Средство для удаления изделий при горячей штамповке

 

Сущность изобретения: перед началам штамповки на углубление или центральную часть подогретого нижнего штампа укладывают волокнистый полипропилен в виде жгута или прокладки, массу и объем которых подбирается опытным путем и зависит от массы и конфигурации детали. -В процессе деформирования происходит термодеструкция полипропилена с переходом в газообразное состояние. После снятия усилия штамповка выталкивается из ручья штампа давлением газа так, что извлечь ее из штампа можно любым известным способом. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 21 3 13/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5016225/27 (22) 13.12.91 ,(46) 23.05.93. Бюл. hL 19 (71) Ступинский металлургический комбинат (72) А,П.Горячев, Е.В,Никонов, А.Ф.Куликов и С,A.Êîíîíîâ (73) Ступинский металлургический комбинат (56) Бельский Е.И. и Томилин Р.И. Повышение стойкости штампов при объемной штамповке. Минск, 1962, с. 33, 34, Авторское свидетельство СССР

М 1565661, кл. В 21 J 13/14, 1989.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к горячей штамповке алюминиевых и магниевых сплавов на гидравлических прессах.

При использовании воды для облегчения извлечения заготовки необходима специальная полость внутри штампа для ее удержания, что снижает прочность инструмента, интенсивное охлаждение штампа и заготовки при применении воды требует времени для восстановления температуры деформации. Все это снижает стойкость инструмента и производительность процесса штамповки.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, выражается в облегчении условий извлечения штамповок из штампа.

Это достигается применением волокнистого полипропилена в качестве смазочно-газообразующего средства при горячей штамповке алюминиевых и магниевых сплавов.

Волокнистый полипропилен, помещаемый между штампом и заготовкой, создает

„„Я „„1817731 АЗ (54) СРЕДСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКЕ (57) Сущность изобретения: перед началом штамповки на углубление или центральную часть подогретого нижнего штампа укладывают волокнистый полипропилен в виде жгута или прокладки, массу и объем которых подбирается опытным путем и зависит от массы и конфигурации детали. -В процессе деформирования и роисходит термодеструкция полипропилена с переходом в газообразное состояние. После снятия усилия штамповка выталкивается из ручья штампа давлением газа так, что извлечь ее из штампа можно любым известным способом. 2 табл. при температуре деформации дополнительное давление для выталкивания штамповок из глубоких ручьев. При этом полипропилен обнаруживает хорошие смазочные свойства за счет создания газовой прослойки между штампом и заготовкой. Газовая прослойка образуется в результате термической деструкции полипропилена при температуре более

300 С, что соответствует нижнему пределу температур горячей деформации алюминиевых и магниевых сплавов (соответственно

300 — 470 С и 280 450 С),.Образующаяся при деструкции полипропилена газовая среда выполняет две функции: создает дополнительное давление выталкивания; образует газовый слой между штампом и заготовкой, действующий как смазка. Полипропилен не горит, поэтому газообразование не носит взрывного характера, а происходит пастепенно. Сначала полипропилен расплавляется при температуре 170 С, а затем при температуре более 300 С деструктирует с

1817731 образованием газообразных продуктов распада. Таким образом по сравнению с водой он переходит в газообразное состояние постепенно, а по сравнению с маслами не горит, не образует сажи и практически не оставляет отпечатков на рабочей поверхности штампа, Полипропилен может применяться в виде кусков, порошка и волокна. Наилучшие результаты дает применение волокнистого полипропилена, т.к. в этом случае ограничивается поверхность его контакта с подогретым штампом до момента наложения на заготовку и устраняется частичное расходование слоя полипропилена за счет деструкции до начала деформирования. Кроме того, волокнистые минералы являются хорошими теплоизоляторами, что исключает охлаждение штампа в местах наложения полипропилена. Так как процесс горячей деформации на прессе длится от нескольких секунд до

1 — 2 минут, то этого времени вполне достаточно для полного перехода волокнистого полипропилена в газообразное состояние.

Плавное нарастание давления газов исключает их преждевременный прорыв между штампом и заготовкой, Так как усилие деформирования превышает давление газов, то происходит выталкивание заготовки из штампа после снятия нагрузки и размыкания штампов.

Применяют волокнистый полипропилен в виде жгутов или прокладок, помещаемых, как правило на нижний штамп вручную или манипулятором, Размещают жгут или прокладку в месте наибольшего застревания заготовки или в месте, где необходимо создать дополнительное давление для выталкивания. Например, в штамповках типа длинных болтов по торцу, а в штамповках типа колес в центре. Регулировку усилия выталкивания осуществляют подбором веса прокладки или жгута в зависимости от веса штамповки. Выталкивание штамповки осуществляется мгновенно после снятия нагрузки прессования, что значительно повышает производительность штамповки и облегчает условия. труда обслуживающего персонала.

Благодаря обеспечению надежного выталкивания изделия могут быть сведены до минимума (в пределах 0 — 0,5 штамповочные уклоны, что ведет к снижению расхода металла и повышению КИМ. Полипропилен, испаряясь полностью, не оставляет. следов, поэтому его применение повышает качество поверхность штамповок. Кроме того, увеличивается стойкость и качество штамповок за счет отсутствия разгарных трещин, т.к, полипропилен не возгорается, Использование полипропилена, как правило, не требует изменения конструкции штампа, что делает простым и надежным его применение, Предлагаемое средство для удаления изделий при горячей штамповке используется следующим образом, Перед началом предварительной или окончательной штамповки на углубление или центральную часть подогретого нижнего штампа укладывают волокнистый полипропилен в виде жгута или прокладки, вес и объем которых подбирается опытным путем и зависит от веса и конфигурации детали. Обычно вес полипропилена составляет 5 — 30 r. Затем в штампы укладывают заготовку нагретую до температуры деформации и начинают деформирование. В процессе деформации за счет сжатия и контакта с горячим металлом происходит термодеструкция полипропилена с переходом в газообразное состояние. После снятия усилия штамповка практически мгновенно выталкивается из ручья штампа давлением газа так, что ее можно дальше извлечь из штампа любым известным способом, например клещами.

П р и M е р 1. Проводилась горячая штамповка деталей типа колес без центрального отверстия из алюминиевых сплавов АМГ6 (шифр штамповки КНЦ-3) и АК6 (шифр штамповки КСЦ вЂ” 3) на гидравлическом прессе усилием 10 тыс тнс. Температура горячей деформации для сплава АМГ6 400 — 440 С, для сплава АК-6 410 — 470 С, температура штампа перед горячей деформацией 250—

400 С, На центральную часть нижнего окончательного штампа с разными углами штамповочных уклонов (от 7 до 0,5 ) дружную укладывались жгуты из волокнистого полипропилена по ТУ 17-05-009-80 массы от

10 до 30 г нэ одну штамповку. Штамповка проводилась при давлении 300 атм со скоростью деформирования 2 — 5 мм/с. В качестве технологической смазки применялась суспензия графита в машинном масле (75 / масло "Вапор Т" + 25 Д графита). Оценка

45 результатов проводилась по времени извлечения штамповок из ручья штампа после окончания процесса деформирования в сравнение с штамповкой без волокнистого полипропилена.

Резул ьтаты и редста вл ен ы в табл.2 (верхняя часть).

Пример 2. Проводилась горячая штамповка деталей типа колеса из магниевого сплава МА-13 (шифр штамповки ТУЦ вЂ” 46) на гидравлическом прессе усилием 7 тыс тнс.

Температура горячей деформации сплава

МА-13 -- 350 — 370"С, температура штампов

200 — 350 С. На центральную часть нижнего окончательного штампа с разными углами штамповочных уклонов (oT 7 до 0,5 С) вруч1817731

Таблица

Способ штамповки. без полипр. "бпп" с полип ; спп

КИМ

Масса штамповки, г

Шифр штамповки, сплав, наружный диамет

Штамповочный уклон в градусах, Врнемя извлечения, с

0,35

20,0

КН Ц-30

АМГ-6

660 мм

0,39

18,0

17,2

0,41

0,43

16,3

0,5

КСЦ-3

0,4

АК6

0,42

11,4

10,8

480 мм

0,44

0.5

0,47

10,2

МА-14

ТУЦ-46

300 мм

0,45

0,48. 14,7

0,55

13,2

0,5

12,4

0,59 ную укладывались жгуты из волокнистого полипропилена до ТУ 17-05 — 009 — 80 массой 10-30 на одну штамповку. Штамповка проводилась при давлении 30 атм со скоростью деформирования 2-5 мм/с. В качестве технологической смазки применялась суспензия графита в машинном масле P5% масла "Вапор Т" + 25% графита), Оценка результатов проводилась по времени извлечения штамповки из ручья в сравнении со штамповками, получаемыми беэ использования полипропилена.

Результаты представлены в табл.1 (нижняя часть).

Как следует из данных табл.1, во всех случаях при штамповке деталей разных сплавов и шифров без применения полипропилена время извлечения штамповок значительно превышает время извлечения при штамповку с полипропиленом независимо от величины штамповочного уклона. Из данных табл.1 также следует, что применение волокнистого полипропилена позволяет уменьшить штамповочные уклоны с 7 до 0,5 беэ сни-жения производительности штамйовки, что в свою очередь позволяет повысить КИМ.

В табл.2 представлены экспериментальные данные по подбору газообразуюбпп спп бпп спп бпп спп бпп спп бпп спп бпп спп бпп спп бпп спп бпп спп бпп спп бпп . спп бпп щих веществ, используемых при штамповке для облегчения извлечения штамповок.

Испытания проводились на гидравличе5 ском прессе усилием 10 тыс. тнс при штамповке деталей шифра ТУЦ вЂ” 46 иэ сплава МА-14 с разными штамповочными уклонами. Как следует из данных табл.2, плавное возрастание дополнительного усилия выталкивания происходит

10 при использовании в качестве газообразного средства волокнистого полипропилена. Причем возрастание усилия происходит беэ дымовыделения и взрыва, как это наблюдается при применении древесных опилок, 15 Технико-экономические преимущества поедлагаемого средства обусловлены повышением производительности процесса штамповки на 10-15%, а также повышением стойкости штампов и снижением потерь металла. Сле20 дует добавить, что значительно облегчаются условия труда прессовщиков, так как для извлечения горячей детали иэ гнезда ручья штампа не требуется применение физической силы, например, с использованием ку25 валд, ломиков и прочих подручных средств.

Формула изобретения

Применение волокнистого полипропилена в качестве смазочно-гаэообразующего средства при горячей штамповке алюмини30 евых и магниевых сплавов.

3+5

6+12

15+30

Не извлекается

1+2

3-5

6+15

15-30

Не извлекается

1-2

3+5

6-20

20-30

1-2

Не извлекается

2-3

1817731

Таблица 2

Изменение дополни" тельного силия

Температура газообразования, Ос

Результат Состояние штамповки газообразующего с е ства

Штамповочный уклон по реборИнтервал горячей деформации, OC

Испытуемый материал

280-400

280-400

280-400

Не извлека- Не горит ется Не испаряИзвлекает- ется ся с трудом более

3000

0,5

Не возрастает

То же

Графит

180

Горит

Испаряется

Не возрастает

То же

Масло ма.шинное

280-400

280-400

280-400

280-400

300-500

0,5

5

Возрастает с взрывом

То же

Опилки древесные

Полипропилен волокнистый ТУ

1705-009-80

Извлекается с трудом

То же

280-400

280-400

280-400

280-400 более 300

Возрастает

То же

0,5

Н

Вода

1000

280-400

280-400

280-400

280-400

0.5

5

Не возрастает

Полное испарение

Редактор Л. Полионова Техред М,Моргентал

Корректор М. Ткач

Заказ 1735 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

0,5

5

280-400

280-400

280-400

280-400

280-400

Не извлекается

То же

Извлекается с трудом

Не извлекается

То же

Не извлекается

То же

Извлекается ст дом

Обугливание, Горение

Слабая деструкция