Сборная заготовка для изготовления листов из бериллия и его сплавов

 

Использование: в обработке металлов давлением, при прокатке малопластичных металлов и сплавов. Сущность изобретения: сборная заготовка содержит бериллиевую заготовку, помещенную в чехол из нержавеющей стали, состоящий из обкладок и ограничивающей рамки. В последней выполнена сквозная трапецеидальная прорезь а большим основанием, равным ширине бериллиевой заготовки, и углом наклона боковой стороны коси прокатки5-10°, в которую помещена вставка из пластичного металла с пределом текучести, равным 0,5-0,8 предела текучести бериллия, заглубленная в полость для бериллиевой заготовки на расстояние, равное 0,2.,.0,25 ее длины. Заготовка позволяет повысить производительность процесса прокатки. 3 ил.

CO)03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 В 21 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878884/27 (22) 30.10.90 (46) 07.12.92. Бюл. ¹ 45 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М.И. Арсеничева (72) Ю.И. Коковихин, В.А, Пинашина, С.Г. Коваленко, В.В. Кравченко, В,А. Щетинин, М.И. Саенко и Н.Н. Лукомский (56) 1. Бериллий; Наука и технология/ Под ред, Д,Г. Вебстера и др. 1984, с. 278, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1418981, кл. В 21 В 3/00. 1987. (54) СБОРНАЯ ЗАГОТОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ БЕРИЛЛИЯ И ЕГО

СПЛАВОВ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к прокатке малопластичных металлов и сплавов.

Известна сборная заготовка, состоящая иэ бериллиевого сердечника, помещенного в чехол из нержавеющей стали аустенитного класса (1), Однако при прокатке малопластичный сердечник, испытывая преимущественную деформацию, выдавливается иэ очага деформации и, не имея возможности свободно удлиняться, теряет устойчивость и встает

"волной". При этом металл сердечника с заднего конца, по ходу прокатки, затекает в зазоры между элементами чехла, Все зто приводит к ухудшению планшетности и качества поверхности листа, к увеличению разнотолщинности и образованию трещин на боковых кромках листа.

„„5U„„1779420 А1 (57) Использование: в обработке металлов давлением, при прокатке малопластичных металлов и сплавов. Сущность изобретения; сборная заготовка содержит бериллиевую заготовку, помещенную в чехол из нержавеющей стали, состоящий из обкладок и ограничивающей рамки, B последней выполнена сквозная трапецеидальная прорезь а большим основанием, равным ширине бериллиевой заготовки, и углом наклона боковой стороны к оси прокатки 5 — 10, в которую помещена вставка из пластичного металла с пределом текучести, равным 0,5 — 0,8 предела текучести бериллия, заглубленная в полость для бериллиевой заготовки на расстояние, равное 0,2...0,25 ее длины. Заготовка позволяет повысить производительность процесса прокатки. 3 ил.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой сборной заготовке является пакет-чехол для прокатки листов из бериллия и его композиций, состоящей из бериллиевого сердечника, заключенного в стальную оболочку, вставки из пластичного 4 металла с пределом текучести равным 0,6- О

0,8 предела текучести бериллиевого сердеч- ф, ника и охватывающей последний по периметру боковых кромок (2).

Недостатком известной заготовки является то, что при суммарных степенях деформации свыше 307> более пластичный металл вставки постепенно выдавливается в зазоры между обкладками и бериллиевым сердечником, тем самым ухудшая качество его поверхности. Кроме того, бериллиевый сердечник, исп ытан ия преимущественную деформацию в условиях стесненной вытяжки, теряет устойчивость, что приводит к об1779420

30

50

55 раэованию волнистости и коробоватости и увеличению разнотолщинности бериллиевого листа. Целью изобретения является увеличение выхода годного и увеличение качества поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что в сборной заготовке для изготовления листов из бериллия и его сплавов, состоящей из бериллиевого сердечника, заключенного в стальную оболочку, вставки иэ пластичного металла с пределом текучести, равным 0,60,8 предела текучести прокатываемого металла, и рамки, в последней выполнена сквозная трапецеидальная прорезь с большим основанием, равным ширине бериллиевого сердечника, и углом наклона боковой стороны к продольной оси заготовки равным 5-10, при этом вставка выполнена длиной 0,2 — 0,25 длины бериллиевого сердечника.

При прокатке бериллиевый сердечник, . удлиняясь, задней кромкой давит на металл вставки, который выпрессовывается через отверстие известного сечения, образованное элементами чехла в сборе, с усилием равным усилию прессования металла вставки через пресс-форму равного сечения, при этом бериллиевый сердечник удлиняется при постоянном продольном сжимающем напряжении, пропорциональном усилию прессования, Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Длина вставки 0,20-0,25 от длины бериллиевого сердечника выбрана исходя из того, что при суммарных обжатиях c = 607 между промежуточными от>кигами вытяжка сердечника больше вытяжки оболочки на

10 — 20 в зависимости от подпирающего усилия со стороны вставки.

Длина вставки больше 0,25 длины бериллиевого сердечника нецелесообразна в целях экономии материала оболочки, длина меньше 0,20 приводит к тому, что при прокатке металл выпрессовывается из пакета, а бериллиевый сердечник упирается в трапецеидальную прорезь в рамке, что приводит к разрушению заднего конца сердечника, При углах наклона боковой стороны прорези продольной оси заготовки 5 невозможно достичь подпирающего усилия, которое способствует повышению деформируемости бериллиевого сердечника, а задняя кромка листа, полностью выпрессовав металл снимается в прорези с образованием трещин и других поверхностных дефектов.

При углах наклона больше 10 усилие прессования увеличивается настолько, что бериллиевая заготовка теряет устойчивость и встает "волной", при этом нарушается планшетность листа, возникают многочисленныетрещины и возможнодаже разрушение листовой заготовки.

На фиг.1 изображена предлагаемая сборная заготовка. общий вид; на фиг,2 — то же, вид сверху, на фиг,3 — разрез А-А на фиг,2.

Заготовка состоит из стальной оболочки, содержащей обкладки 1 и ограничивающую рамку 2 с трапецеидальной прорезью, в которую помещена вставка 3 из пластичного металла, и бериллиевой заготовки 4.

Пример. 1. Сборная заготовка содеро жит оболочку из стали Х18Н9Т с с

=440 МПа, малопластичную листовую загооо с товку из бериллия с î = 340 МПа, размерами 100х50х3 мм и пластичную вставку иэ латуни ЛО-90-1 с cg = 170 МПа (0,5 o; Be), толщиной 3 мм. Вставка заглублена в полость для бериллиевой заготовки на 25 мм (0,25 ее длины). Угол наклона боковой стороны трапецеидальной прорези к продольной оси заготовки равен 10 С.

Изготовленная заготовка нагревалась в печи до Т = 400 С и прокатывалась на стане дуо. При прокатке с суммарным об>катием

e = 60ОД бериллиевая заготовка сохраняла планшетность, на боковых кромках не образовывались трещины.

Пример 2. Сборная заготовка содерОо жит оболочку иэ стали Х18Н9Т с d

=440 МПа, малопластичную листовую загоОоОс товку из бериллия с от =- 340 МПа, размерами 100х 50 х3 мм и пластичную

Ооос вставку из латуни марки ЛН 65-5 с г4

=230 МПа (0,65 сг Be). Вставка заглублена в полость для бериллиевой заготовки на

23 мм (0,23 ее длины). Угол наклона боковой стороны трапецеидальной прорези к продольной оси заготовки равен 8О.

Изготовленная заготовка нагревалась в печи до Т = 400 С и прокатывалась на стане дуо, При прокатке с суммарным обжатием

= 60;4 бериллиевая заготовка сохраняла планшетность и задней кромкой не входила в трапецеидальную прорезь в рамке.

Пример 3. Сборная заготовка сооо с держит оболочку иэ стали Х18Н9Т с гг,оо =1779420 дол.еа, длина.

Угол наклона боковой стороны, град

Выход годного, Качество поверхности

0,25 4

5 е

11

0,4

35 йо 40-50

0,25 4

0,5

60-70

ЕО-85

85-95

0,6

0,23 10

95-100

7о-75

65-70

0,75 4

0,23 5 в

0,20 1О

0,7

85-90 30-100

90-100

7о-75

0,25 4

0,8

65-70

0,23 5

0 i 20 10

90-95

95-100 во-85

11 55-60

0,25 4 50-60

0,20 70-75 в 65-70

10 50-60

11 45-50

0,9

= 440 МПа, малопластичну;о листовую загоо. товку из бериллия с г7; =- 340 МПа, размерами 100х50х3 мм и пластичную вставку иэ латуни марки ЛК-80-3 с о, = 270 МПа дooос (0,8 г7т Be), толщиной 3 мм, Вставка заглублена в полость для бериллиевой заготовки на 20 мм (0,2 ее длины). При прокатке с суммарным обжатием е = 6077 бериллиевая заготовка сохраняла планшетность, на поверхности видимых дефектов не наблюдалось.

При прокатке сборной заготовки аналогичных размеров изготовленной по способу прототипу, уже при к = 30"-,ь бериллиевая заготовка теряла устойчивость и вспучивала оболочку, После расчехловки на боковых кромках в задней части бериллиевой заготовки поверхность имела развитой характер, многочисленные трещины на боковых кромках и точечные дефекты.

В таблице приведены результаты испытания сборной заготовки при различных материалах и длине вставки, углах наклона боковой стороны трапецеидальной прорези в рамке.

Проведенные опыты подтверждают возможность повышения деформируемости и интенсификации процессов прокатки листов из малопластичных металлов, при одновременном улучшении качества поверхности.

Предлагаемая сборная заготовка позво5 ляет повысить производительность процесса депформации бериллиевых листов за счет повышения суммарных обжатий между промежуточными отжигами и экономить металл за счет уменьшения отбраковки листов

10 из береллия.

Формула изобретения

Сборная заготовка для изготовления ли15 стов из бериллия и его сплавов, состоящая из бериллиевого сердечника. заключенного в стальную оболочку, вставки из пластичного металла с пределом текучести, равным

О,б — 0,8 предела текучести прокатываемо20 го металла, и рамки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода годного и улучшения качества поверхности, в рамке выполнена сквозная трапецеидальная прорезь с большим основанием, рав25 ным ширине бериллиевого сердечника, и углом наклона боковой стороны к продольной оси заготовки, равным 5 — 10,при этом о вставка выполнена длиной 0.2 — 0,25 длины бериллиевого сердечника.

Отсутствует достаточный задний подпор, трещины на боковых кромках при Е и 358

Вставка на еыпрессовывается, а смииаетсл бериллиевой заготовкой, трещины на боковых кромках, волнистость

Заднля кронка бериллиевого листа сминается в трапецеидальной прорези, трещины, волнистость

Незначительное образование трещин, качество поверхности и ппаншетность листа удовлетворительны

Вознощно сминание вставки из-за большого усилия прессования, качество листа хорошее

Снинлние вставки и задней кромки листа из-за потери устойчивости вставки

Задняя кромка сминается в трапецеидальной прорези, возникают трещины

Незначительное образование трещин, качество поверхности и планшетность листа хпрлшее возможны сминзние вставки, качество листа хорошее

Сиинание вставки и задней кромкч листа из-эа потери устоичивости

Заднял крпнкo снимтетсл в трапецеидальной прорези, возникают трещины

Качество поверхности и планшетность листа хорошее, локальные трещины

Возмовны сминание задней кромки листа из-за большого подпирающего усилия.

Волнистость, локальные трещины

Потеря устойчивости листа, трещины, аолнистость

Уже прн небольших углах наклона стороны трапеции трапецеидальной прорези возникают подпирающие усилил, приводящие к потере устойчивости вставки и листа, образованно поверхностных деэектов и волнистости ли та

Составитель Ю. Коковихин

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Н. Слободяник

Заказ 4403 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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