Способ штамповки листовых заготовок в состоянии сверхпластичности

 

(ii) 721178

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

* с: (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.12.77 (21) 2561456/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл

В 21 D 26)02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621.98. . 043 (088.8) Опубликовано 15.03.80. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.03.80 (72) Авторы изобретения

О. М. Смирнов, А. С. Анищенко, М. А. Цепин, В. М. Бабиченко и Г. В. Белоусов

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК

В СОСТОЯНИИ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности касается способа пневмоформовки в состоянии сверхпластичности полых изделий из листовых заготовок.

Известен способ штамповки деталей из листовых заготовок в состоянии сверхпластичности, при котором на заготовку наносят слой покрытия, которое претерпевает изменение при температуре, близкой к нижней границе состояния сверхпластичности, потом заготовку с покрытием помещают в штамп, нагревают до температуры состояния сверхпластичности и формуют давлением избыточной среды, создаваемым по одну сторону заготовки (1).

При нагреве покрытие претерпевает превращение с поглощением тепла, чем обеспечивается торможение утонения заготовки

- в зонах максимальных деформаций и получение равнопрочной детали.

Существенным недостатком этого способа, является ограничение количества используемых покрытий, так как температура их превращения должна быть близка к нижней границе состояния сверхпластичности формуемого материала. Из-за ограничения

2 способ для некоторых материалов невозможно будет реализовать, поскольку для листового матерйала со .значительной исходной толщйной заготовки или низкой теплопроводностью среди выбранных типов покрытий с ограничением по температуре может не оказаться таких, скрытая теплота превращения которых была бы достаточной для захолаживания за время деформации до необходимой температуры участков формуемого йзделия.

<о Цель изобретения — расширение номенклатуры штампуемых материалов с различными физико-химическими свойствами и толшинами. В нредлагаемом,способе это достигается формоВкой при давлении среды над поверхностью слоя покрытия, при котором

1 температура превращения вещества покрытия соответствует температуре формовки, не превышая последнюю.

На листовую заготовку перед формовкой наносят неравномерный слой покрытий из о: химического вещества, претерпевающего ..превращение с поглощением тепла (толщина слоя пропорциональна уменьшению толщины заготовки после формовки без покрытия). Вещество выбирают с такой скрытой

178 нее; чем выше положительная разность между температурой окружающей покрытие среды йри превращении и критической температурой превращения. В свою очередь, эту разность моЖно создать за счет изменения давления окружающей среды, Например, S при 8 атм сублиматор S>F4 возгоняется при

T = 830 †; 850 Ñ, при 7 атм Т =790 -330 С (данные экеперимента). Формуя деталь дав,пением 8 атм при 850 С, получаем одну степень захолаживания участков заготовки, 1 снизив давление формовки до 7 атм, тем самым увеличиваем интенсивность сублимации покрытия, поскольку в первом случае разность T О, а во втором — до 60 С. Таким образом, варьируя давление формовки, можно через изменение интенсивности превращения покрытия, влекущее за собой изменение степени захолаживания участков за - гоЫвки, в конечном счете регулировать характер течения материала формующегося изделия.

При использовании покрытий, одним из продуктов разложения которых является твердое или жидкое вещество, покрываемая ими "поверхность заготовки должна быть обращена только к крышке, в противном

"случае продукгь разложения воспрепятствуют точному воспроизведению гравюры матрицы формующейся детали.

Пример конкретного осуществления способа.

Получаемое изделие — купол из сплава

ЦА-22 с высотой 48 мм и диаметром 92 мм с равномерной толщиной стенок, формовку ос ществляют в режиме сверхпластичности при Т =275 С. В качестве покрытия использовали сублиматор NH 4Cl с температурой сублимации при 760 мм рт. ст. 338 С, а при зя 120 мм рт. ст. — 275 С.

Листовую заготовку диаметром 102 мм, толщиной 1,13 мм покрыли неравномерным слоем NH4Cl. Толщина слоя у фланца равна 2 мм, в полюсе, постепенно увеличиваясь, 40 она равна 4,6 мм. Заготовку поместили на цилиндрическую матрицу с глубиной 100 мм, герметично прижали снизу крышкой к матрице (ширина прижима 5 мм), при этом покрытая поверхность заготовки была обращена к полости матрицы. Осуществили нагрев заготовки в штампе до Т =275 С, создали в матрице разрежение до 120 мм рт. ст. и подали под крышку давление 3 атм, осуществили свободную формовку в матрицу. При этом происходила сублимация

SO покрытия, Разнотолщинность отформованного купола составила 12 /р.

Формула изобретения

?21 . 3 теплотой превращения, количества которой хватило бы для захолаживания до необходимой температуры за время формообра" зования покрытых зон деформирующейся заготовки. Скрытая теплота должна быть

" " прямо пропорциональна исходной толщййе листа и обратно пропорциональна удельной

= теплойройодности используемого материала.

Подготовленную таким образом заготовку

= Тк,падывают на полую матрицу штампа, гер %егйчно прижимают крышкой и нагревают

- штамп с заготовкой до заданной температуры.

Известно, что температура превращения веществ (преимущественно сублиматоров и деструкторов) зависит от парциального давления. Этот факт дает возможность исполь=" бваТь ""покрытия, температура вращения которых при атмосферйом давлении"не соответствует заданной температуре формовки изделия.

На стороне покрытой поверхности нагретой заготовки создают такое давление окружающей среды (как правило, газа в полос ти крышки или матрицы); прй" котором темТГераТура йрефащения покрь|тия равйа или немного нике заданной температуры формовки, и деформйруют заготовку в йолоСть матрицы. При вакуум-формовке покрытая поверхность обращена к матрице, при пневмоформовке — к крышке.

Нижний предел температуры превраще н14я по отношению к температуре формовки = для осуществления предлагаемого способа может быть ""тем н14же," чем "выше скрытая

ЮЮНЮ в ювв а ьи

= нбсть превращения, выше теплопроводность лйетового материала.

Если температура превращения покры1 тия при 1 атм ниже температуры формовки, — то перед нагревом штампа с заготовкой по обе стороны последней создают давлеНйе; при котором температура превращения

"пбвъ1шается до температуры последующей формовки. Это позволяет при нагреве избежать преждевременного превращения по крытия; а также предотвратить деформацию заготовки до достижения оптимальных температурных условий, могущую привести к быстрому разрушению из-за черезмерной

Мб йЖИЪции утопения "в зонах полюса за- готовки. Далее все, как уже изложено выше.

Для более эффективного захолаживания участков детали при формовке возможно нанесение на заготовку покрытия с обеих сторон. Однако покрытие на заготовке со сто" - -роны" матрицы должно при этом претерпе""вать превращение при давлении, меньшем давления превращения покрытия на заготовке со стороны крышки.

Степень" захолаживания можно повы= " сить за счет увеличения интенсивности превращения покрытия. Известно, что, начи""ная с критическои температуры, йокрытие йрегерпевает превращение тем интенсивСпособ штамповки листовых заготовок в состоянии сверхпластичности избыточным давлением среды; прикладываемым к нагретой заготовке с неравномерным слоем покры-721178 .", з тия, претерпевающего превращение при на- вращения покрытия соответствует темперагреве с поглощением тепла, отличающийся туре формовки, и прикладывают это давлетем, что, с целью расширения номенклату- ние со стороны покрытия. ры штампуемых материалов с различными Источники информации, физико-механическими свойствами и тол- принятые во внимание при экспертизе щинами, формовку осуществляют таким дав- 1. Авторское свидетельство СССР лением среды, при котором температура пре- № 539643, кл. В 21 D 26/02, 1975.

Составитель М. Мищенкова

Редактор Г. Нечаева - Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик

Заказ 37/8 Тираж 986 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП к Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4