Способ изготовления деталей типа стакана

Способ изготовления деталей типа стакана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ , ТИПА СТАКАНА поеимушественно иэ угг леродистых конструкционных сталей с ; содержанием углерода 0,10,85%, вклю XvvC : / -Ч - --О У: -. чающий нагрев заготовки до температуры Асi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИН (19) (И) 4(51 В 21 .Т 5 00

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ)Ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ .„а ;,.- „

/ . /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3607393/25-27

;(22) 23.06,83 (46) 07.07.85. Бюл. Ф 25 (72) К. К. Волчанинов, О. Г. Капои, Ю. А. Эдельман, О. П. Алешин, В. M. Диденко и Т. А. Ломилова (53) 62!.735(088.8) (56) Хик Ч. Обработка металлов без снятия .стружки. И., "Мир"., 1965,с. 333-336. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

ТИПА СТАКАНА поеимчщественно из уг леродистых конструкционных сталей с, содержанием углерода 0,1-0,85Х, вклю-. чающий нагрев заготовки до температу— ры Ас -(20-120) С, ее деформирование со степенью деформации 20-703 и скоростью деформирования 40-200 мм/с, а также последующее деформирование в холодном состоянии о т л и ч а

У ю ш и и с я тем, что, с целью повью» шения .коэффициента использования металла, а также снижения энергети ческих затрат и трудоемкости, перед деформированием в холодном состоянии заготовку подвеогают охлавдению со скоростью 30-60 С/с, а деформирование в холодном состоянии проводят .со степенью деформации 10-60Х. метров термомеханического режима в совокупности с формированием микроструктуры материала деформированного полуфабриката определенного ба" ла для последующей холодной деформации определенной величины. В зависимости от содержания углерода в стали значения параметров термомеханического режима при полугорячем формоизменении:,претерпевают перераспределение в сторону увеличения силового режима (величины деформации) и снижения (уменьшения) температурыдеформации для ниэкоуглеродистой стали: уменьшение величины деформации и повышение температуры для высокоуглеродистой стали.

В таблице представлены значения температуры, соответствующие температуре Ас, для сталей указанного химического состава.

Заготовки из стали с содержанием углерода 0,1-0,357. нагревают до температуры Ас1-(110-120) С, (620610 С), деформируют с величиной део формации 50-707, после чего деформируют в холодном состоянии с величиной деформации 40-607..

Марка стали 10 15 20 25 30 35 40

Ас<, С 732 735 735 735 735 730 730

Марка стали 45 50 55 60 70 75 85

Ас, С 730 725 725 725 725 720 720

Заготовки иэ стали;с содержанием углерода 0,35-0,657 нагревают до температуры Ас, -(40-70) С (690-660 С) дебовмируют с величиной деформации

40-60Х после чего деформируют в холодном состоянии с величиной деформации 25 407.

Заготовки из стали с содержанием углерода Q 65-0,857. нагревают до температуры Ас -(20-40) С, (700-680 С), деформируют с величиной деформации

20-407. после чего деформируют в холодном состоянии с величиной деформации 10-257..

Способ формоизменения полуфабриката детали типа стакана из стали с содержанием углерода 0,1-0,857. осуществляют следукнцим образом.

l. Выполняют разделку штанг на заготовки (отрезают на дисковой пиле или отрубают на пресс-ножницах в холодном или подогретом состоянии).

1 1165523

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении пластическим деформированием полуфабрикатов деталей типа стакана из углеродистых конструкционных сталей.

Целью изобретения является повышение коэффициента использования металла и снижение энергетических затрат и трудоемкости путем оптимизации .1О технологической схемы процесса, Способ реализуется следующим образом.

Заготовку иэ углеродистой конструкционной стали с содержанием угле- !5 рода 0 1-0,857. подвергают нагреву до температуры Ас - 20-120) С, деформируют со степенью деформации 20 -707. и со скоростью деформирования 40-

200 м/с, после чего подвергают дефор" >0 мированию выдавливанием в холодном состоянии, причем охлаждение осуществляют со скоростью 30-60 С/с, à дефоро мирование выдавливанием проводят со степенью деформации 10-60Х, >5

Способ заключается в повышении уровня прочностных свойств и в уменьшении пластических, что достигается использованием в ограниченном объеме . на конечных формообразующих опера- 30 циях предельно допустимой величины, деформационного упрочнения,. полученного на предыдущих формообразующих операциях. Особое значение при этом приобретает величина параметров тер- З5 момеханического режима полугорячей деформации, при котором происходит только частичное использование ресурса пластичности, позволяющее осуществлять окончательные формообразую- б щие операции беэ нагрева (в холодном состоянии). Отличительной особенностью пол горячей деформации углеродистых сталей в температурной области, близкой Ас, является повышен-45 1 Ф ный уровень пластических свойств материала деформированного полуфабриката при относительно высоком уровне прочностных свойств. !

Обеспечение уровня прочностных и пластических свойств позволяет получать полуфабрикат детали типа стакана ответственного эксплуатационного назначения без применения последующей упрочняющей термической И обработки, что можно осуществить при соответствующем распределении (перераспределении) значений пара3 1.i65523

2. Проводят рекриоталлизационный отжиг заготовки (только при анизотропии механических свойств материала в состоянии поставки).

3. Осуществляют:удаление дефект- 5 ного слоя и нанесение на заготовку технологической, смазки (ТС) °

4. Нагрев заготовки выполняют до температуры Ас1-(20-120) С (выбран" ный температурный нагрев для указан" ных марок сталей в сочетании со зна" чениями скорости и величины деформации является оптимальным) ..Крите рий оптимизации - величина удельной нагрузки на инструмент, характеризу-. <5 ющая степень упрочнения материала.:

Отклонение от нижнего предела температурного интервала (Ас -120 С) резко увеличивает сопротивление де формированию (соответственно удельное 20 усилием и снижает стойкость инструмента. Отклонение от верхнего предела характеризуется интенсивным окалинообразованиеми и превалирующим эффектом разупрочняющих процессов. 25

5. Деформирование при температуре нагрева производят за 2-3 перехода с величиной деформации 1п9, 0,2231,203 (20"70X) при скорости .деформирования 40-200 мм/с путем калибровки 3р (I-й переход), обратного выдавливания (II-ой переход), вытяжки с утонением (III-ий переход).

Отклонение от нижнего предела си лового режима (величины деформации}

35 не обеспечивает в совокупности с последующими операциями способа требуемого уровня прочностных и пласти . ческих свойств материала, а отклоне-.. ние от верхнего предела вызывает ис 40 пользование ресурса пластичности на завершающих операциях и увеличение удельной нагрузки при полугорячем . формоизменении более предельно допусти" мой величины (общепринято. Я пред.

1500-1600 МН/м2)

Отклонение от нижнего предела ско:: ростного интервала связано с подстыва нием полуфабриката во время деформа ции,а отклонение от верхнего предела " 50 связано с реэжим увеличейием сопрбяивления деформированию (и тем самым снижению стойкости инструмента в. 2

4 раза и более).

6. Охлаждение после деформации 55 проводят со скоростью 30-60 С/с.

Указанные пределы скорости ozaaa дения для отмеченных марок сталей яв" ляются оптимальными, Охлаждение с заданной cKQDocTblO направлено на фиксацию структуры материала "непосредственно после деформации с нагревом, причем меньшее значение скорости охлаждения соответствует сталям с .повышенным содержанием углерода. Охпажде" ние с заданной скоростью после формоизменения с нагревом позволяет зафиксировать в достаточно полной мере величину деформационного упрочнения материала.в результате прошедшей деформации и предопределяет размер зерна микроструктуры материала под последующую..холодную деформацию (соответственно предельно допустимую степень холодной деформации). Использование ресурса пластичности материала полуфабриката определяется термомехани" ческим режимом деформации с, нагревом в совокупности с величиной деформации на окончательной операции в холодном состоянии.

Отклонение от указанных пределов скорости охлаждения не позволяют ввиду охрупчивания и связи с использова» нием ресурса пластичности из-за увеличенных размеров зерен осуществлять деформирование в холодном .состоянии, 7, Осуществляют нанесение технологической смазки на заготовку (фосфатирование + омыливание + NoS или

ТС на основе полимерных покрытий).

8. Выполняют вытяжку с утонением стенки или прямое выдавливание в холодном состоянии (20 С) с величиной дефоомации 10-60Х.

Указанные пределы холодной деформации обусловлены использованием ресурса пластичности материала в совокупности с приведенными значениями параметров термомеханического режима полугорячей деформации, а также обеспечением требуемого уровня меха" нических свойств. Отклонение от ука занных пределов вызывает разрушение материала полуфабриката, особенно при жестких /K6 О схемах напряжен>

1а ного состояния в очаге пластической деформации (вытяжке с утонением стенки) .

9. Осуществляют низкотемпературную термическую обработку (НТО) и окончательную обработку резанием.

Деформирование (пункт 5) может осуществляться за два перехода (калибровка и обратное выдавливание) с

1165523 непосредственно последующим холодным ми опробован на сталях с содержанидеформированием (ниэкоуглеродистые ем углерода 0; 1, 0,45 и 0,8Х. стали). Изготавливают полуфабрикаты диХолодное формоизменение в эависи- .аметром 60 и 102 мм с толщиной стен- мости от содержания углерода в ста- 3 ки 6 и 14 мм и высотой 160 и 430 мм ли выполняют с величиной деформации соответственно, 10-60Х, причем меньшие значения де- Функциональное назначение детаформации относятся к сталям с повы- лей гидвоцилиндры. Полугорячую шенным содержанием углерода, Веяичи деформацию полуфабрикатов из стали на деформации в холодном состоянии 10 10 (ГОСТ 1050-74) осуществляют за в некоторых случаях может дробиться два перехода, из остальных сталейс цепью смягчения схемы напряжен» за три. ного состояния(Х4 <0 ?? ?????????????????? ???????????????????? ?????????? ???????????????????? ?????????? ??„ ???????????????????? ???? ?????????? 10 45 ???????????????????????????? ???????????????????????? (????????????????, ???? 1> вляют в воду, из стали 89 - в масло. тяжка с.утонением стенки через две- После охлаждения из полуфабрикатов три матрицы вместо одной.или поямое вырезают образцы по ГОСТ 1497-73 вьшавливание за пва пеоехода). (тип. обо. 7 и 9) испытывают на од)

После выполнения формообразующих ноосное.растяжение на универсальной . операций перед обработкой резанием + испытательной машине. и исследуют микосуществляют ниэкотемпературный : роструктуру. Остальные полуфабрикаты отпуск, который снимает частично ве- деформированы в холодном состоянии личину деформационного упрочнения Таким образом, при изготовлении (до 2-3X). Операция низкотемпера; полуфабрикатов иэ указанных марок турной термической обработки (HTO) сталей предлагаемым способом уровень необходима для устранения остаточ- прочностных свойств 002) достигает ных напряжений и приведения структу-- 7501150 ИН/м, пластических - 28ры материала полуфабриката в относи". 347.. При перераспределении значений тельно равновесное состояние. Паде- ° параметров термомеханического режима ние значений прочности в результате 39 в зависимости от содержания углерода

НТО при указанном уровне механичес- в стали и величины холодной деформаких. свойств материала деформирован- ции, полученные результаты характерны ного полуфабриката не превышает и для остальных марок сталей.

15-30 МН/м, что в конечном итоге Технико-экономическая эффективобеспечивает на указанных марках. g ность от использования предлагаемого сталей фактические значения 6р2 изобретения яаключается в повышении не менее 700-1100 Мн/м (а g - не более коэффициента использования металла

28 35Ж . до 0 8-0,87, снижении трудоемкости

Пример. Способ изготовления механической обработки в среднем на полуфабрикатов деталей типа стакана 4в 20-40Ж "и снижении энергетических затв соответствии с укаэанными режима- рат.

Составитель А. Быстров

Редактор Л. Гратилло ТехредМ.Пароцай Корректор Е, Рошко

Заказ 4267/15, Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-.35, .Раушская наб,, д, 4/5

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