Способ изготовления комбинированных двухслойных изделий трубчатой формы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)891217 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 31.03.8OI (23) 2gp1146 22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23. 12.81. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 25. 12.81 (51)M. Кл.

В 22 F 7/04

1овударственый комитет

СССР (53) УДК 621 762, . 7 63(088.8) ио делам изобретений и открытий

П. И. Логинов, И. Ф. Шелковский, А. B. СокофбВзимй

В. С. Ковнацкий, А. Б. Менакер, В. B. Uozyp. и И. В., Г(аза в-(72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт, Научно-исследовательский институт порошковой металлургии Белорусского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института (7t) Заявители (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ

ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ ТРУБЧАТОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления двухслойных изделий со вставками из порошковых материалов, Известен способ изготовления двухслойных изделий трубчатой формы из металлических порошков, по которому прессование заготовки осуществляют последовательным радиальным уплотнением порошка вдоль ее оси 513 .

Недостатком способа является невыто сокая прочность соединения слоев.

Известен также способ изготовления двухслойных изделий, заключающийся в том, что прессуют полую заготовку, в

)5 нее помещают сердечник, спекают и подвергают горячей экструзии (2) .

Недостатком этого способа является невысокая несущая способность изделий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту, является способ изготовле- : ния комбинированных двухслойных иэде лий трубчатой формы, включающий форми рование внешней трубчатой заготовки из спеченного высоколегированного сплава и внутреннего слоя в виде вставки из спеченного материала, установку вставки внутри трубчатой заготовки и их окончательное соединение в процессе горячей штамповки. Точность размеров в этом способе обеспечивается штампом 33 .

Недостатком известного способа является невысокая точность размеров иэделий и трудоемкость процесса.

Цель изобретения — повышение точности размеров изделий и производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что способ изготовления комбинированных двухслойных иэделий трубчатой формы, включаю щий формирование внешней трубчатой заготовки и внутреннего слоя в виде вставки из спеченйого материала, установку вставки внутри трубчатой заготовки и их окончательное соединение, на внутреннюю поверхность трубчатой заготовки наносят рельеф, установку вставки проводят осе12 17 4

Порошковые вставки после спекания становились овальными, Степень овальности, 1О !

30

S5 вой эапрессовкой с одновременным калиброванием, а окончательное соединение осуществляют радиальной запрессовкой путем пришцвки.

Способ осуществляют следующим образом (см. чертеж).

Внутренний слой иэделия формируют в виде вставки 1 из спеченного материала, а внешний - в виде трубчатой заготовки

2. Вставку 1 устанавливают на калибровочное кольцо 3 и с усилием проталкивают через отверстие калибровочного кольца.

При проталкивании через калибровочное кольцо устраняется овальность вставки эа счет упругой деформации, происходит пластическая деформация материала посадочной поверхности и осуществляется осевая запрессовка вставки в заготовку

2; расположенную под калибровочным кольцом. Осевая запрессовка вставки производится с определенным натягом, но углубления рельефа 4, заранее подготовленного на посадочной поверхности ,заготовки, остаются незаполненными. Поэ- тому для завершения процесса через двухслойную сборку, установленную в матрицу, проталкивают в осевом направлении прошивку с конической рабочей поверхностью. Вначале под действием радиальной составляющей усилия проталкивания прошивки двухслойная сборка упpyro раздается до упора в стенку жесткой матрицы, а затем происходит пластическая деформация спеченной вставки.

При этом заполняются впадины рельефной поверхности, происходит уплотнение материала вставки за счет уменьшения размеров пор.

При этом происходит окончательное формирование посадочных поверхностей, повышение надежности сцепления частей изделия, создание необходимой величины натяга, калибрование запрессованной вставки по внутренней поверхности, придание ей необхоцимой формы, точности и и чистоты поверхности.

Пример осуществления способа.

Для изготовления двухслойных гильз цилиндров тракторного двигателя в расточку чугунной заготовки гильзы, расположенную в ее верхней части, запрессовывали спеченную тонкостенную вставку из порошкового материала на основе железа. Размерные и силовые параметры процесса изготовления двухслойных гильз цилиндров были следующие. Номинальные попере щые размеры заготовки гильзы в зоне запрессовки: наружный r_#_averp2Hdp= .=136 мм, диаметр расточки4ро .„=114,75 м а также значениями„пп„и1>щ„вставки, не были постоянными по высоте. Поэтому для правильного назначения диаметра калибровочного кольца, величины.припуска на ка« либрование, диаметра расточки заготовки гильзы, величины натяга при запрессовке вставки в заготовку гильзы и других размерных параметров, определялся привеценный наружный диаметр вставок. Он рав» няется среднему значению параметра вставки, измеренного с большой точностью с помощью специального прибора, параметромера, деленному на 7 . Приведенный наружный диаметр опытной партии вставок иэ порошкового материала одного и того же состава2п1,=114>72-115,04 мм, т.е. разность между максимальным и минималь ным значениями приведенного диаметра составляла 0,32 мм. Эта разность значительно меньше допустимого припуска на калибрование спеченных пористых вставок, равного 0,5% or2<>. Поэтому осевую за- прессовку в заготовку гильзы производили через калибровочное кольцо с диаметр ром отверстия)3<=7)др= 114,72 мм, т,е. равном минимальному значению приприведенного диаметра вставок, что позволяло, прокалибровать и запрессовать все всавки без появления каких«либо дефектов. Внутренний диаметр вставок после их осевой запрессовки Лgzz =107,7 - 107,9 мм, а высота "п =70 - 71 мм. Овальность спеченных вставок цо 1,5 мм устраняли калиброванием и последующей за«прессовкой в заготовку гильзы без ка-, ких-либо дефектов. Зазор между матрицей и заготовкой принимали в пределах Ь.1=

=-0,2-0,4 мм на диаметр, а припуск на: радиальную запрессовку, равный разнос ти диаметров калибрующего пояска рабо» .чей части прошивки (д„р =108,5 мм) и внутреннего диаметра спеченной вставки после ее осевой запрессовки в заготовку гильзы, составлялйп =0,5-0,8 мм. На расточенной поверхности заготовки гильзы создавали рельеф в виде левой винтовой канавки со следующими параметрами профиля: ь =2 мм - шаг винтовой канавки, 4 =0,1-0,15 мм — глубина канавки, -=1,2 мм - ширина канавки, 1.

=1,15. мм — радиус закругления канавки.

Усилие осевой эапрессовки спеченной вставки в расточку заготовки гильзы, совмещенной с ее калиброванием по наружной доверхности, колебалось от 0,5 цо 3 тонн.

Однако для лучшего припегания торца спеченной вставки к торцу расточки гильзы

5 8912 осевое усилие доводили до 15-20 т. Радиальную запрессовку спеченной вставки, осуществляемую путем проталкивания прошивки через полость запрессованной вставки, производили при осевом усилии 18-25 т. При этом происходила упругая деформация чугунной заготовки гильзы до ее упора в матрицу, пластическая деформация спеченной вставки, заполнение углублений рельефа на поверхности расточки гильзы, уплотнение вставки, повышение ее точности и чистоты поверхности, Применение предлагаемого способа позволяет повысить надежность соединения спеченной вставки с заготовкой гильзы.

При проверке надежности соединения усилие выпрессовки увеличилось go 12 т, т,е. возросло более чем в 5-6 раэ по сравнению с усилием выпрессовки вставок, 20 установленных обычной осевой эапрессовкой по прессовой посадке.

Предлагаемый способ позволяет получить двухслойные изделия с тонкостенными спеченными вставками иэ порошковых

25 материалов, запресованными на всю илн на часть их длины, повысить долговечность и другие эксплуатационные характеристики деталей типа втулок, цилиндров различного назначения при многократном сни- Зй женин расхода дорогих легирующих элементов {С ",Ni,éî,Cu,Sn u ap.), упростить технологию их изготовления, повысить производительность труда, точность размеров. Предложенный способ зз

17 ° Ь .сравнительно прост, может быть механизирован и автоматизирован, Предварительные расчеты показали, чтс повышение таким путем долговечности гильз цилиндров тракторных двигателей модели Д- 240 в 1,5 -2 раза позволит н а каждой гильзе сэкономить 1-2 рубля.

Форму ла из обре тения

Способ изготовления комбинированных двухслойных иэделий трубчатой формы, включающий формирование внешней трубчатой заготовки и внутреннего слоя в виде вставки из спеченного материала, установку вставки внутри трубчатой заготовки и их окончательное соединение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности размеров иэд лий и производительности процесса, на внутреннюю поверхность трубчатой заготовки наносят рельеф, установку вставки проводят осевой эапрессовкой с одновременным калиброванием, а окончательное соединение осуществляют радиальной запрессовкой путем прошивки.

Источники информацип, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

¹ 549261, кл. В 22 F 7/00, 1977.

2. Патент США М. 3678567, кл, 29-420,5, 1972.

3. Патент США № 3761257, !.кл. 75-208, R, 1973.

БНИИПИ Заказ 11086/11

Тираж 872 Подписное Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4