Способ интенсивной пластической деформации заготовки
Владельцы патента RU 2291009:
Институт физико-технических проблем Севера СО РАН (RU)
Изобретение относится к обработке материалов давлением. Способ интенсивной пластической деформации заготовки включает деформацию заготовки в вертикальном и горизонтальном каналах с перемещением заготовки в последнем с противодавлением. Противодавление на заготовку в горизонтальном канале осуществляют путем ударного воздействия на нее в противоположном перемещению заготовки направлении, противодавление на заготовку в горизонтальном канале с ее вращением осуществляют путем ударно-вращательного воздействия на заготовку, при этом ударное воздействие направлено противоположно перемещению заготовки, а вращательное воздействие - в произвольном направлении, ударно-вращательные воздействия на заготовку в горизонтальном канале осуществляют циклически повторяющимися и усилие противодавления и частоту ударного и ударно-вращательного воздействия на заготовку в горизонтальном канале осуществляют путем циклически повторяющихся воздействий. Изобретение обеспечивает улучшение физико-механических свойств материалов и, следовательно, повышение качества заготовок и упрощение технологии обработки. 1 ил., 3 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к обработке материалов давлением, а именно к способам улучшения физико-механических свойств материалов.
Известен способ интенсивной пластической деформации заготовки, согласно которому заготовку деформируют путем равноканального углового прессования продавливанием заготовки через пересекающиеся вертикальный и горизонтальный каналы матрицы [патент РФ 2128055, МКИ В 21 С 25/00, опубл. 27.03.1999)].
Недостатком известного способа является недостаточное качество заготовок из-за отсутствия противодавления.
Известен способ интенсивной пластической деформации заготовки, близкий к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, заключающийся в деформировании заготовки в вертикальном и горизонтальном каналах с перемещением заготовки в последнем с противодавлением [Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В.И. и др. «Процессы пластического структурообразования металлов» - Минск: Навука i тэхнiка, 1994. - С.26, рис.1.7; С.38-39, рис.1.11].
Недостаток данного способа заключается в трудоемкости обеспечения противодавления с помощью сложных механизмов.
Задачей предложенного способа является повышение качества заготовок и упрощение технологии обработки.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе интенсивной пластической деформации заготовки, включающем деформирование заготовки в вертикальном и горизонтальном каналах с перемещением заготовки в последнем с противодавлением, согласно изобретению противодавление на заготовку в горизонтальном канале осуществляют путем ударного воздействия на нее в противоположном перемещению заготовки направлении.
Кроме того, поставленная задача достигается, если противодавление на заготовку в горизонтальном канале с ее вращением осуществляют путем ударно-вращательного воздействия на заготовку, при этом ударное воздействие направлено противоположно перемещению заготовки, а вращательное воздействие - в произвольном направлении.
Кроме того, поставленная задача достигается, если ударно-вращательные воздействия на заготовку в горизонтальном канале осуществляют циклически повторяющимися.
Кроме того, поставленная задача достигается, если усилие противодавления и частоту ударного и ударно-вращательного воздействия на заготовку в горизонтальном канале осуществляют путем циклически повторяющихся воздействий.
Заявляемое техническое решение обеспечивает повышение качества заготовки и снижение трудоемкости за счет дополнительного воздействия на заготовку в трех режимах - ударном, ударно-вращательном и циклически повторяющихся ударно-вращательных воздействиях.
Применение ударного, ударно-вращательного и циклически повторяющихся ударно-вращательных воздействий на заготовку способствует достижению наибольшего эффекта в достижении высоких деформаций, предупреждает появление дефектов в заготовке при осуществлении простого сдвига.
Способ осуществляется следующим образом.
Для пояснения сущности изобретения на чертеже схематично изображена матрица с двумя пересекающимися под углом α каналами. Заготовку 4 из металла или сплава размещают в вертикальный канал 2 матрицы 1, с помощью пуансона 3 деформируют в горизонтальный канал 5. Деформация заготовки осуществляется на гидропрессе. В процессе продавливания заготовка 4 подвергается пластической деформации. В процессе деформирования заготовки 4 противодавление осуществляется ударным действием на заготовку в горизонтальном канале 5 с помощью ударника 6 в направлении, противоположном направлению перемещения заготовки. Маршрут, температура и число циклов прессования устанавливаются в зависимости от исходных свойств материала заготовки и достижения требуемого уровня зернистости и прочности. В результате пластической деформации достигается измельчение зерна и повышение степени деформации. За счет применения противодавления с регулированием усилия и частоты ударного воздействия обеспечивается равномерность структуры и изотропия свойств.
Для обеспечения усилия противодавления и вращения заготовки в горизонтальном канале, необходимых для достижения высоких пластических деформаций, применяют ударно-вращательное воздействие на деформируемую заготовку в горизонтальном канале, при этом ударное воздействие направлено противоположно перемещению заготовки, а вращательное воздействие - в произвольном направлении.
Для обеспечения однородности физико-механических свойств обрабатываемого материала применяют циклически повторяющиеся ударно-вращательные воздействия на заготовку в горизонтальном канале, при которых ударные воздействия направлены противоположно перемещению заготовки, а вращательные воздействия - в произвольном направлении.
При деформировании заготовки изменяют силу и частоту ударного и ударно-вращательного воздействия, чем создается изменение усилия противодавления и вращения заготовки. Это позволяет обеспечивать многократное прессование для накопления интенсивных деформаций и упрочнения заготовки в зависимости от величины и частоты приложенного ударного воздействия, а также вращения заготовки.
Таким образом, предложенный способ обработки материалов позволяет повысить прочность и достичь равномерности структуры материала заготовки. Использование предлагаемого способа интенсивной пластической деформации объемных заготовок способствует по сравнению с обычной схемой углового прессования достижению наибольшего эффекта в достижении высоких деформаций, предупреждает появление дефектов в заготовке при осуществлении простого сдвига. Кроме того, за счет реализации способа применением не сложных устройств, например перфоратора с ударно-вращательным воздействием, упрощается технология обработки материала заготовки.
1. Способ интенсивной пластической деформации заготовки, включающий деформирование заготовки в вертикальном и горизонтальном каналах с перемещением заготовки в последнем с противодавлением, отличающийся тем, что противодавление на заготовку в горизонтальном канале осуществляют путем ударного воздействия на нее в противоположном перемещению заготовки направлении.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что противодавление на заготовку в горизонтальном канале с ее вращением осуществляют путем ударно-вращательного воздействия на заготовку, при этом ударное воздействие направлено противоположно перемещению заготовки, а вращательное воздействие - в произвольном направлении.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что ударно-вращательные воздействия на заготовку в горизонтальном канале осуществляют циклически повторяющимися.
4. Способ по любому из п.1 и 2, отличающийся тем, что усилие противодавления и частоту ударного и ударно-вращательного воздействия на заготовку в горизонтальном канале осуществляют путем циклически повторяющихся воздействий.
