Способ изготовления пустотелых деталей типа туб из деформируемых алюминиевых сплавов

 

Использование: в литейном и кузнечноштамповочном производстве. Сущность изобретения: литьем с кристаллизацией под давлением получают полуфабрикат в виде диска с глухим отверстием диаметром, равным 0,2-0,3 его наружного диаметра, и глубиной , равной 0.65-0,8 толщины диска. Полуфабрикат подвергают виброобработке с частотой 300-400 Гц в течение 15-25 мин. Затем из полуфабриката вырубают заготовку и термообрабатывают. Конечные детали получают выдавливанием заготовок. 1 табл. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 22 0 18/02

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPM KMTCCCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р(() )г-,ю»-„

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4821992/02 (22) 03.05,90 (46) 15.07.92. Бюл. М 26 (71) Харьковское производственное объединение "Завод им. Малышева" (72) А,А.Мальков, С.П.Пономаренко и

В.К.Лобанов (53) 621.746,043.2(088,8) (56) Малов А.Н. Технология холодной штамповки,М„ Оборонгиз, 1958, с. 411, рис, 273.

Зубцов М,Е. Листовая штамповка, Л.:

Машиностроение, 1967, с, 281-288, рис.

134.а.

Изобретение относится к литейному и кузнечно-штамповочному производствам, в частности к кристаллизации отливок под давлением и холодному выдавливанию изделий из них.

Известен способ изготовления туб обратным холодным выдавливанием. согласно которому иэ полосы алюминиевого сплава производится вырубка цилиндрической заготовки, подвергаемой пластической деформации со значительным утонением стенок изделия.

Недостатками известного способа являются интенсивное упрочнение металла при выдавливании, низкая стойкость деформирующего инструмента и повышенный брак по разрывам металла на полой части деталей.

Известен также способ изготовления деталей типа туб, принятый в качестве прототипа, в соответствии с которым из поло1.ЯЛ, 1747237 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПУСТОТЕЛЫХ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТУБ ИЗ ДЕФОРМИРУЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Использование: в литейном и куэнечно- . штамповочном производстве. Сущность изобретения: литьем с кристаллизацией под давлением получают полуфабрикат в виде диска с глухим отверстием диаметром, равным 0,2-0,3 его наружного диаметра, и глубиной, равной 0,65-0,8 толщины диска.

Полуфабрикат подвергают виброобработке с частотой 300-400 Гц в течение 15-25 мин, Затем иэ полуфабриката вырубают заготовку и термообрабатывают, Конечные детали получают выдавливанием заготовок. 1 табл.

6 ил.

° ° сового металла путем вырубки-пробивки изготовляется кольцевая заготовка. Затем производят ее отжиг для разупрочнения металла в зоне реза и последующее обратное выдавливание.

Недостатком способа является низкий коэффициент использования металла, обус- К) ловленный большими его потерями при вы- (д) рубке цилиндрических заготовок из полосы.

Цель изобретения — повышение экономичности производства пустотелых деталей типа туб за счет использования отходов.

Указанная цель достигается благодаря тому, что из отходов металла штамповочносо производства путем переплава и кристаллизации под давлением изготовляют полуфабрикат в вида диска с глухим отверстием диаметром, равным 0,2-0,3 его наружного диаметра и глубиной, равной

0,65-0,8 толщины диска. который подвергают виброобработке с частотой 300-400 Гц в

1747237

15

25

50 течение 15 — 25 мин и производят вырубку заготовок для последующего выдавливания деталей типа туб.

Приведенные количественные интервалы диаметра и глубины отверстия в полуфабрикате и режима виброобработки отливок обусловлены следующими данными, полученными в процессе проведения опытных работ по изготовлению труб из алюминиевых сплавов АО, АД и АД1.

Установлено, что при выполнении полуфабриката в виде тонкостенного диска без центрального отверстия процесс кристаллизации под давлением идет от периферии к центру отливки. Возникающие при этом значительные термические напряжения, обусловленные высокой скоростью кристаллизации и искажения кристаллической решетки сплава, приводят к образованию горячих трещин длиной от 1/2 до 3/4 диаметра отливки. Выполнение в отливке центрального отверстия меняет направленность кристаллизации и температурное поле с гливки, что благоприятно отражается на их качестве.

Однако изготовление отливок с отверстием диаметром меньшим 0,2 (например

0,18) наружного диаметра приводит к появлению на некоторых отливках иэ сплава АД1 горячих трещин. Отливка полуфабриката с центральным отверстием более 0,3 (например 0,35) его наружного диаметра обеспечивает получение качественных отливок.

Однако для вырубки иэ полуфабриката экономически целесообразного количества заготовок для выдавливания туб (16 — 18 шт,) возникает необходимость увеличения диаметра отливки и усилия пресса, что снижает экономические показатели производства.

Выполнение отверстия глубиной менее 0.65 (например 0,6) толщины полуфабриката приводит к появлению на части отливок горячих трещин длиной 15-20 мм, Изготовление полуфабрикатов с отверстиями глубиной более 0,8 (например 0,9) толщины сопровождается интенсивным разогревом выступающих частей пресс-формы, их деформацией после изготовления небольшой партии отливок и затруднением удаления иэделий из пресс-формы, Изучение механичнеских свойств и качества вырубленных заготовок для выдавливания туб позволяет сделать следующие (см, таблицу) выводы. Виброобработка отливок с частотой менее 300 Гц (например 250

Гц) приводит к некоторому повышению прочностных характеристик сплавов, практически не изменяя показатели пластичности. Поэтому на заготовках для выдавливания, вырубленных иэ полуфабрикатов, виброобработанных с отмеченной частотой, в зоне среза сохраняются микротрещины.

Виброобработка полуфабрикатов с частотой более 400 Гц (например 450 Гц) сопровождается существенным упрочнением сплавов и некоторым снижением пластических характеристик по сравнению с заявленным интервалом обработки. В результате резко возрастает усилие выруб-. ки-пробивки, а на части вырубленных заготовок вонвь появляются микротрещины.

Приложение к полуфабрикатам колебаний в течении менее 15 мин (например 10 мин) не обеспечивает значительного воздействия на структуру материала, Поэтому практически не отмечается изменения пластических характеристик сплавов, Виброобработка в течение длительного (более 25 мин) времени (например 30 мин) приводит к охрупчиванию алюминиевых сплавов.

Таким образом, отливка с кристаллизацией под давлением полуфабрикатов в виде дисков с отверстием, равным 0,2 — 0,3 его наружного диаметра и глубиной, равной

0,65 — 0,8 высоты заготовки, и последующая виброобработка отливок с частотой 300-400

Гц в течение t5 — 25 мин являются оптимальными с точки зрения достижения поставленной цели, так как обеспечивает возможность использования отходов штамповочного производства с минимальными трудовыми и энергетическими затратами.

На фиг. 1 изображен отход штамповочного производства после вырубки заготовок для выдавливания деталей типа туб, на фиг.

2 — расплав, приготовленный из отходов штамповочного производства; на фиг, 3— полуфабрикат, выполненный в аиде тонкостенного диска с глухим центральным отверстием, полученный литьем с кристаллизацией. под давлением; на фиг, 4 — отливка после вырубки заготовок для выдавливания; на фиг. 5-заготовка для выдав-. ливания; на фиг. 6 — выдавленная заготовка тубы.

На фиг. 1-6 обозначены; Π— наружный диаметр заготовки и тубы;  — ширина пг.3осы; Dn и d> — соОтветственно наружный и внутренний диаметры отливки; h< — толщи- на отливки; h> — глубина центрального о-верстия полуфабриката; d — диаметр отверстия в заготовке для выдавливания; Н вЂ” высота тубы; Н вЂ” высота выдавленной тонкостенной части тубы.

Способ изготовления туб реализуется следующим образом.

Отходы штамповочного производства из сплавов АО, АД и АД1 плавили в индукционной печи при 720-740 С, рафинировали препаратом "Дегазер" и мерным ковшом

1747237

Результаты испытаний механических свойств. сплава АД1 качество полуфабрикатов диаметрон 183 мм, толщиной 4,4 мм, изготовленных лиэачией под давлением и вырубпенных из ннх заготовок для выдавленнвая а кристалЧастота виброобОтносит. глубина отверст. бя71то

Результаты эксперимента

Иеханические свойства

Время виброобработ ни, мин

Относит. диаметр отверстия в полузабрикате . ии7DI,), Эксперимент,ИПа б 0,2ИПа g ь

Ь работки, гч

Горячие трещины длиной

100-140 мм

17 40

5z

Трещины длиной до 40 мм о,18

0.7

0,7

Отливка качественная,микротрещины на вырубленных заготовках

23

0,2

20 58

Отливка и вырубленные заготовки качественные

z4 . 56

0,7 350

0,2

3оо

40о

54

27

20 56

25 62 о,8

0,3

0,35

Уменьшилось количество вы рубленных заготовок с 16 д 11 mT.

0.1

Отливка качественная, микротрещины на вырубленных заготовках

4z,24

0,65 250

20 55

0,3

Трещины на отливках длиной

15-20 мм

0,6

0,25

Иикротрещины ма вырубленных заготовках

66 30

450 о,7

0,25 и

56

54 24

57 . 28

68 29

40î

0,7 о,7 о,7

0,25

1о

Качественные заготовки

27

0,25

Трещимы на вырубленных заготовках

0,25

36

Качественные заготовки

79 31

Прокатная полоса

13

П р и м е ч а н и е. При проведении каждого эксперимента изготовлялось не менее 3 отливок заливали в пресс-форму, установленную на гидравлическом прессе усилием 4МН. Температура заливки сплава составляла 710 «+.

+10 С, давление кристаллизации — 152

МПа. Отливки диаметров 183 мм, толщиной

4,4 мм с отверстием диаметром 35 мм подвергали виброобработке на стенде ВЭДС

200 с частотой 350 Гц в течение 20 мин.

Затем из полученных отливок на прессе

К2136В усилием 1000хН за один ход производили вырубку 16 шт заготовок диаметром

30 мм с отверстием диаметром 9,8 мм. Полученные заготовки огжигали при 350 С, подвергали галтовке и штамповали на холодно-высадочном автомате, Способ может найти применение в электронной, радиотехнической и других отраслях промышленности, изготовляющих тонкостенные пустотелые изделия типа туб, Формула изобретения

5 Способ изготовления пустотелых деталей типа туб из деформируемых алюминиевых chhBBos, включающий вырубку заготовки из полуфабриката, термическую обработку и выдавливание, о т л и ч а ю щ и10. и с я тем, что, с целью повышения экономичности, полуфабрикат получают литьем с кристаллизацией под давлением диаметром. равным 0,2-0,3 его наружного диаметра, и глубиной, равной 0.65-0,8 толщины диска, 15 после чего производят виброобработку полуфабриката с частотой 300-400 Гц в течение

15 — 25 мин.

1747237 аг 2

Составитель А.Кузнецова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Ïîæî

Редактор И,Касарда

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

Заказ 2461 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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