Способ изготовления полуфабрикатов типа галет и шайб из цилиндрической заготовки горячей обработкой давлением

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.

 

Предлагаемое изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении, преимущественно, крупногабаритных деталей из слитков высокопрочных, в том числе алюминиевых и магниевых, сплавов.

Известен способ изготовления цилиндрического полуфабриката из цилиндрической заготовки из сплавов алюминия или магния горячей обработкой давлением, включающей операцию осадки. Заготовку получают отрезкой от прессованного прутка, а сам пруток изготавливают методами обработки металла давлением (см. авт. свид. SU 1756007, Кл. В21J 1/04, публ. 1992).

Недостатком известного способа являются технологические ограничения области применения, так как металлургические заводы не производят подобные прутки больших диаметральных размеров.

Известен способ изготовления цилиндрического полуфабриката из цилиндрического слитка легкого сплава горячей обработкой давлением, включающий последовательные операции осадки и радиального двустороннего обжатия осаженной заготовки плоскими бойками с поворотом на 90° после первого перехода обжатия и последующей обкатки граней (см. пат. US 2064323, Кл. 78-12, публ. 1936 - прототип).

Недостатком известного способа является трудность его использования для изготовления полуфабрикатов из высокопрочных и малопластичных сплавов, ввиду образования многочисленных дефектов при обработке давлением.

Предлагаемый способ изготовления полуфабрикатов типа галет и шайб из цилиндрической заготовки горячей обработкой давлением включает последовательные операции осадки и радиального двустороннего обжатия осаженной заготовки плоскими бойками с поворотом на 90° после первого перехода обжатия. При этом упомянутую операцию осадки осуществляют плющеньем заготовки между бойками в прямоугольный четырехугольник, а после операций обжатия заготовку повторно деформируют, уменьшая толщину до конечных размеров, при этом параметры предварительного плющенья заготовки определены зависимостью:

Х=(0,7÷0,85)d2/Lп,

Где Х - толщина сплющенной заготовки, мм;

Lп - длина меньшей стороны четырехугольника, мм;

d - диаметр цилиндрической заготовки, мм.

Упомянутую осадку плющеньем можно заканчивать в условиях всестороннего сжатия, применяя закрытый штамп,

Упомянутую осадку плющением можно выполнять на выпукло-вогнутых бойках с размещением заготовки после каждого перехода этой осадки вогнутой поверхностью на вогнутом бойке.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что упомянутую операцию осадки осуществляют плющеньем заготовки между бойками в прямоугольный четырехугольник, а после операций обжатия заготовку повторно деформируют, уменьшая толщину до конечных размеров. При этом параметры предварительного плющенья заготовки определены приведенной зависимостью.

Предложенный способ отличается и тем, что упомянутую осадку плющеньем можно заканчивать в условиях всестороннего сжатия, применяя закрытый штамп, или выполнять упомянутую осадку плющением на выпукло-вогнутых бойках с размещением заготовки после каждого перехода этой осадки вогнутой поверхностью на вогнутом бойке.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где показаны:

на фиг.1 - некоторые типы возможных полуфабрикатов;

на фиг.2, а, б - изготовление полуфабриката в виде равносторонней четырехугольной шайбы;

на фиг.2, в…ж - превращение шайбы в круглую выпуклую пластину,

на фиг.3, а, б, в, г - изготовление полуфабриката типа прямоугольной галеты;

на фиг.4, а, б - вариант осадки плющеньем на выпукло-вогнутых бойках.

Пример 1. Изготавливался из сплава AZ80A полуфабрикат в виде шайбы (фиг.16) из прессованного прутка 1 диаметром Д, равным 100 мм, и длиной L, равной 200 мм. Нагретый пруток 1 укладывали на боек 2 (фиг.2, а) и верхним бойком (не показан) осаживали плющеньем до толщины Х=39,5±0,5 в равносторонний четырехугольник 3 (фиг.2, б). Полученную заготовку 3 устанавливали на плоский боек 4 и с помощью бойка 5 обжимали в радиальном направлении образованные грани 6 (фиг.2, в).

На втором переходе четырехугольник поворачивали на 90° и вновь обжимали с двух сторон бойками 4 и 5, после чего, при необходимости, осуществляли обкатку остатков граней. Полученная заготовка 7 имеет толщину 40 мм и приведена на фиг.2, г.

В дальнейшем, заготовку 7 подвергали окончательной формовке осадкой с перекладкой на выпукло-вогнутых бойках 9 и 8 (фиг.2д) - первый переход, превращая плоскую заготовку в выпуклую шайбу 10, которую переворачивали и укладывали вогнутой стороной на вогнутый боек 8 (фиг.2е). После осадки бойком 9 получали пластину 11 толщиной Хк с конической поверхностью в центре.

Пример 2. Из сплава В96Ц3 изготавливали полуфабрикат в виде прямоугольной галеты (см. фиг.1a), размерами 600×400 мм. В качестве заготовки применили прессованный пруток диаметром D - 200 мм и длиной L=600 мм. Пруток 12 осаживали плющеньем на бойке 13 на размер Х=78,5 мм (фиг.3, а, б). А затем обжимали полученную заготовку 14 с двух сторон на первом переходе бойками 15 и 16 (фиг.3, в). Затем поворачивали заготовку на 90° и выполняли второе обжатие (фиг.3, г), до конечной толщины.

На фиг.4, а, б показан вариант осадки плющеньем заготовки 12 в выпукло-вогнутых бойках 19 и 20. Процесс аналогичен изложенному ранее на фиг.2, д, е, ж.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет кузнечным цехам машиностроительных заводов в качестве исходных заготовок использовать как литые заготовки (слитки), так и катаные или прессованные прутки, спеченные или иным способом подготовленные промежуточные металлические заготовки различной, в том числе и цилиндрической, формы. Хотя, как правило, эти заготовки обладают или резко выраженной анизотропией свойств, или свойства у них достаточно равномерные, но минимальные.

Предлагаемое изобретение представляет совокупность последовательностей, позволяющую продеформировать все частные объемы исходной заготовки в условиях больших деформаций сдвига с различными векторами перемещения, что обеспечивает с одной стороны увеличение пластических характеристик получаемого полуфабриката, а с другой - позволяет существенно «размывать» существовавшую текстуру деформации, повышая пластические характеристики, в том числе и за счет уменьшения анизотропии.

Каждая предложенная последовательность отвечает за определенный частный объем и вектор деформации сдвига, что в целом обеспечивает интенсивную проработку всего объема заготовки при формировании конкретного полуфабриката. Особенное значение предложенный способ имеет в производстве современных летательных аппаратов, где предъявляются особенно жесткие требования к ответственным конструктивным элементам.

1. Способ изготовления полуфабрикатов типа галет или шайб из цилиндрической заготовки горячей обработкой давлением, включающий последовательные операции осадки и радиального двустороннего обжатия осаженной заготовки плоскими бойками по переходам с поворотом заготовки на 90° после первого перехода обжатия, отличающийся тем, что осадку осуществляют путем плющения цилиндрической заготовки в четырехугольник между бойками, а после операции радиального двустороннего обжатия заготовку деформируют с уменьшением ее толщины до конечных размеров, при этом плющение цилиндрической заготовки осуществляют с соблюдением следующей зависимости:
Х=(0,7÷0,85)d2/Lп,
где X - толщина сплющенной заготовки, мм;
Lп - длина меньшей стороны четырехугольника, мм;
d - диаметр цилиндрической заготовки, мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плющение заканчивают в условиях всестороннего сжатия с использованием закрытого штампа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что плющение осуществляют на выпукло-вогнутых бойках по переходам с размещением заготовки после каждого перехода вогнутой поверхностью на вогнутом бойке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к заготовительному производству и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах заводов. Заготовку помещают в капсулу с цилиндрической стенкой и плоскими днищами.

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.

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 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