Способ горячего гидропрессования

 

(72) Авторы изобретения

В.Д. Арефьев, Э.Л, Рогожин, И.

А.В. Пакало и А.Ю. Петуни (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГОРЯЧЕГО ГИДРОПРЕССОВАНИЯ

Изобретение относится к горячей вбработке металлов давлением и может быть использовано на машинострои. тельных заводах при изготовлении де-; талей из труднодеформируемых металлических материалов.

Известен способ горячего гидропрессования квазижидкими средами, заключающийся в том, что на заготовку наносят слой стеклосмазки толщиной 0,2-0,8 мм с температурой размягчения 650-800 С и помещают ее в о оболочку из квазижидкого материала на основе графита с добавками связующих и стекла с толщиной стенки

0,1-0,15 диаметра .заготовки. Затем, tS заготовку вместе с оболочкой нагревают в электропечи и прессуют со скоростью деформирования 500-1000 мм/с(1), Недостатком известного способа является ограниченность технологи20 ческих возможностей. укаэанный способ не дает возможности осуществления процесса гидропрессования с совмещением с термомеханической обработ- . кой (ТМО) прессуемого изделия, например низкотемпературной, для получения деталей повышенной прочности и предусматривает нагрев заготовки до температуры выше А, выдержку при данной температуре, охлаждение заготовки до необходимой температуры (чаще для сталей она составляет

500-550 С) и гидропрессование непосо редственно в закалочную среду. Причиной этому служит наличие оболочки на заготовке, которая препятствует быстрому и равномерному охлаждению до необходимых температур. Неравномерное охлаждение заготовки приводит к неравномерному течению металла, трещинам и надрывам на поверхности изделий.

Известен также способ гидропрессования с нагревом заготовок, при котором в контейнере с рабочей жидкостью размещают заготовку н повышают давление, а затем с помощью индукци863120

4 номерной деформации и ухудшению качества поверхности прессованного изделия. При скорости нагрева ниже

150 С/с резко снюкается КПД процесса, увеличиваются удельные затраты энергии. В процессе нагрева электролит перемешивают так, что его температура находится в пределах 30-70 С. При температуре электролита выше 70 С

О из-за его кипения процесс вблизи катода становится неустойчивым. При о температуре электролита ниже 30 С резко увеличивается сила тока, снижается КПД процесса, увеличиваются удельные затраты энергии. После нагрева заготовки электрический ток отключают, осуществляют охлаждение заготовки в контейнере в циркулирующем электролите до температуры выше температуры рекристаллиэации (ТИО) и затем производят гидропрессование заготовки через матрицу непосредственно в бак с электролитом.при помощи пуансона 10 с использованием электролита в качестве рабочей жидкости.

При этом с увеличением давления электролита в контейнера клапаны 6 и 7 автоматически закрываются, насос работает вхолостую, и при достижении необходимого давления осуществляется гидропрессование заготовки в бак с электролитом, который служит закалочной средой. В качестве электролита можно применять, например, раствор углекислого натрия, углекислого калия (поташа), едкого калия с концентрацией 200-1100 г/л. Гидропрессование можно также совмещать с НТИО.

Для этого заготовку нагревают до температуры выше А, охлаждают до температуры выпе мартенситной точки (для сталей 500-550 С) и осуществляют гидропрессование в бак с электролитом. онного нагревателя, вмонтированного в теплоизоляционный кожух и находящегося в непосредственной близости от заготовки, нагревают металл. При определенной температуре предел текучести металла заготовки снижается настолько, что начинается процесс истечения f23.

Однако данный способ не обеспечивает качественного проведения процесса гидропрессования с совмещением с ТИО прессуемого иэделия, так как при нагреве и выдержке заготовки рабочая жидкость, находящаяся под давлением.в контейнере, прогревается по всему объему, что исключает возможность быстрого охлаждения в ней заготовки.

Целью изобретения является повышение качества за счет совмещения гидропрессования с TNO изделия.

Цель достигается тем, что согласно способу гидропрессования с.нагревом заготовок в контейнере, заполненном рабочей жидкостью, нагрев заготовки осуществляется со скоростью

150-250 С/с,путем пропускания электрического тока через заготовку и в качестве рабочей жидкости используют электролит, при этом перед нагревом заготовку электрически изолируют 30 от матрицы и осуществляют перемешивание рабочей-жидкости — электролита для поддержания его температуры в пределах 30-70 С.

На чертеже представлена схема осуществления способа. !

Заготовку l, выполненную с заходной частью, помещают в контейнер для гидропрессования 2, .через который осуществляется циркуляция электролита при помощи насоса 3 из бака

4 через фильтр 5 и клапаны 6 и 7.

При этом заготовку электрически изолируют от запрессованной в контейнер

45 матрицы 8 изолятором 9. Нагрев заготовки осуществляют электролитным способом, т.е. пропускают постоянный а электрический ток напряжением 150300 В и плотностью 2-6 А/см через электролит, причем катодом служит заготовка, а анодом контейнер. Скорость нагрева заготовки 150-250 С/с.

Скорость нагрева и температура изменяются регулированием подводимого напряжения и силы проходящего тока, изменением состава и концентрации электролита. Скорость нагрева заготовки выше 250 С/с приводит к нераво, Применение способа обеспечивает повышение качества за счет совмещения гидропрессования с ТМО, позволяет равномерно нагревать заготовку по всему объему с сохранением весьма узкого (не более 20-30 С) температуро ного интервала при деформации. В связи с тем, что скорость охлаждения достаточно велика (чтобы сохранить структуру, полученную в заготовке при нагреве), обеспечивается воэможность. проведения качественной TNO для широкого круга марок сталей и сплавов, включая и низколегированные. Надеж— ность нагрева и гидропрессования (исключение быстро выходящих из строя деталей и узлов) позволяют повысить стойкость ийструмента. Проведение операции гидропрессования в момент мартенситного превращения после охлаждения загoTQBKH до температуры ниже точки Мд (начала мартенситного превращения) со скоростью, обеспечивающей переохлаждение аустенитной структуры, позволяет получать прессованные изделия со структурой деформированного мартенсита с особо высокими механическими свойствами и мелкодисперсной структурой. Обеспечение узкого интервала температур в момент прессования и равномерного распределения температуры по объему позволяет использовать предлагаемый способ для прессования в условиях сверхпластичности. Единственный элемент, разрушающийся при гидропрессовании, это электроизолятор, который может быть выполнен нанесением на заготовку огнеупорной обмазки, что не вызйвает трудностей в промышленном применении.

863120

6 формула изобретения

Способ горячего гидропрессования, заключающийся в размещении заготовки в контейнере, заполненном рабочей

5 жидкостью нагреве заготовки и послеS дующем выдавливании ее через матрицу, отличающийся тем, что, с целью повышения качества за счет совмещения гидропрессования с термомеханической обработкой изделия, наt0 грев заготовки осуществляют со скоо ростью 150-250 С/с путем пропускания электрического тока через заготовку и в качестве рабочей жидкости используют электролит, при этом .обес15 печивают электроизоляцию заготовки от матрицы и осуществляют перемеаивание рабочей видкости - электролита, обеспечивающее поддержание его темо пературы в пределах 30-70 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ЫСР

М 368920, кл. В 21 1 5/04, 1970.

2. Патент Англии N 974959, кл. В 3 Р, 1964 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 7647/14 . Тираж 743 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная,4