Способ получения полых изделий из разнородных материалов

 

Использование: получение одновременно двух гильз из разнородных материалов с соотношением . Сущность изобретения: в оболочке размещают с зазором сердечник . Зазор между сердечником и оболочкой заполняют материалом, который предотвращает сварку оболочки и сердечника и обладает коэффициентом трения при температуре прошивки более 0,3. Коэффициент теплового расширения материала сердечника более чем на 20% превышает коэффициент теплового расширения материала оболочки. Диаметр сердечника выполняют в 1,6...2,2 раза меньше диаметра оболочки. Винтовую прошивку заготовки ведут на оправке диаметром в 1,2.„1,35 раза больше диаметра сердечника. Соотношение вытяжек оболочки и сердечника составляет .1,46...2,0.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 20/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788418/27 (22) 05,02.90 (46) 15,04.92. Бюл. ¹ 14 (71) Московский институт стали и сплавов (72) Б.А.Романцев, А,В.Гончарук, В,В.Воподин, В.А.Попов и М.Н.Мозжорин (53) 621.771.8(088,8) (56) Заявка Японии N 57 — 103790, кл, В 23 К 20/04, опублик. 1980.

Авторское свидетельство СССР №.704691, кл. В 21 В 19/04, 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ . (57) Использование: получение одновременно двух гильз из разнородных материалов с соотношением D/S>10, Сущность изобретеИзобретение относится к обработке металлов давлением и касается получения по- . лых изделий из высокопрочных сплавов, Известен способ получения полых изделий, включающий совместное деформирование в стане винтовой прокатки биметаллической заготовки с целью сварки слоев.

Недостатком данного способа является невозможность получения нескольких полых заготовок из исходной заготовки, так как слои в процессе деформирования свари-. ва ются.

Известен способ получения труб, который включает сборку заготовки путем размещения в оболочке с зазором относительно нее сердечника, нагрев заготовки и винтовую прошивку в валках íà оправке.

„, Ы,, 1726180 А1 ния: в оболочке размещают с зазором сердечник. Зазор между сердечником и оболочкой заполняют материалом, который предотвращает сварку оболочки и сердечника и обладает коэффициентом трения при температуре прошивки более 0,3, Коэффициент теплового расширения материала сердечника более чем на 20 превышает коэффициент теплового расширения материала оболочки, Диаметр сердечника выполняют в 1,6...2,2 раза меньше диаметра оболочки, Винтовую прошивку заготовки ведут на оправке диаметром в 1,2...1,35 раза больше диаметра сердечника. Соотношение вытяжек оболочки и сердечника составляет . 1,46...2,0.

Недостатком известного способа является то, что после деформации оболочки и получения иэ сердечника при прошивке гильзы свариваются между собой и образуют биметаллическую трубу. Кроме того, при использовании в качестве оболочки трубы из высокопрочного сплава последняя при прошивке растрескивается из-за возникновения в наружных слоях биметаллической полой заготовки растягивающих напряжений вследствие неравномерности деформаций.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет одновременного получения двух гильз из разнородных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения полых изделий из разнородных материалов, включающем сборку

1726180 заготовки путем размещения в оболочке с зазором относительно нее сердечника, нагрев заготовки и винтовую прошивку в валках на оправке, зазор между сердечником и оболочкой заполняют материалом, предотвращающим сварку оболочки и сердечника и обладающим коэффициентом трения при температуре прошивки более 0,3, сердечник выполняют из материала с коэффициентом теплового расширения более чем на

20,(, превышающим коэффициент теплового расширения материала оболочки диаметром в 1,6...2,2 раза меньше диаметра оболочки, а винтовую прошивку в валках осуществляют на оправке диаметром в

1,20...1,35 раза больше диаметра сердечника при соотношении вытяжки оболочки и сердечника, равном 1,46...2,0.

Предлагаемый способ позволяетза счет сочетания режимов деформирования для материалов с заданными свойствами и соотношений геометрических размеров составляющих исходной заготовки обеспечить получение одновременно двух полых заготовок из различных материалов, . причем в случае комбинации оболочки из высокопрочного сплава и сердечника из пластичного материала получить гильзу из материала сердечника с отношением

D/S > 10 за одну прошивку.

Использование предлагаемого способа дает возможность подвергать пластической деформации с большой степенью вытяжки малопластичные материалы, обрабатываемые обычно до заданных размеров с помощью механической обработки (точение или фрезерование) и тем самым сократить потери дорогостоящих материалов, Одновременное получение двух полых заготовок снижает трудоемкость их изготовления и материальные затраты, уменьшается угар металла и расход электроэнергии, По предлагаемому способу деформируют заготовки с сердечником из более пластичного материала, чем оболочка, при прошивке, деформируясь с меньшей степенью вытяжек, этот материал предохраняет оболочку от возникновения разрывов на ее внутренней поверхности в процессе деформирования, Пример. Для получения гильзы из стали 40Х с соотношением 0/5 более 10 (диаметр 41 мм, стенка 3,5 мм} составляли сборную заготовку с наружной оболочкой из нитинола.Между оболочкой и сердечником помещали порошок корунда. Для получения гильзы заданных размеров из стали 40Х необходимо прошивку вести на оправке диаметром 33 мм. Согласно способу отношение диаметра оправки к диаметру сердечника составляет 1,35...1,2. тогда диаметр сердечника должен быть в пределах

1 2 1 35 — 275...244 мм. Прис 33

5 нимаем диаметр сердечника dp = 24,4 мм, что соответствует значению коэффициента, равному 1,35, тогда,и с = 24,4 /4. (41 — 3,5) =

=1,13, вытяжка оболочки при крайнем соотношении1,46,ио =,ис 1,46 =1,65, Теперьопре10 делим толщину стенки и диаметр оболочки, Экспериментально установлено соотношение между толщиной стенки гильзы из сердечника и оболочки после деформирования в зависимости от величины вытяжки:

< о > с 2,5 1/ Г

Po )Pc

Тогда

1 1

31 = 3,5+ 1,65 1,13 2,5 = 4,99;

20 D > = 41 + 2 4.99 = 50,98.

Суммарная толщина стенки гильзы после прокатки равна

$1 + 31 = 4,99 + 3,5. = 8,49 мм.

Для обеспечения заданной величины

25 вытяжки диаметр исходной наружной оболочки равен

О. = ((2 ) +((0 — Sf) Я )Р.) =

4 () +(50,98 — 4,99)4,99) 1,65=-46, В оболочку диаметром 46 мм вставляли стержень диаметром 24,4 мм с засыпкой в зазоре порошка шамота и прошивали в стане винтовой прокатки на оправке диаметром 33 мм. Получили гильзы из ст. 40Х 41 х х3,5 и нитинола 51 х 5.

Затем при тех же размерах гильзы иэ

40 стали 40Х (Dr = 41 мм, S =-3,5 мм) принимали диаметр сердечника равным 27,5, что соответствует значению коэффициента

1,2, тогда

27,5

1,44, 45

Вытяжка оболочки: po =p< 2 = 2,88, при верхнем пределе соотношения, равном 2, о с1 1, 1

31 =S1 1 2,5=3,5 2,88 1,44 ° 2,5=2,53:

01О = 41+ 2,0 2,53 = 46 06.

Суммарная толщина стенки гильзы после прокатки равна

S1 + Sl = 3,5 + 2,53 = 6,03.

Исходный диаметр наружной оболочки составит 43,2 мм. В оболочку такого диаметра вставляли сердечник диаметром 27,5 мм, в зазор "между оболочкой и сердечником засыпали порошок шамота и полученную заго1726180 дения образуется зазор до 1,0 мм. Таким образом, предлагаемая схема обеспечивает получение двух гильз с соотношением

D/S > 10.

5 Формула изобретения

Способ получения полых изделий из разнородных материалов, включающий сборку заготовки путем размещения в о6ол очке с зазором относительно нее сердечни10 ка, нагрев заготовки и винтовую прошивку в валках на оправке, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет одновременного получения двух гильз из разнородных материа15 лов, зазор между оболочкой и сердечником заполняют материалом, предотвращающим сварку оболочки и сердечника и обладающим коэффициентом трения при температуре прошивки более 0,3, сердечник

20 выполняют из материала с коэффициентом теплового расширения, более чем на 20Х превышающем коэффициент теплового расширения материала оболочки, диаметром в 1,6...2,2 раза меньше диаметра оболочки, а

25 винтовую прошивку в валках осуществляют на оправке диаметром в 1,2...1,35 раза больше диаметра сердечника при соотношении вытяжки оболочки и сердечника, равном

1,46...2,0.

30 товку прошивали в.стане. Получены две гильзы 46 х 2,5 и 41 х 3,5.

Для тех же исходных параметров брали сердечник диаметром 26 мм; что соответствует середине диапазона коэффициентов, т.е. 1,27. Тогда р = 26 /(4 х (4 1 — 3,5) х 3,5) = 1,287.

Вытяжка оболочки при значении соотношения в середине заявляемого интервала, равном 1,73, составляет: ро- 1,73 1,287 = 2,23, Тогда о с 1 . ГТ 1 1 У (P 2,5=35 г,гз 1,287 2,5

= 3,46;

01 = 41 + 2-3,46 = 47,92.

Исходный диаметр наружной оболочки будет равен 45,26, Сборную заготовку прошивали в гильзу, состоящую из 2-х гильз размерами 48 х 3,5 и 41 х 3,5.

После прошивки при указанных режимах гильза, прошитая из сердечника, т.е. внутренняя оболочка, легко вынимается из раскатанной наружной оболочки, т.е, между ними в-процессе деформирования и охлажСоставитель Б. Романцев

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор Е. Копча

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

Заказ 1232 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5