Способ горячего деформирования заготовок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке деталей на гидропрессах. Техническим результатом изобретения является исключение диффузии металла рабочей поверхности легкоплавкого штампа в нагретую поверхность деформируемой детали. Для достижения технического результата на рабочую поверхность матрицы и пуансона наносят слой порошкообразного термостойкого материала, например, дисульфита молибдена или окиси алюминия, устанавливают заготовку между матрицей и пуансоном, нагревают ее и производят деформацию. Толщину слоя порошкообразного термостойкого материала выбирают достаточной для предотвращения диффузии рабочих поверхностей матрицы и пуансона и штампуемой детали и равной 0,01-0,02 мм. В результате использования изобретения повышается качество поверхности штампуемых деталей. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к деформированию заготовок в нагретом состоянии.

Известен способ штамповки деталей из листовых заготовок на гидропрессах (патент РФ N 2021055, МКИ В 21 D 22/20, 1994 г.), включающий установку листовой заготовки в зажимах между матрицей и пуансоном, ее электроконтактный нагрев, натяжение и формообразование. Листовую заготовку перед нагревом устанавливают между матрицей и пуансоном на минимальном расстоянии от них, исключая касание заготовкой рабочих поверхностей матрицы и пуансона. При формообразовании для получения качественных деталей необходимо использовать в качестве материала оснастки высокоплавкие материалы, например, для заготовки из титанового сплава используют стальную матрицу и цинковый пуансон. При деформировании заготовки в нагретом состоянии легкоплавкой оснасткой на поверхности штампуемой детали происходит диффузия металла заготовки и пуансона. Это отрицательно сказывается на качестве изготавливаемых деталей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ штамповки деталей из листовых заготовок на гидропрессах (патент СССР N 1831398, МКИ В 21 D 26/02, 1993 г.), включающий установку листовой заготовки между матрицей и пуансоном, ее нагрев и формообразование. При этом цинковый пуансон и матрицу не нагревают, а в процессе формообразования давление пуансона на обрабатываемую поверхность сохраняют до полного остывания детали, причем суммарная теплоемкость используемых для изготовления матрицы и пуансона материалов превышает теплоемкость листовой заготовки не менее чем в 100 раз.

Недостатком данного способа является то, что при деформировании заготовки в нагретом состоянии штамповой оснасткой из легкоплавкого металла, на поверхности детали будет происходить диффузия металла заготовки и рабочей поверхности штамповой оснастки, что ухудшает качество изготовляемых деталей.

Изобретение направлено на улучшение качества деталей путем исключения диффузии металла рабочей поверхности легкоплавкой штамповой оснастки в нагретую поверхность деформируемой заготовки. Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе штамповки деталей, включающем установку заготовки между матрицей и пуансоном, ее нагрев и формообразование, в отличие от прототипа, перед формообразованием заготовки в деталь на рабочую поверхность штампа, выполненного из легкоплавкого металла, наносят слой порошкообразного термостойкого материала. Толщину слоя выбирают достаточной для предотвращения диффузии материала штампуемой детали и материала рабочей поверхности матрицы и пуансона и равной 0,01-0,02 мм. В качестве порошкообразного термостойкого материала используют дисульфид молибдена или окись алюминия. Нанесение порошкообразного термостойкого материала на рабочую поверхность штампа позволяет предотвратить диффузию легкоплавкого металла штампа в разогретый металл заготовки, что улучшает качество изготавливаемых деталей за счет сохранения однородности металла при их штамповке.

Способ осуществляют следующим образом. Перед процессом штамповки на рабочую поверхность штампа наносят слой порошкообразного термостойкого материала, например дисульфида молибдена или окиси алюминия, толщиной 0,01-0,02 мм. Устанавливают заготовку в клеммы-зажимы между матрицей и пуансоном, нагревают ее до соответствующей температуры и штампуют. После этого штамп размыкают, клеммы разжимают, отштампованную деталь удаляют из штампа.

Способ был опробован при штамповке деталей из листовых заготовок из титанового сплава ВТ20. Заготовка длиной 1200 мм и шириной 600 мм устанавливалась в клеммы-зажимы между матрицей и пуансоном, выполненным из легкоплавкого металла - цинка, рабочая поверхность которых была предварительно покрыта слоем окиси алюминия толщиной 0,01 мм. После этого заготовку нагревали до температуры 960^oC и штамповали. Штамп размыкали, клеммы-зажимы разжимали, готовую деталь удаляли из штампа для последующих операций. Диффузии материала штамповой оснастки в деталь не наблюдалось.

При применении предложенного способа исключается проникновение металла штампа в разогретый металл заготовки, что позволяет изготавливать детали высокого качества.

Формула изобретения

1. Способ горячего деформирования заготовок, включающий установку заготовки между матрицей и пуансоном, выполненных из легкоплавкого металла, нагрев заготовки и ее формообразование, отличающийся тем, что формообразование осуществляют с помощью матрицы и пуансона, рабочая поверхность которых имеет слой порошкообразного термостойкого материала толщиной 0,01-0,02 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоя порошкообразного термостойкого материала используют дисульфит молибдена или окись алюминия.