Способ штамповки осесимметричных тонкостенных деталей из порошковых материалов



Способ штамповки осесимметричных тонкостенных деталей из порошковых материалов
Способ штамповки осесимметричных тонкостенных деталей из порошковых материалов
Способ штамповки осесимметричных тонкостенных деталей из порошковых материалов

 


Владельцы патента RU 2457069:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный индустриальный университет" (ФГБОУ ВПО "МГИУ") (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для получения круглых в плане изделий с мелкозернистой структурой. Штамповку осуществляют в нагретом до температуры начала рекристаллизации материала заготовки штампе за один ход ползуна пресса, включающий в себя два этапа. На первом этапе штамповка осуществляется технологической силой, равной 0,35-0,4 от силы, требуемой для штамповки без кручения, создаваемой пуансоном, совершающим только поступательное движение в течение времени, необходимого для достижения заготовкой температуры штампа. На втором этапе пуансон совершает одновременно поступательное и вращательное движение с отношением линейной и угловой скорости, пропорциональным длине образующей ν/ω=kLi, где k - коэффициент пропорциональности, находящийся в зависимости от конечной длины образующей детали Li и ее толщины Si. Способ обеспечивает снижение технологической силы деформации, повышение качества деталей, уменьшение величины зерна заготовки и устранение пористости. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Способ штамповки осесимметричных тонкостенных деталей из порошковых материалов относится к обработке металлов давлением и предназначен для получения круглых в плане изделий с мелкозернистой структурой.

Известен способ обработки металлов, заключающийся в размещении заготовки в штампе, состоящем из пуансона и матрицы, расположенных соосно один к другому, и последующем ее деформировании пуансоном, который совершает поступательное перемещение со скоростью (ν) и вращается с угловой скоростью (ω). При вращении пуансона на заготовку действует крутящий момент, который изменяет условия контактного трения между заготовкой и инструментом, облегчая радиальное течение металла, а также вызывает возникновение тангенциальных сдвиговых деформаций внутри заготовки (Субич В.Н. Пластическое течение материалов в тонком слое при комбинированном нагружении. - Кузнечно-штамповочное производство. 1986. №10. С.5-7). Этот способ принят за прототип.

Недостатком применения известного способа производства деталей из порошковых спеченных заготовок являются значительные энергозатраты процесса на нагрев заготовки, низкое качество деталей из-за окисления внутрипорового пространства и недостаточные термомеханические условия.

Предлагаемый способ штамповки осесимметричных тонкостенных деталей из порошковых деталей обеспечивает снижение технологической силы деформации, повышение качества деталей, уменьшение величины зерна заготовки и устранение пористости.

Технический результат, на который направлен заявляемый способ, обеспечивается тем, что при штамповке осесимметричных тонкостенных деталей из порошковых материалов процесс ведут в нагретом до температуры начала рекристаллизации материала заготовки штампе за один ход ползуна пресса, который включает в себя два этапа. На первом этапе штамповка осуществляется технологической силой, равной 0,35…0,4 от силы, требуемой для штамповки без кручения, создаваемой пуансоном, совершающим только поступательное движение в течение времени, необходимого для достижения заготовкой температуры штампа. На втором этапе одновременно поступательное и вращательное движение с отношением линейной (ν) и угловой (ω) скорости, пропорциональным длине образующей где k - коэффициент пропорциональности, находящийся в зависимости от конечной длины образующей Li и ее толщины Si (табл.1).

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом и фотографиями:

- на фиг.1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа;

- на фиг.2 приведены предварительно спеченные заготовки из порошкового материала перед штамповкой;

- на фиг.3 - внешний вид изделий после штамповки.

Осуществление способа производится в устройстве (фиг.1), содержащем штамподержатель верхний 1, имеющий две шпонки 2 для предотвращения проворачивания пуансона во время штамповки. В штамподержателе закреплен пуансон 3. В нижнем штамподержателе 6 закреплена матрица 8. Для выталкивания изделия предусмотрена заглушка 5. Для фиксации матрицы используется подкладная плита 4 и болты 7.

Способ осуществляется следующим образом. Штамп перед штамповкой нагревают до температуры начала рекристаллизации материала заготовки. Предварительно уплотненную и спеченную заготовку из порошкового материала (фиг.2) укладывают в матрицу и деформируют пуансоном за один ход ползуна пресса, включающий в себя два этапа: на первом этапе штамповка осуществляется технологической силой, равной 0,35…0,4 от силы, требуемой для штамповки без кручения, создаваемой пуансоном, совершающим только поступательное движение в течение времени, необходимого для достижения заготовкой температуры штампа, а на втором этапе одновременно поступательное и вращательное движение с отношением линейной (ν) и угловой (ω) скорости, пропорциональным длине образующей, где k - коэффициент пропорциональности, находящийся в следующей зависимости от конечной длины образующей Li и ее толщины Si (табл.1).

Таким образом, при таком режиме осадки с кручением удается достичь необходимой величины зерна изделия, уменьшить пористость и снизить осевое усилие при одновременном увеличении энергии, необходимой для консолидации фрагментов порошкового материала.

Пример конкретного осуществления способа

Порошок композита 30% W-3% Ni-42% Cu предварительно уплотняли в специальном штампе, спекали в печи в среде водорода при температуре 960°С в течение 12 часов. Штамповку осуществляли на специальном оборудовании, обеспечивающем одновременно поступательное и вращательное движение пуансона. Спеченные заготовки укладывали в штамп, нагретый до температуры 450°С. Для выравнивания температуры по сечению заготовки прижимали пуансоном силой 50 кН и выдерживали в прижатом положении в течении 30 с. При штамповке сила деформации составила 1,25 МН, крутящий момент - 10 кН·м. Штамповка осуществлялась за один ход пресса, при этом угол поворота пуансона изменялся в пределах 5,5-6 рад, после чего изделие (фиг.3) извлекали из матрицы при помощи выталкивателя и кузнечных клещей. Затем закладывали новую заготовку, и процесс повторялся.

Таблица 1
Зависимость коэффициента пропорциональности k от конечной длины образующей Li и ее толщины Si
Коэффициент пропорциональности k
≤5 0,12-0,08
15-20 0,044-0,034
5-10 0,08-0,058
20-30 0,034-0,028
10-15 0,058-0,044
≥30 0,028-0,02

Способ штамповки осесимметричных тонкостенных деталей из порошковых материалов, включающий размещение в матрице предварительно уплотненной и спеченной заготовки и деформирование пуансоном, который может совершать поступательное перемещение с линейной скоростью ν и вращаться с угловой скоростью ω, отличающийся тем, что штамповку осуществляют в нагретом до температуры начала рекристаллизации материала заготовки штампе за один ход ползуна пресса, включающем в себя два этапа, при этом на первом этапе штамповка осуществляется технологической силой, равной 0,35-0,4 от силы, требуемой для штамповки без кручения, создаваемой пуансоном, совершающим только поступательное движение в течение времени, необходимого для достижения заготовкой температуры штампа, а на втором этапе - пуансоном, совершающим одновременно поступательное и вращательное движение с отношением линейной и угловой скорости, пропорциональном длине образующей ν/ω=kLi, где k - коэффициент пропорциональности, находящийся в зависимости от конечной длины образующей детали Li, и ее толщины Si.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению спеченных постоянных магнитов системы РЗМ-Fe-B. .
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к способам изготовления поршневых колец. .

Изобретение относится к способу переработки отходов магнитов, преимущественно на основе железа-бора-редкоземельного элемента, в котором ранее спеченные магниты были уже использованы или отбракованы в процессе производства.

Изобретение относится к атомной технике, в частности к способу изготовления поглощающих сердечников с регулируемой поглощающей способностью из материала, поглощающего нейтроны, и предназначенных для применения в поглощающих элементах системы управления и защиты ядерных энергетических реакторов.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковой стали для холодной обработки металлов. .
Изобретение относится к технологии порошковой металлургии, а именно к способам изготовления алмазного инструмента для сверления, содержащего хвостовик с рабочим слоем и осевым отверстием для прохода охлаждающей среды.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению листов пеноалюминия. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к изготовлению спеченных магнитов NdFeB. .

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано при упрочнении металлов деформированием с обеспечением комбинированной интенсивной пластической деформации.

Изобретение относится к деформационной обработке металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроении, авиа-двигателестроении, автомобильной промышленности.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве крупногабаритных бесшовных труб на гидравлических прессах. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии холодной штамповки. .

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано для упрочнения материала кольцевых заготовок методом канального углового прессования. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к трубопрокатному производству. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения нанокристаллической структуры металла
Наверх