Способ изготовления труб из жаропрочных сплавов

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству труб из труднодеформируемых сплавов методом прессования. Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления труб и улучшение их качества путем устранения нарушения сплошности составляющих заготовки и стабилизации полученных геометрических размеров. Осуществляют нагрев корпуса и сердечника заготовки в собранном виде. Обеспечивают нагрев сердечника на 150 - 200^oС ниже температуры корпуса заготовки. Осуществляют прессование и удаление сердечника из трубы после прессования. На боковой поверхности сердечника предварительно выполняют последовательно размещенные выступы треугольного профиля с углом при вершине 90 - 150^o и высотой 0,001 - 0,01 диаметра сердечника. Наличие выступов на поверхности сердечника обеспечивает прочное сцепление с металлом наружной составляющей во время распрессовки и прессования. Это позволяет получить сплошность металлов заготовки и заданную геометрию. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству труб из труднодеформируемых сплавов. Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления труб и улучшение их качества путем устранения нарушения сплошности составляющих заготовки и стабилизации получаемых геометрических размеров. На чертеже изображен разрез составной заготовки, используемой для прессования по данному способу. Составная заготовка содержит корпус 1 и сердечник 2, на боковой поверхности которого выполнены чередующиеся выступы 3 треугольного профиля с углом при вершине 90-150^о и высотой 0,001-0,01 диаметра сердечника. Способ включает нагрев корпуса заготовки 1 и сердечника 2 в собранном виде при обеспечении температуры сердечника на 150-200^оС ниже температуры корпуса заготовки, их последующее прессование и удаление сердечника из трубы после прессования. Геометрия выступов на поверхности сердечника обеспечивает их внедрение и прочное сцепление с металлом наружной составляющей во время распрессовки и прессования, что позволяет получить сплошность металлов заготовки и заданную геометрию. Нагрев в индукционной установке комбинированной заготовки с градиентным в радиальном направлении распределением температуры обеспечивает равномерное истечение металлов заготовки, что также позволяет получить отсутствие разрывов в прессованном изделии и высокую точность геометрических размеров. В предлагаемом техническом решении во время подпрессовки металл наружной пустотелой составляющей затекает во впадины между выступами, расположенными на поверхности стержня вплотную друг к другу с углом профиля при вершине 90-150^оС и высотой 0,001-0,01 его наружного диаметра. Наличие выступов на наружной поверхности сердечника увеличивает сцепление его материала с металлом наружного корпуса комбинированной заготовки, препятствует вытеканию металла стержня во время прессования и тем самым обеспечивает постоянство соотношения площадей металла стержня и наружной составляющей в прессованном изделии. С целью выравнивания сопротивления деформации для осуществления нормального процесса прессования центральная зона комбинированной заготовки, состоящая из сердечника из конструкционных сталей, нагревается до температуры на 150-200^оС меньше, чем корпус заготовки, состоящий из жаропрочного материала. Такая разность температур достигается за счет нагрева в индукционной установке. Нагрев в индукционной установке комбинированной заготовки позволяет отказаться от применения дополнительных нагревательных устройств для нагрева стержня заготовки, что снижает трудоемкость нагрева и повышает производительность прессования. Равенство сопротивления деформации по сечению заготовки обеспечивает равномерное истечение металлов комбинированной заготовки при прессовании, отсутствие дополнительных напряжений и разрывов, что дает высокое качество прессуемого изделия. При разнице температур сердечника и наружной составляющей менее 150^оС сопротивление деформации сердечника становится столь мало по сравнению с сопротивлением деформации корпуса заготовки, что в процессе прессования происходит чрезмерное истечение металла стержня и нарушение геометрии прессуемого изделия. Возможна запрессовка полости в корпусе заготовки и его металл начинает прессоваться как сплошной пруток из однородного материала. Кроме того, чрезмерное истечение металла стержня приводит к появлению растягивающих напряжений в металле наружной составляющей и появлению разрывов, что является неисправимым браком. При разнице температур сердечника и корпуса заготовки более 200^оС сопротивление деформации материала стержня становится чрезмерно большим по сравнению с сопротивлением деформации корпуса, что приводит к разрыву металла стержня и искажению соотношения площадей сечений металлов в прессуемом изделии. Примеры выполнения способа. Экспериментальная проверка способа изготовления труб из жаропрочных сплавов проводилась при прессовании на прессе 600 т из контейнера диаметром 100 мм. Комбинированную заготовку готовили к прессованию следующим образом. В пустотелый корпус заготовки вставляли сердечник с выполненными на его поверхности по винтовой линии вплотную друг к другу выступами с углом профиля при вершине 90-150^о и высотой 0,001-0,01 его диаметра. После сборки комбинированную заготовку нагревали в индукционной установке. Промышленная частота этой установки обеспечивала нагрев центральной зоны комбинированной заготовки до температуры на 150-200^оС меньше температуры корпуса заготовки. Такая разница температуры обеспечивала нормальное истечение металлов комбинированной заготовки при прессовании. Результаты эксперимента представлены в таблице (материал корпуса заготовки титановый сплав, а материал сердечника сталь 30; размер трубы (биметаллический пруток) диаметром 26х6,0 мм; соотношение площадей (расчетное) 2,46; температура заготовки 1100^оС; сопротивление деформации корпуса заготовки 4,5. Полученные экспериментальным путем углы при вершине выступов на поверхности стержня и разность температур нагрева корпуса комбинированной заготовки и стержня приняты за оптимальные, что обеспечивает снижение трудоемкости изготовления труб и улучшение их качества путем устранения нарушения сплошности составляющих заготовки и стабилизации заданной геометрии.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ, включающий нагрев корпуса заготовки и металлического сердечника до различных температур, их совместное прессование и удаление сердечника из трубы после прессования, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления труб и улучшения их качества путем устранения нарушения сплошности составляющих заготовки и стабилизации получаемых геометрических размеров на боковой поверхности сердечника, предварительно изготавливают последовательно размещенные выступы треугольного профиля с углом при вершине 90 - 150^o и высотой 0,001 - 0,01 диаметра сердечника, а нагрев корпуса заготовки и сердечника осуществляют в собранном виде, при этом сердечник нагревают на 150 - 200^oС ниже температуры нагрева корпуса заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---