Способ горячего прессования полуфабриката из цилиндрической заготовки

Изобретение относится к заготовительному производству и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах при получении полуфабрикатов. Капсулу, имеющую цилиндрическую стенку и плоские днища, с расположенной в ней цилиндрической заготовкой размещают в сквозном отверстии ручья контейнера. Контейнер закреплен на станине пресса. На части длины сквозное отверстие выполнено с диаметром Dб, соответствующим наружному диаметру стенки капсулы. К заготовке прикладывают осевое усилия нажимным пуансоном с диаметром Dм, соответствующим внутреннему диаметру стенки капсулы, через одно из днищ капсулы. Заготовка при этом опирается через второе днище на закрепленный на станине опорный пуансон. Отверстие ручья контейнера со стороны, обращенной к нажимному пуансону, на оставшейся части длины выполнено с диаметром Dм. Капсулу размещают в сквозном отверстии ручья контейнера с осевым зазором между обращенной к нажимному пуансону стороной первого из упомянутых днищ и частью отверстия ручья с диаметром Dм. Величину зазора определяют из приведенного соотношения в зависимости от высоты заготовки. В результате обеспечивается повышение качества полученных полуфабрикатов. 4 ил., 2 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к заготовительному производству и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах металлургических и машиностроительных заводов.

Известен способ горячего прессования полуфабриката из заготовки, при этом последняя смонтирована в капсуле. Такой способ часто используют для увеличения плотности предварительно спрессованных (или спеченных) заготовок из порошков металлических сплавов, обработки давлением металлических отливок для удаления внутренних несплошностей, образующихся при их затвердевании и т.п. (см. А. Прохоров. Изостатические для холодного и горячего прессования изделий, стр.5, опубл. 11.02.2013 - интернет-адрес: http//www/ruscastings.ru/work/168/5617/5664/ 6636).

Такой способ обеспечивает высокое качество полуфабрикатов и позволяет приблизить их свойства к полуфабрикатам, получаемым с использованием деформационных технологий.

Недостатком известного способа является трудность обеспечения равномерности свойств получаемых полуфабрикатов по всему их объему.

Известен способ горячего прессования полуфабриката из цилиндрической заготовки, при этом последняя смонтирована в металлической капсуле с цилиндрической стенкой и плоскими днищами, включающий размещение капсулы в сквозном отверстии ручья контейнера, закрепленного на станине пресса, при этом на части длины это отверстие выполнено с диаметральными размерами, соответствующими наружному диаметру цилиндрической стенки капсулы, причем к заготовке прикладывается осевое усилие нажимным пуансоном с диаметральными размерами, соответствующими внутреннему диаметру цилиндрической стенки капсулы, через одно из упомянутых днищ с ее опорой через второе из упомянутых днищ на закрепленный на станине пресса опорный пуансон (см. патент США №7037466, кл. 419/48, опубл. в 2006 г. - прототип).

Недостатком этого способа является нерациональная схема деформирования, не обеспечивающая «проработку» центральной зоны полуфабриката.

Предлагаемый способ горячего прессования полуфабриката из цилиндрической заготовки, смонтированной в металлической капсуле с цилиндрической стенкой и плоскими днищами, включает размещение капсулы в сквозном отверстии ручья контейнера. На части длины это отверстие выполнено с диаметральными размерами Dб, соответствующими наружному диаметру цилиндрической стенки капсулы. К заготовке прикладывается осевое усилие Рос нажимным пуансоном с диаметральными размерами Dм, соответствующими внутреннему диаметру цилиндрической стенки капсулы, через одно из упомянутых днищ с ее опорой через второе из упомянутых днищ на опорный пуансон, закрепленный на станине пресса.

Со стороны контейнера, обращенной к нажимному пуансону, на остальной части длины упомянутое отверстие ручья выполнено с диаметральными размерами Dм, соответствующими внутреннему диаметру цилиндрической стенки капсулы, капсулу монтируют в контейнере с осевым зазором Δ между обращенной к нажимному пуансону стороной первого из упомянутых днищ и частью упомянутого отверстия ручья с диаметральными размерами Dм. Величина этого зазора определена зависимостью

Δ=(0,02÷0,12)Н,

где Δ и Н - соответственно величина упомянутого зазора и высота заготовки перед приложением усилия Рос к заготовке.

Предлагаемый способ отличается от способа-прототипа тем, что со стороны контейнера, обращенной к нажимному пуансону, на остальной части длины упомянутое отверстие ручья выполнено с диаметральными размерами Dм, соответствующими внутреннему диаметру цилиндрической стенки капсулы, капсулу монтируют в контейнере с осевым зазором Δ между обращенной к нажимному пуансону стороной первого из упомянутых днищ и частью упомянутого отверстия ручья с диаметральными размерами Dм, при этом величина этого зазора определена зависимостью

Δ=(0,02÷0,12)Н,

где Δ и Н - соответственно величина упомянутого зазора и высота заготовки перед приложением усилия Рос к заготовке.

Технический результат использования предлагаемого изобретения - за счет оптимизации «проработки» центральной зоны полуфабриката и рационализации схемы деформирования обеспечивается получение полуфабриката высокого качества.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на рис.1 - капсула с заготовкой перед горячим прессованием;

на рис.2 схематически показан экспериментальный штамп в исходном положении (перед горячим прессованием);

на рис.3 - то же, в момент выборки зазора Δ;

на рис.4 - то же, в конечном положении (завершение горячего прессования).

Предлагаемое изобретение иллюстрируется на примерах осуществления способа горячего прессования полуфабриката на экспериментальных штампах.

Пример 1. Предварительно подготовленная заготовка 1 (рис.1) из «порошка» титанового сплава ВТ6, спрессованного до плотности 0,6 от плотности сплошного материала, размещена в стальной капсуле, состоящей из цилиндрической стенки 2 и вваренных в нее двух днищ 3 и 4, которая затем дегазирована и герметизирована. Размеры заготовки ⌀120 мм при высоте Н=160 мм. Экспериментальный штамп (рис.2) включает подогреваемый контейнер 5, закрепленный на станине 6 пресса. В контейнере выполнен ручей в виде сквозного круглого отверстия, часть 7 длины которого имеет диаметральные размеры Dб, соответствующие наружному диаметру цилиндрической стенки 2 капсулы. Часть 8 этого отверстия выполнена с диаметральными размерами Dм, соответствующими внутреннему диаметру стенки 2 капсулы. Капсулу с заготовкой нагревают и монтируют в части 7 отверстия ручья контейнера на опорном пуансоне 9, закрепленном на станине 6 пресса. В части 8 отверстия ручья размещают нажимной пуансон 10. Между обращенной к пуансону 10 стороной 11 днища 3 и частью 8 отверстия ручья предусматривается наличие зазора Δ. Зазор А в эксперименте выбран в диапазоне Δ=(5÷7) мм.

К заготовке 1 через днище 3 прикладывается нажимным пуансоном 10 осевое усилие Рос (рис.3) с опорой через днище 4 на опорный пуансон 9. Происходит осадка заготовки 1. При этом цилиндрическая стенка 2 капсулы выдавливается в направлении, противоположном направлению усилия Рос, и после выборки зазора Δ процесс выдавливания стенки 2 прекращается, заготовка прессуется в условиях всестороннего сжатия.

На завершающей стадии процесса (рис.4) опорный пуансон 9 вдавливается внутрь стенки 2 капсулы, а прилегающая к этому пуансону часть 12 стенки 2 выдавливается в часть 7 отверстия ручья контейнера. При упоре пуансона 10 в контейнер 5 процесс прессования заканчивается. Затем капсула извлекается из контейнера (не показано). Механической, например, обработкой отделяется стальная капсула от готового полуфабриката.

Готовый полуфабрикат имеет плотность 0,98÷0,99 от плотности сплошного материала.

Пример 2. Предварительно подготовленная заготовка 1 (рис.1) в виде отливки из алюминиевого сплава 1420 размещена в стальной капсуле аналогично примеру 1. Размеры заготовки ⌀170 мм; Н=200 мм.

Горячее прессование осуществляется, как в примере 1.

Готовый полуфабрикат не имеет внутренних несплошностей, таких как пористость, внутренняя усадка и междендритные трещины, которые образовались в процессе затвердевания отливки. Повышается пластичность и циклическая прочность.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет экономично изготавливать высококачественные полуфабрикаты. Особенное значение способ имеет в производстве конструктивных элементов современных летательных аппаратов.

Способ получения полуфабриката горячим прессованием цилиндрической заготовки, размещенной в металлической капсуле с цилиндрической стенкой и плоскими днищами, включающий размещение капсулы с заготовкой в сквозном отверстии ручья контейнера, закрепленного на станине пресса, при этом на части длины упомянутое сквозное отверстие выполнено с диаметром Dб, соответствующим наружному диаметру цилиндрической стенки капсулы, приложение к заготовке осевого усилия Рос нажимным пуансоном с диаметром Dм, соответствующим внутреннему диаметру цилиндрической стенки капсулы, через одно из днищ капсулы с опорой заготовки через второе днище на закрепленный на станине пресса опорный пуансон, отличающийся тем, что используют контейнер, сквозное отверстие ручья которого со стороны, обращенной к нажимному пуансону, на оставшейся части длины выполнено с диаметром Dм, капсулу с заготовкой размещают в сквозном отверстии ручья контейнера с осевым зазором Δ между обращенной к нажимному пуансону стороной первого из упомянутых днищ и частью сквозного отверстия ручья с диаметром Dм, при этом величину зазора Δ определяют зависимостью Δ=(0,02÷0,12)Н, где Н - высота заготовки перед приложением к ней усилия Рос.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано при изготовлении заготовок для изделий из иридия приданием заготовке предварительной требуемой формы ковкой.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в отраслях машиностроения, где изготавливают детали с электроконтактным нагревом из листовых заготовок.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении деталей, преимущественно крупногабаритных из слитков легких сплавов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке титановых сплавов, и может быть использовано в авиадвигателестроении при получении заготовок лопаток газотурбинных двигателей (ГТД).

Изобретение относится к способу изготовления прутковой заготовки из металла, используемой для дальнейшего передела. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении методом горячего деформирования промежуточных заготовок из титановых сплавов.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к изготовлению заготовок деталей замка бурильной колонны из толстостенных труб с отношением внутреннего диаметра к внешнему от 0,1 до 0,9.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способу производства кольцевых изделий из литых заготовок. .

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления изделий сложной формы из цилиндрических заготовок с глобулярной структурой.

Изобретение относится к заготовительному производству и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах заводов. Заготовку помещают в капсулу с цилиндрической стенкой и плоскими днищами. Капсулу устанавливают в сквозном отверстии ручья контейнера, который смонтирован на станине пресса с возможностью осевого перемещения. Отверстие на части его длины выполнено с диаметром, соответствующим наружному диаметру стенки капсулы. Со стороны, обращенной к нажимному пуансону, отверстие имеет диаметр, соответствующий внутреннему диаметру стенки капсулы. К заготовке прикладывают осевое усилие Рос нажимным пуансоном с диаметром, соответствующим внутреннему диаметру стенки капсулы, через одно из днищ капсулы. Через второе днище заготовка опирается на опорный пуансон. К контейнеру прикладывают усилие Рк в направлении, противоположном направлению действия усилия Рос.. На завершающей стадии прессования к контейнеру и пуансону прикладывают усилие Рнаж в направлении действия усилия Рос. При этом Poc<Pк<Pнаж. В результате обеспечивается повышение качества полученных полуфабрикатов. 4 ил., 2 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полуфабрикатов типа галет или шайб для последующего изготовления деталей из высокопрочных сплавов. Производят плющение цилиндрической заготовки в четырехугольник между бойками. Затем осаженную заготовку подвергают радиальному двустороннему обжатию посредством плоских бойков. При этом заготовку поворачивают на 90° после первого перехода обжатия. После операции радиального обжатия заготовку деформируют с уменьшением ее толщины до конечных размеров. Плющение осуществляют с соблюдением приведенной зависимости. В результате обеспечивается повышение качества полуфабрикатов при использовании в качестве исходных заготовок как слитков, так и катаных или прессованных прутков, спеченных заготовок. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах заводов при изготовлении полых деталей из алюминиевых сплавов. Исходную круглую заготовку получают из слитка гомогенизацией при температуре (310-340)°C в течение (1-5) часов с последующим охлаждением до температуры (110-120)°C со скоростью не менее 110°C/ч. Гомогенизированный слиток деформируют путем уменьшения площади поперечного сечения и увеличения длины. Полученную заготовку подвергают объемной горячей штамповке выдавливанием через осесимметричный ручей. Ручей образован поверхностями неподвижного дорна и большей ступени сквозного ступенчатого отверстия контейнера. Штамповку ведут в две стадии. На первой из них прямым выдавливанием осаживают заготовку, нагретую до температуры (270-400)°C, в шайбу. Одновременно к торцу образуемой шайбы прикладывают через контейнер осевое усилие. На второй стадии выдавливают стенку детали. Вторую стадию штамповки осуществляют с нагревом до температуры (420-440)°С. В результате обеспечивается повышение прочности полученных деталей. 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении, например, автомобильных колес, емкостей высокого давления и подобных им изделий. Из исходной цилиндрической заготовки горячей объемной штамповкой в два этапа формируют полуфабрикат. На предварительном этапе путем осадки по переходам изменяют габаритные размеры заготовки с уменьшением высоты и увеличением диаметральных размеров. На заключительном этапе формируют стенки чаши и донную часть. Полученный полуфабрикат подвергают термической и механической обработке. Исходную заготовку изготавливают прессованием из слитка с предварительной гомогенизацией при указанной температуре и охлаждением с указанной скоростью. Приведены интервалы температур нагрева для двух этапов формирования полуфабриката. В результате обеспечивается повышение качества готовых деталей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при радиальной ковке шестигранных профилей. Осуществляют многопроходную реверсивную радиальную ковку одновременно двумя взаимно перпендикулярными парами двухзаходных бойков. На заготовке в каждом проходе образуют последовательно вдоль оси ковки обжимную зону деформации, совмещенную с калибрующей зоной, и калибрующую зону деформации. Зоны деформации, образованные одной парой бойков, расположены вдоль оси ковки в шахматном порядке по отношению к зонам деформации, образованным другой парой бойков. Каждая пара бойков образует на заготовке дополнительную калибрующую зону деформации, которую располагают между упомянутыми совмещенной и калибрующей зонами. В результате обеспечивается осуществление правки заготовки изгибом в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях при создании в каждой плоскости трехопорной схемы, что позволяет повысить качество получаемых заготовок. 8 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для нагрева ковочных штампов. Устройство (420) для нагрева ковочного штампа содержит головку (422) горелки, имеющую множество отверстий (426) для пламени. Головка (422) горелки ориентирована так, чтобы соответствовать ориентации по меньшей мере одной зоны ковочной поверхности ковочного штампа. Головка имеет возможность приема и сжигания подаваемого окисляющего газа и подаваемого топлива и образования факелов пламени у отверстий для пламени. Часть (432) горелки выполнена подвижной относительно части (432') для обеспечения по меньшей мере частичного соответствия ориентации по меньшей мере одного первого отверстия для пламени с ориентацией первой зоны ковочной поверхности ковочного штампа. В результате обеспечивается равномерный нагрев поверхности ковочного штампа. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении заготовок из двухфазных титановых сплавов, применяемых, в частности, в авиационной промышленности. Исходную заготовку нагревают до температуры ниже температуры полного полиморфного превращения. Осуществляют деформацию нагретой заготовки в нагретом штампе в два этапа с переменной скоростью. На первом этапе деформацию осуществляют со скоростью, не превышающей скорость, обеспечивающую разогрев заготовки до температуры ниже полного полиморфного превращения. На втором этапе деформацию осуществляют со скоростью, обеспечивающей формирование рекристаллизованной структуры с размером β-зерна 5-9 мкм. В результате обеспечивается получение деформированной заготовки с однородной структурой и высокой циклической прочностью и снижение времени технологического цикла изготовления. 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве длинномерных заготовок типа прутков и профилей из конструкционных титановых сплавов методом изотермической экструзии. Производят ковку или прокатку слитка при температуре β-области с получением прутка. Пруток режут на заготовки, которые подвергают промежуточной ковке при температуре (α+β)-области, механически обрабатывают, нагревают до температуры (α+β)-области и деформируют. Деформирование осуществляют экструдированием в матрице из жаропрочного никелевого сплава на прессе с получением прутка или профиля. Механическую обработку производят путем обтачивания заготовок с нарезанием на боковой поверхности продольных канавок или резьбы для смазки. На поверхность механически обработанных заготовок наносят смазку и помещают их в матрицу из жаропрочного никелевого сплава. Заготовки нагревают вместе с матрицей. В результате обеспечивается получение длинномерных заготовок с равномерной регламентированной мелкозернистой структурой и снижение трудоемкости изготовления.5 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных стальных поковок полукорпусов шаровых кранов и изделий подобной конфигурации, имеющих массу свыше одной тонны. Исходную стальную заготовку в виде обечайки нагревают в интервале температур горячей штамповки до температуры, переменной по высоте обечайки. Затем одновременно формируют днище и горловину полукорпуса шарового крана. Горловину получают путем горячего обжима и высадки обечайки. При этом температуру нагрева обечайки на соответствующей высоте определяют по приведенным зависимостям. В результате обеспечивается повышение качества поверхности поковки, минимизация окалинообразования и, как следствие, увеличение стойкости инструмента, сокращение металлоемкости за счет приближения формы и размеров поковки к детали. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Наверх