Способ получения полых заготовок из высокопрочных материалов

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в производстве полых заготовок ответственных деталей из высокопрочных сталей и сплавов. Цель изобретения - повышение точности размеров и механических свойств полой заготовки. После винтовой прокатки нагретой заготовки производят ее горячую прошивку в гильзу. Затем гильзу редуцируют на косовалковом стане и калибруют протяжкой на длинной оправке через блок волок. При этом обжатие по диаметру при калибровке составляет 5-8%, по толщине стенки не менее 3%. Заканчивают процесс охлаждением со скоростью 600-270°С/с. 1 ил. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19! О1!

А1 Р1) В 21 В 23/00, 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ товки в гильзу 3, винтовое редуциро вание 4, калибровка протяжкой 5 и контролируемое охлаждение:6

Заготовку нагревают до температу:ры прокатки; после чего прокатывают в двухвалковом стане винтовой про катки по режимам, обеспечивающим заданную под прошивку анизотропию свойств металла заготовки Затем ее прошивают в гильзу и редуцируют в двухвалковых станах винтовой прокат ки, Гильзу калибруют путем ее про тяжки на длинной оправке через блок

: волок с обжатием по диаметру 5-87, и по толщине стенки не менее ЗХ» После деформации полос изделие под

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4648176/3)-02 (22) 06,02 ° 89 (46) 30 12»90 ° Бюл У 48 (71) Московский институт стали и сплавов (72):Б,А,Романцев,:И-H.Ïoòaïoí, :В..А,Попов,:A;B»Гончарук, .С,Д,Калагин,:B»Ô»Безруков, :Е,В.Фетисов и:П.М.Финагин (53) 621 ° 774 ° 3(088 ° 8) (56) Данилов;Ф;А,, Глейберг:А,З,, Балакин:В.Г, Горячая прокатка и прессование труб ° È.: Металлургия, 1972,.с, 346 °

Заявка Японии У 62 35843, кл В 21 В 19/04, 25/02, B 21 С 1/22, 3/16, 1987, Авторское свидетельство СССР

1! 725728, кл» В 21 В 19/02, 23/00, 1977»

Изобретение относится к обработке, металлов давлением и может быть использовано при производстве полых заготовок ответственных деталей из высокопрочных сталей и сплавов, Цель изобретения - повышение точ ности размеров и механических свойств полой заготовки.

На чертеже схематически показано осуществление предлагаемого способа» . На чертеже представлены основные технологические операции предлагае» мого способа получения полых заготовок из высокопрочных материалов: на грев заготовки 1, винтовая прокатка заготовки 2, винтовая прошивка заго2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ЗАГОТО

ВОК ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области обработки металлов давлением и мо жет быть использовано в производстве полых заготовок ответственных деталей из высокопрочных сталей и сплавов» Цель изобретения повышение точности размеров н механических свойств полой заготовки После винтовой прокатки нагретой заготовки производят ее горячую прошивку в гильзу. Затем гильзу редуцируют на косовалковом стане и калибруют протяжкой на длинной оправке через блок волок, При этом обжатие по диаметру при калибровке составляет 5 8X,ïî толщине стенки не менее ЗХ» Заканчи вают процесс охлаждением со скорос тью 600-270 С/c 1 нл,, 2 табл.

1616733

Вергают контролируемому охлажденщо

»о скоростью 600-270 C/с, что обеспечивает получение структуры с равно мерно диспергированными зернами. Со четание винтового редуцирования прошитой заготовки с калибровкой протяж кой на длинной оправке через блок волок с обжатием по диаметру 5-8% и по толщине стенки не менее 3%, а так ,е контролируемое охлаждение при корости охлаждения 600 270 С/с обес ечивают получение полых заготовок азличного сортамента из высокопроч

ы материалов, имеющих жесткие до уски на прямолинейность и точность фиаметральных размеров и необходимый ровень механических свойств» Винто фое редуцирование, уменьшая диаметр ильзы, позволяет повысить точность фиаметральных размеров гильзы, что невозможно достичь винтовой прошив кой из за конструктивных особенностей стана винтовой прокатки и техно ,алогических особенностей процесса вин говой прошивки При винтовом редуци

1 овании уменьшают диаметр гильзы не ролее, чем на 20-25%, при этом боль1пие степени деформации снижают точность размеров труб, Указанный технологический режим определен на основе эксперименталь

Ных исследований по получению полых заготовок из высокопрочных материа лов

Результаты, отражающие точность размеров полых заготовок при различ йых режимах деформации при калибров ке,протяжкой иа длинной оправке через блок волок, приведены в табл,1»

Как видно из табл»1, калибровка гильзы протяжкой на длинной оправке через блок волок с обжатием по диа метру 5-8% и по толщине стенки не менее 3% устраняет продольную криво линейность и разностенность длинной гильзы, при этом достигается высокая точность размеров получаемых полых заготовок и чистая наружная и внутренняя поверхность, 8%-ное обжатие по диаметру при калибровке гильзы протяжкой на длин» ной оправке через блок волок обеспе чивает требуемые допуски на прямоли нейность и точность диаметральных размер мерos полой заготовки. Обжатие по толщине стенки более 3% устраняет разностенность полой заготовки

4S

Как видно из табл,2, в исследуе мом интервале изменения скоростей охлаждения при скорости охлаждения

600 270 С/с прочностные свойства сплава ВТ3-1 сохраняются на доста точно высоком уровне, а пластичные свойства значительно возрастают

Пример :1. Получение полой заготовки размером 42х)2 мм и длиной

570 мм из титанового сплава ТВТЗ-1

ОСТ 150173-81, Исходную заготовку диаметром 65 мм нагревают до 1150

1180 С и обжимают в двухвалковом стане на 15% до диаметра 55 мм при yr4 ле подав 23 и коэффициенте овалиэации 1,15, Обжатие гильзы по диаметру менее

5% недостаточно для обеспечения требуемой точности диаметральных размеров и прямолинейности полой за готовки, В то же время обжатия свыше

8% приводят к значительному увеличению удельных усилий и износу инстру мента. Обжатие по толщине стенки не

)ð .менее 3% необходимо для устранения разностенности полой заготовки и обусловлено технологическими и конструктивными особенностями данного способа калибровки

Влияние скорости охлаждения полученных полых заготовок из титанового сплава ВТЗ) ОСТ )90173-81 на их ме ханические свойства представлено в табл.:2.

В зависимости от скорости охлаждения изменяется структура сплава и, следовательно, изменяются механические характеристики материала, 25 При охлаждении в эмульсии (скорость охлаждения не более 270 С/с) о структура изменяется, но неравномерно по сечению, а уровень механических свойств низок

При охлаждении в растворе серной кислоты (скорость охлаждения более

600 С/с) в структуре выделяетсяр3-фа эа пластинчатой формы, что приводит к потере пластичности после упрочняющей термообработки.

При охлаждении в воде (скорость охлаждения 600270 С/с) в структуре сплаваС -фаза имеет наиболее благоприятную .глобулярную форму, что пос

»

40 ле упрочняющей термообработки приводит к повышению уровня механических свойств.

6733

Формула изобретения

Способ получения полых заготовок иэ высокопрочных материалов, включающий винтовую прокатку нагретой заготовки, прошивку в гильзу, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

5 161

После обкатки заготовку прошивают в гильзу размером 51х13 мм на оправ ке диаметром 25 мм при угле подачи

18 . Затем гильзу подвергают винтовому редуцированию на 12 по наружному диаметру, получая гильзу разме ром 45х13 им, Полученную после винтового реду цирования гильзу 45х13 мм калибруют протяжкой на длинной оправке диамет ром 18 мм через блок волок и получаloT полую заготовку размером 42х12 мм

Обжатие по диаметру составляет 7Х, обжатие по толщине стенки 7,5Х

После обработки давлением заготовку охлаждают со скоростью охлаждения

600 С/с В структуре сплава р „-фаза имеет наиболее благоприятную глобу лярную форму, что после упрочняющей термообработки вызывает повышение уровня мехсвойств, предел текучести составляет 130 131 кг/мм, предел прочности - 138»140 кг/мм, относительное удлинение 11 12 ., относительное сужение - 34-36Х.

Пример :2. Исходную заготовку диаметром 65 мм из сплава ВТЗ 1, rpeTóþ до 1150-1180 С, обкатывают в двухвалковом стане винтовой прокат ки при угле подачи 23 и коэффициен о те овализации, равном 1,15, до диа метра 55 мм, Прокатанную заготовку прошивают в гильзу диаметром 51 мм и толщиной стенки 13 мм в двухвалковом стане винтовой прокатки при угле по« дачи 18, диаметр прошивной оправки

25 им Прошитая гильза подвергается винтовому редуцированию до размера

45х12,5 мм, Затем гильзу калибруют, протяжкой на длинной оправке диамет . ром 18 мм через блок волок, получая полую заготовку 43хl 2 мм, Обжатие по наружному диаметру составляет 5, по толщине стенки З .

Охлаждение заготовок осуществляют со скоростью охлаждения 270 С/с, В структуре сплава ф-фаза также имеет наиболее благоприятную глобулярную форму, Механические характеристики имеют следующие значения: = 117120 кг/мм, Gg = 125 128 кг/мм ; о

= 9,5 13,0 ; (= 29,0 31,3Х.

П р и м. е р 3 ° Заготовку, имею щую диаметр 65 мм, иэ сплава ВТ3»»1 нагревают до II501180 C и прокатывают в двухвалковом стане при настрой» ке: угол подачи 23, коэффициент о овализации 1, 15 ° После прокатки за

10 l5

30 ас

50 готовка имеет диаметр, равный 55 мм.

Далее заготовку прошивают в гильзу в двухвалковом стане (угол подачи 18 ) на оправке диаметром 25 мм, Прошитая,: гильза имеет диаметр 51 мм и толщину стенки 13 мм Затем гильзу редуциру ют в стане винтовой прокатки до размеров 45xl3 мм, Редуцированную гильзу сразу же подвергают калибровке . протяжкой на длинной оправке диамет ром 17,5 мм через блок волок Конеч ные размеры полой заготовки следую щие: наружный диаметр 41,5 мм, тол щина стенки 12 им, При этом обжатие по наружному диаметру равно 8Х по толщине стенки - 7,5Х ° После деформации заготовку охлаждают со скоростью 500 С/с ° Уровень механических свойств высокий.

Гильзы, полученные после протяжки с обжатием по диаметру 5-8 и по тол щине стенки не менее ЗХ, имеют высокое качество наружной и внутренней поверхности, разностенность не пре вышает 0,8 мм, криволинейность гиль э-: по длине, составляющая после винтового редуцирования величину 1,5 мм на 550 мм длины, уменьшалась в 3»

4 раза, составив величину 0,4 мм на

570 мм длины

Партия гильз, протянутых с обжа» тием по диаметру менее 5, имеет неудовлетворительные показатели точности размеров, Криволинейность, имевшаяся после винтового редуцирования, практически сохранилась, требуемая точность диаметральных размеров и по раэностенности не обеспечена

Другая партия гильз протянута с обжатием по диаметру более 8%» В процессе протяжки наблюдалось искрив" ление длинной оправки, процесс протекал нестабильно, удельные усилия были великими

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет по лучить полые заготовки иэ высокопроч ных материалов с повышенными механическими свойствами и точностью размеров

1616733 8

1 ной оправке через блок волок с обжа тием по диаметру 5-8% и по толщине стенки не менее ЗЖ с последующим охлаждением со скоростю 600 270 С/с, а

Таблица 1

Точность размеров полых заготовок при различных режимах деформации (степенях обжатия) протяжкой на длинной оправке через блок волок повьиаения точности размеров и механи ческих свойств полой заготовки, гильзу подвергают винтовому редуцированию и калибровке протяжкой на длин

Зл5

3 5

3 5

3 5

3-4

5 6

7 8

9 10

1,4

0,4

0,4

0,7

Таблица 2

Влияние скорости охлаждения на механические свойства титанового сплава ВТЗ-1 ОСТ 190173-81 еские свойства

Ж (P,ж

Составитель С.Белобородов

Техред М.Дидык Корректор М,Пожо

° яФФЭю3 Ф ЭеэаЛеаее

Тираж 412 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

Редактор: Е. Копча

Заказ 4085

ВНИИПИ Государственного

113035, »

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

650-600

550-500

300-270

270-220

138139

130131

126-128

122 124

117-120

99-100

153-156

131-133

125 128

114 115

8,0-8,8 14,9-20,3

11,0-12,0 34,036,0

12,0 13,0 33,0 35,0

10,0-11,0 32,0-33,0

9,5 13,0 29,0-31,3

14,5 19,2 22,8