоблюдение температурноскоростного и силового режима деформирования приводит к разрушению заготовок либо из-за большого наклепа, либо из-за пережога, либо из-за отсутствия эвтектической структу

Pbt °

5338

СпосОб целесообразно использовать для операций прямого и в особенности обратного прессования или выдавли6 вания. Это связано со следующими причинами, При реальных процессах штамповки обеспечить равномерное давление во всех частях объема заготовки практически невозможно. Однако поддержа1ð ние требуемого давления в локализованном очаге деформации вполне осуществимо. Операции прямого и, в особенности, обратного прессования или выдавливания характеризуются именно существенной локализацией пластического течения вблизи очка матрицы, а также незначительной разницей давлений в различных зонах деформируемой заготовки, В частности, обратное прессование характеризуется равномерным всесторонним сжатием участков заготовки вне очага деформации.

При определении диаграмм равновесия систем (в частности, системы

26 алюминий — кремний) в зависимости от приложенного давления используют камеры с тенэодатчиками, установленными с противоположной стороны относительно подвижного поршня камеры. Т.е. тензодатчики фиксируют только осевое усилие от поршня, приложенное к заранее известной площади. Следовательно, указанная схема определения силовых параметров принципиально та же, что и в гидропрессах для изотер35 мической штамповки. Способ изотермической штамповки применительно к операциям прессования или выдавливания осуществляют, включая пресс на режим

40 деформирования при постоянном удельном усилии (крип-штамповка с противодавлением со стороны выталкивателя), а оптимальные скорости деформации обеспечивают заданной скоростью пере45 мещения выталкивателей пресса относительно пуансона. При конусообразной заходной части матрицы удельное усилие следует определять с учетом косинуса двойного заходного угла матрицы.

Пример. Из литейного сплава алюминий — (167) кремний, полученного кристаллизацией из расплава, вырезали заготовки ф 30 х 60, ф 30 х 20 и вместе со штампом нагрели до температуры солидус при нормальном даво лении, равной 603 С. Затем в штампе с противодавлением от верхнего выталкивателя гидропресса модели ПА 2638

5338

Ф о р мула и з о б р е т е н и я

Составитель А.Быстров

Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Редактор Т.Парфенова

Тираж 583 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5741/10

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 135 усилием 6,3 МН отштамповали обратным прессованием заготовки ф 30 х 60 в полость 20 при рабочем давлении

10 кбар, температуре 480-500 С и усредненной скорости деформации, равной 3,2 х 10- с . Заходной угол матрицы был равен 90 ., скорость перемещения выталкивателя относительно пуансона 0,45 мм/с. Предельная степень деформации 407.

Заготовки 30.х 20 отштамповали обратным прессованием при режиме крип-штамповка работы пресса, рабочем давлении 10 кбар, температуре 560о

580 С, усредненной скорости деформаf ции 1,5 х 10 с, скорости перемещения верхнего выталкивателя относительно пуансона, равной 3, 15 мм/с.

Предельная степень деформации заготовки 40Х. Максимум пластичности, равный 45Х достигнут при обратном прессовании заготовки ф 30 х 60 давлением 10 кбар при температуре 540ь

520 С, скорости перемещения верхнего выталкивателя относительно пуансона

0 95 мм/с и усредненной скорости деформации 6,7 х 10 с .

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает пластичность высококремнистых силуминов на уровне пластических свойств стандартных силуминов, подверженных деформированию в режиме

5 сверхпластичности. Механические свойства высококремнистых силуминов (= — 190 MIIa, F = 9X) такие же, как у литейных силуминов.

Способ изотермической штамповки деталей из силуминов, включающий нагрев, штампа и заготовки до температуры деформирования и деформирование заготовки со скоростью деформации !

10 -10 с, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет расширения номенклатуры обрабатываемых силуминов, нагрев штампа и заготовки производят до температуры солидус силумина при нормальном давлении, а деформирование осуществляют в эв2Б тектическом состоянии структуры силумина при температуре штампа и зао готовки на 100-200 С ниже температуры солидус силумина, обусловленной приложенным при деформировании давлением.