Составная заготовка для прессования биметаллических изделий

 

В.М.Друян, U.Ã.Ãóëÿåâ, IO.Ю.Рынкевич и О.И. ев ";:--,(,"« -,:;-.: -,А.;:.., .

1 9

1., ., ю, Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени. . металлургический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СОСТАВНАЯ ЗАГОТОВКА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ

БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а более конкретно к технологии прессования полиметаллических изделий (прутков, труб, профилей).

Известная заготовка состоит из . сердечника, длина которого меньше длины оболочки на величину 0,13-0,16 величины внешнего диаметра оболочки, причем. на заднем конце заготовки торцы оболочки и сердечника совпадают.

При прессовании заготовок такого типа обеспечивается высокое качество сварки слоев заготовки (1)

Однако концевая обрез ь остается на достаточно высоком уровне, что сказывается на выходе годного.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является составная заготовка для прессования биметаллических изделий, выполненных из концентрично установленных сердечника, оболочки и промежуточного кольца, установленного на части дли-: ны ее со стороны заднего торца заготов«(3).

Недостатком известной заготовки является то, что использование ее не позволяет избежать характерного для процессов прессования биметаллов не равномерного истечения материала оболочки из очка матрицы в начальном, не. установившемся процессе; Внутренний слой заготовки (сердечник) в начальной стадии прессования "опережает" оболочку, что приводит к значитель" ной неравномерности плакировки и on". ределяет значительную концевую обрезь на переднем конце готового изделия.

Цель изобретения - повышение выхода годного, путем повышения равною мерности истечения материалов частей заготовки.

Поставленная цель достигается тем, что в составной заготовке для прессо 98839 вания биметаллических изделий, выполненной из концентрично установленных сердечника, оболочки и промежуточного кольца, установленного на части длины ее со стороны заднего тор ца заготовки, промежуточное кольцо выполнено из материала с пределом текучести большим предела текучести материала оболочки, при этом сердечник выполнен с длиной, меньшей длины 10 оболочки со стороны заднего торца на величину составляющую 0,25 — 0,40 от наружного диаметра оболочки.

На фиг.1 схематически приведена предлагаемая заготовка, общий вид; на фиг.2 - схема, поясняющая использование предлагаемой заготовки.

Заготовка для прессования биметаллических изделий состоит из сердечника 1, оболочки 2 и промежуточного рв кольца 3, запрессованного между сердечником и оболочкой по внутреннему диаметру оболочки. Сердечник 1 выполнен меньшей длины, чем оболочка 2 на величину 0,25 — 0,4, внешнего диамет- 25 ра D оболочки 2. На переднем конце заготовки торцы оболочки и сердечника лежат в, одной плоскости Х-X.

Прессование заготовки осуществляется следующим образом.

Заготовку помещают в контейнер 4 пресса таким образом, что кольцо 3 обращено в сторону прессштемпеля 5.

Ходом прессштемпеля 5 вниз осуществляют предварительную распрессовку З5 вплоть до соприкосновения материала оболочки .со стенками контейнера. После этого торец прессштемпеля 5 (плоскость Z-Z) начинает воздействовать на задний торец оболочки 2 и кольца 3. 4О

Так как предел текучести материала кольца 3 выше, чем предел текучести материала оболочки 2, то в процессе опускания прессштемпеля 5 вниз материал оболочки 2 не может заполнять полость 6 у заднего торца заготовки, в результате чего через матрицу 7 начинает выдавливаться материал оболочки 2. При этом происходит постепенное опускание прессштемпеля 5, материал сердечника увлекается в матрицу не за счет подпора со стороны прессштемпеля, а от сил контактного трения с материалом выпрессовываемой оболочки заготовки. Поэтому материал сердечника не 55 опережает материал оболочки, а несколько отсекает от него в начальной стадии прессования из-за чего задние торцы

9 1 оболочки, кольца и сердечника постепенно устанавливаются в одной плоскости (Z-2) .

Размеры сердечника выбраны из следующих соображений. Минимальный размер полости 6 выбирают таковым, чтобы до исчезновения полости б происходила распрессовка и заполнилась полость материала (матричной воронки ) 7. Этому ри реальных значениях вытяжки (ф=

10 - 50), угла конусности матриц (2 =

=90 - 150 ) и размеров прессуемых заготовок (0 = 40 - 200мм) соответствует исходная глубина полости 6 (т.е. расстояние между торцами оболочки 2 и сердечника 1 на заднем конце заготовки составляющая более 0,25 внешнего диаметра оболочки. Иаксимальный размер глубины полости 6 выбирается таковым, чтобы кольцо 3, длина которого реально составляет 1,10-1,15 глубины полости 6,, полностью оставалось в прессостатке. При указанных параметрах прессования биметаллических изделий, учи тывая, что длина прессостатка в контейнере составляет 0,5-2,0 высоты матрицы (высота кольца не превышает высоты прессостатка в контейнере) расстояние между торцами оболочки и сердечника (т.е. практически - длина кольца 3) не превышает величины 0,40 внешнего диаметра оболочки.

В конечной стадии прессования изделие отделяется от прессостатка, в котором остается кольцо 3, и отправляется на отделку. После извлечения прессостатка из контейнера 4 все указанные операции повторяются.

Пример ы. Прессование заго— товки осуществляют в условиях пресса

30 ИН при производстве стальных труб типа "углеродистая сталь (оболочка)— нержавеющая сталь (сердечник)". Отпрессовывают партию труб из заготовок традиционной формы (длины сердечника и оболочки равны) и из заготовок предлагаемой формы. Во втором случае варьируют параметр расстояния между торцами оболочки и сердечника и длину кольца, выполненного из инструментальной стали. Заготовки предлагаемой формы изготовляют путем соосного введения сердечника в оболочку с последующей запрессовкой с заднего торца между оболочкой и сердечником уплотнительного кольца по внутренней поверхности оболочки.

Расстояние между Предел теторцами оболочки кучести маи сердечника, от-териала несенное к диамет-кольца, МПа ру заготовки (на заднем конце) Длина концевой обрези на трубах, мм

Приложение

1100 и 50

1050 + 50

Прототип

825

0,05

900 + 25

880 + 25

0,15

Опти- 0,25

0 35 ные пределы0,40...870+ 25

870 25

870+ 25

0,45

Конечный пик давлений

0,30

1050 + 50

1050 + 25

315

0,15

Известная заготовка длина сердечника равна длине оболочки ° формула изобретения товки, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода годного

«путем повышения равномерности истечения материалов частей заготовки, промежуточное кольцо выполнено из мате55 риала с пределом текучести большим предела текучести материала оболочки, при этом сердечник выполнен с длиной, Составная заготовка для прессования биметаллических изделий, выполненная из концентрично установленных сердечника, оболочки и промежуточного кольца, установленного на части длины ее со стороны заданного торца загоS; 988 399 6

Параметры эксперимента следующие: пределом текучести в исходРазмер заготовки, мм 130- 44 ном состоянии, МПа 823-825

Размер трубы, мм 60 6 {в одной серии экспериментов используют

Температура прессова- кольца из углеродистой стали) . ния,о С 1150+10 5

° — Результаты исследований приведены

Материал внешнего в табл в та лице. слоя (Ьв= 36 мм) углеродистая сталь Как следует из приведенных в табли" с пределом текучести це данных, использование предлагаемой в исходном состояниь МПа 313-31 заготовки позволяет на 25 - 3Щ уменьшить длину кольцевой обрези на трубах вследствие снижения продольной разнотолщинности слоев. Экономическая эффективность от внедрения предлагаемоl5 го изобретения на прессовой установке текучести в исходном типа 30 MH составляет около 250 руб. состоянии. МПа 496 500 на тонну готовой продукции.

Материал запрессовываемых Таким образом, предлагаемое техс заднего торца заготовки ническое решение позволяет осуществить колец (толщина стенки 5 мм, го значительную экономию металла, что внешний диаметр 60 мм) ин- дает экономический эффект в народном струментальная сталь УЯ с хозяйстве страны.

7 988399 8 меньшей длины оболочки со стороны зад- 1. "Производство биметаллических него торца заготовки на величину, со- труб". Бюллетень 4ерметинформация"., ставляющую 0,25 - 0,40,от наружного Сер, 8, вып. 5, 1979, с. 2, рис. la. диаметра оболочки.

Источники информации, 2. Патент Швеции И 393757, принятые во внимание при экспертизе кл. В 21 С 23/22, 1977 (прототип .

-- ..988399

Составитель P. Рарькова

Техред А.Ац Корректор А.Дзятко

Редактор А. Химчук филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10944/10 . Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5