Способ получения многослойных заготовок

 

ю3кт т:. биб1тИ

„„7OO3I8

Ссюз Ссеетских

Социалистических опис е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Республик

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ" (61) Дополнительное к авт. свид-зу— (22) Заявлено 12.06.78 (21) 2626523/25-27 с присоединением зая|вки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.11.79. Бюллетень Уе 44 (45) Дата опубликования описания 30.11.79 (5I) М. Кл.

В 23Р 3/02

Государственный комитет

СССР ие ленам нэооретений н открытий (53) УДК 621.771.8 (088.8) К. К. Волчанинов, Ю. А. Эдельман, В, М. Диденко, В. Н. Данилин и А. Л. Воронцов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ

ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть иепользовано в машиностроении, автомобилестроении и т. д., при изготовлении многослойных заготовок с повышенным комплексом механических свойств.

Известен способ, получения многослойных металлических заготовок (в том числе и биметаллических) из составляющих, включающих углеродистую сталь, путем горячего объемного двформирования,(1).

Опособ заключается в том, что цилиндрическую биметаллическую за готовку (сталь 20 и 18ХГТ) соединяют,в пакет при помощи сварки по периметру контактной зоны для предотвращения окисления примыкающих друг к другу поверхностей.

После нагрева до температур горячей деформации производят штамповку обычным способом. Способ опробован при штамповке поковок шестерни диаметром 180 мм.

Деформирование выполняют на молоте с массой падающих частей 2 т после нагрева заготово к в газовой печи. Заготовка под штамповку диаметром 80 мм и высотой

130 мм состоит из двух наружных частей высотой по 35 мм, изготовленных из стали

20, и одной внутренней —,высотой 60 мм, изготовленной из стали 18ХГТ, соединен2 ных сварным швом с катетом 4 мм. Параметр шероховатости R контактирукицих поверхностей составляет 80 — 40 мкм, предварительная очистка или другая обработка поверхностей не применяется.

Основными недостатками известного способа являются использование сварочной операции для предотвращения окисления примыкающих друг к другу поверхностей и использование нагрева до температур горячей деформации, что .вызывает необходимость вследствие интенсивного окалинообразования предусматривать увеличенные припуски под последующую механическую обработку. Кроме того, из-за полностью (или частично) прошедшей рекристаллизации отсутствует эффект деформационного упрочнения, и полученная заготовка ха рактеризуется невысокими прочностными показателями. Трудоемкость изготовления биметаллических (многослойных) заготовок указанным способом достаточно высока.

Так как механические свойства многослойных материалов определяются не только свойствами составляющих компонентов, их взаимчым расположением, толщиной слоев, объемным содержанием каждого компонента, но и прочностью соедчнсЭо ния сло з, связанной с диффузионными

700318

15

2С

50

5!5

65 тигра процессами, протекающими на границе раздела слоев, то недостатком такого способа является также и снижение прочности граничных слоев. Например, при нагреве углеэодистых сталей, плакированных коррозионно устойчивыми аустенитньтми

cTB;IBM H, до температур горячей де!рормации происходит диффузия углерода в нержавеющий слой, Науглерожи!вание аустенитной стали, приводит не только к потере ее антикоррозионных свойств, но и ввиду образования твердых растворов карбида хрома к потере пластичности и вязкости.

Рассматриваемый способ характеризуется низким значением коэффициента использования металла и повышенными затратами на его на,грев.

Целью изобретения является,выполнение пластического деформирования после нагрева биметаллических (многослойных) заготовок до умеренно повышенных температур, что благодаря отсутствию обезуглерожсипого слоя позволяет устра нить трудоемкуfo сварочную операцию, а также повысить уровень прочностных характеристик деформирусмого материала за счет наличия в данном температурном интервале при определенных скоростных и деформационHbIY ITB!paметрах эффекта у1прочнения (достига!Ощего более 20%, п!ри деформировании среднеуглеродистых и низколегированных сталси), Кроме того, изобретение позволяет повысить коэффициент использования мсталла и качество поверхности (чистота поверхности при полугорячем деформи!рован1!!! стальных деталей достигает

R„2,5), а также снизить затраты на нагрев под пластическое деформирование и общую трудоемкость изготовления.

Цель достигается тем, что нагрев собранной заготовки осуществляют до 600—

800 С, а,пластическое деформи!рование проводят со степенями деформации 40 — 70%, При этом обеопечивается ра!вноме рнос истечение компонентов заготовки в процессе пластической де формации и прочное .оединение слоев за счет отсутствия обезуглероженного слоя.

Дефо р.!Иро!ванне заготовки следует проводить со скоростью 40 — 200 мм/с, обес!печивающей дополнительное дефор1!ационное упрочнение композиции и исключающей подстывание металла за вовремя деформа,ции.

Предлагаемый способ включает следующие операции: изготовление элементов композиции, сборку композиции, нагрев композиции до 600 — 800 С, дефорз!Иро вание композиции со сте1пенями 40 — 70 о при скорости 40 — 200 мм/с.

Предлагаемый способ опробован !при изготовлении полугорячим пластическим деформированием биметаллических и многоЗаказ 7029 Изд, ¹ 632

Загорская типография Упрпо слой!ных заготовок деталей типа <стеэжень с головкой> из сталей 60 и Х18Н10Т на модернизированном гидравлическом прессе модели Д2434В усилием 160 тс. Нагрев заготовок под деформирование осуществляется до темпсратур 600 — 800 С, степень деформации составляет 40, 50, 60, 70 1с, скорость дсформирова:! !я — 40, 80, 120, 160 и 200 мм c. .При указа!!Иых реж.!мах Il.ëBcт:I IñC:C Y.,Ой деформации двуxс I011И1>1х и трсхсло!.иы.: заготовок»o ":"-х сл1 IBHY наол!с 1астся проiHIOC соедl"! С11!Iс пp!! конта к i Hых cлос» !

,,! ° 1!, 1",Отcy"тствия 00 —."Зs 1лсоожe :1!!ОГО слоя, При этом про Гностнь:е кар актеэ:.Ic 1к;! ксмиозHц1.и повышаются на 15 — 20l -, Зкспери!Снты по деформировани10 заготовок IlpH параметра. : гсрмомсхани::еского pcs!liIB ниже и вышс указанных. т. с. при 1(600 С, «(40 о, V(40 x,ì c и /)80УС, « 70",þ, V>200 1ЫС, не подтвср:кдают вышепривсдсн!.ых положительных рсЗyЛ Ь атС Б Зто ОоьЯ : 11 ЯC I СЯ Подcть!!1а Н11 : М (Зако. I аж1Ц1аНИС11) T B, l. I;1 3 аГОТО:1КИ 1!P!I скорости лсформирозаиия менее 40 мм с, невысок!ими з:!ачсниям!! ра.l,:.Iàëü:-1ых 1! тангснциальных усилий для IocTaточно пол110ГО ПРОХОЖДЕНИЯ !ИффУ:11:ОИИЫХ Г!РОЦС со!в при степенях дсформации 10 40"

ЗиаЧИТСЛЫ!ЫМ y!ICËH× Hy!CМ СО!ТРОтт! .1ЛСНИЯ деформярованию (и как следствие, резк !м сни>кспиез! стойкости рабочего инстj11 ìе1та) при температурах ниже 600 С, с oдно"! стороны. интенсивным окалииообразованисм при температурах 1еформаци:! боле;.

800 С, увеличением сопроти!1лсния деформированию при V>200 мм/c и нсравномсрность!о пласти IecI

Предлагаемый способ прост ", осуи!Сствлснии и обеспсчивает определенный экономический эффект за счет увеличе1шя коэффи циента использования металла, повышения прочностных характеристик, сН. Iyê !l!!H затрат на нагрев и оби1ей трудоемкости изгото«ВЛ Ения.

ФО!р мула !зобрстсиия

Спосо0 получения многослойных заготовок, включа о:IIHY углсродистую сталь, заключа!ощпйся и сборкс составля!Ои!Их заготовки, нагреве Il последующим пластическом деформировапии, о т л и ч а и шийся тем, что, с целью снижения грудоемкост:.! изготовления, повышения прочностных характерист1!к:!u Iyр-85 — 95 кгс/ммз, i меньшения расхода металла, нагрев осми!сствля!От до 600 — 800 С, а пластичес ое деформирование проводят со стспенями деформации 40 — 70% при скорости 40 -200 мм/с.

Источники информации, принять!е во внимание при экспертизе

1. Авторокое свидетельство СССР

М 253556, кл, В 23К 23, 00, 1965.

Тираж 1222 Подписиле физдата Мосоол!1сполко11а