Способ смазки ковочного штампа при изготовлении деталей, получаемых двумя последовательными операциями, включающими литьё, а затем ковку

Способ смазки ковочного штампа при изготовлении деталей, получаемых двумя последовательными операциями, включающими литьё, а затем ковку

Реферат

Изобретение относится к изготовлению деталей, получаемых в технической зоне, включающему операции литья и ковки, причем детали проходят последовательные операции литья, а затем ковки.

Последняя технология разработана и описана в патенте EP 119365, использованном Заявителем, в частности для обработки деталей из алюминия и алюминиевых сплавов, а также деталей из легких сплавов.

Соответственно, этот способ заключается в литье заготовок деталей из алюминия и алюминиевых сплавов, затем их перемещении в ковочный штамп, полость которого чуть меньше размера заготовки, и выполнении процесса ковки в штампе для получения детали, форма и размеры которой выбраны с повышенными механическими свойствами.

Заявитель разработал много усовершенствований в технологии, в частности технологии графитового покрытия, наносимого после получения литой заготовки. Эта технология, включающая нанесение графитового покрытия, была подробно описана в патенте FR 2803232.

На практике заготовку, полученную литьем, погружают в раствор, содержащий графитовое покрытие, затем перемещают в туннельную печь при температуре около 400-500 С. Операция передачи изделия в туннельную печь предназначена, в частности, чтобы сделать заготовку более пластичной для последующей операции ковки.

Заготовку с нанесенным таким образом покрытием затем перемещают в ковочный штамп для штамповки. Ковочный штамп характеризуется также предварительной эмульсионной смазкой для облегчения пластической деформации материала в рабочей зоне и предотвращения налипания сплава к инструментам.

Это техническое решение широко используется Заявителем. На этой основе, а также на практике, она ведет к дополнительным издержкам на двух уровнях:

- прежде всего, использование графитового покрытия означает управление растворами и их разведением, поскольку используемый графит разведен в воде. Это означает, что управление является крайне важным, требующим использования корректирующих и стабилизирующих средств для растворов графитового покрытия;

- кроме того, каждый раз необходимо использовать эмульсию для распыления на материал ковочного пресса с целью охлаждения штампа, что вызывает резкие перепады температур, сокращающие срок службы штампа.

Столкнувшись с этой проблемой, имеющей место в процессе технологии литья-ковки, известной под фирменным названием ‘COBAPRESS’ Заявителя, которая представляет собой изготовление деталей из алюминия или алюминиевых сплавов и легких сплавов двумя последовательными операциями, включающими литье заготовки, а затем ее ковку, Заявитель пришел к мысли о необходимости исследований для разработки предложения, которое усовершенствует этап нанесения графитового покрытия или которое могло бы заменить его.

Следовательно, подход Заявителя заключался в том, чтобы исследовать технологию смазки, обычно известную как отдельный предмет в области литья и в области ковки, которые являются полностью независимыми друг от друга, насколько это было известно Заявителю.

Вкратце, и как напоминание, в процессах литья смазка заключается в нанесении защитного покрытия для облегчения извлечения детали из литейной формы. Этот способ известен в областях литья в песчано-глинистую смесь, литья в кокиль и гравитационного литья. Смазка может быть постоянной (например, при литье в кокиль) или может наноситься между каждым процессом заливки металла. Смазка наносится посредством пульверизаторов или щеток.

В области литья существует также масляная смазка, наносимая коллектором или роботом, и сухая смазка, используемая в конкретном случае литья под давлением.

В области традиционной ковки смазки также используются для облегчения пластической деформации материала и предотвращения налипания металла к штампам. Также используются масляные графитовые смазки, водные и безводные растворы графита для распыления или нанесения покрытия, керамика и твердые смазочные вещества, такие как сухие смазки.

Хотя в отраслях литья и ковки, рассматриваемых отдельно, использование сухой смазки является известной технологией, этот способ никогда не использовался применительно к процессу, объединяющему две последовательные операции: литье, а затем ковку. Заявитель сам был у истоков способа ‘COBAPRESS’, описанного в патенте EP 119365, и разработал вариант осуществления нанесения графитового покрытия, как упоминалось ранее в патенте FR 2803232.

На практике из-за самого характера процесса литья-ковки ‘COBAPRESS’ невозможно использовать технологию смазки с традиционными решениями и известными способами, используемыми при традиционном литье и традиционной ковке.

Заявитель, который рассматривал эту проблему длительное время с анализом всех стоимостных и реализационных аспектов, открыл особенно интересное решение как часть конкретного выбора операции смазки и управления производственными издержками, а также условиями работы, которое без них становится препятствием из-за неприемлемых инвестиционных расходов.

Проведенные поэтапные испытания описывают преимущества решения, предложенного Заявителем.

Соответственно изобретению предлагаемый способ включает реализацию процесса, заключающегося в литье заготовки с требуемыми формой и размерами, перемещении этой заготовки из литейного цеха в туннельную печь, а затем предварительном нагреве ее до температуры примерно 500 С, перемещении предварительно нагретой литой заготовки в ковочный штамп со значительно меньшими размерами и формой, а также и выполнении операции штамповки при давлении 600-700 МПа, причем способ отличается тем, что перед перемещением предварительно нагретой литой заготовки в ковочный штамп, ковочный штамп и средства позиционирования заготовки, состоящие из штифтов, подвергают процессу порошкового напыления на всю поверхность ковочного штампа, предназначенного для приема предварительно нагретой литой заготовки, а также штифты.

В соответствии с еще одной характеристикой изобретения его напыление может происходить с электростатическим осаждением или без него.

Электростатическое осаждение обеспечивает равномерное осаждение и позволяет достичь недоступных мест ковочного штампа из-за конфигурации заготовки. Порошок, который выбрасывается и распыляется, содержит парафин, плавящийся при 100°C, используемый как направляющее средство или как средство для извлечения из формы. Порошок может включать соединение, основанное на частицах графита или нет, в случае электростатического осаждения в очень ограниченных пропорциях, максимум около 10%.

Решение, предложенное изобретением, вносит много преимуществ по сравнению с технологией, разработанной Заявителем. Больше нет необходимости содержать бак для хранения для графитового покрытия и больше нет необходимости использовать воду. Нет больше необходимости контролировать коэффициент разведения, что значительно сокращает расходы на контроль и обслуживание. Уровень шума при подаче жидкой смазки на штамп снижается, а что касается устранения баков для покрытия, то больше нет жидких отходов, и всасывающая система, участвующая в подаче жидкой смазки на штамп, больше не подвергается засорению.

С технической точки зрения при ковке пластическая деформация заготовки повышается, а загрязнение инструментов, используемых для ковки, снижается, при увеличении срока службы ударного штампа, поскольку он подвергается меньшему числу резких перепадов температур.

1. Способ изготовления деталей из легких сплавов, включающий

получение литьем заготовки требуемых формы и размеров,

перемещение литой заготовки в туннельную печь и ее предварительный нагрев до температуры 500°C, перемещение предварительно нагретой литой заготовки в ковочный штамп с полостью, размеры которой меньше размеров литой заготовки, оснащенный средствами позиционирования заготовки, выполненными в виде штифтов, и

осуществление штамповки при давлении 600-700 МПа,

при этом перед перемещением предварительно нагретой литой заготовки в ковочный штамп на всю поверхность упомянутого штампа, предназначенную для приема предварительно нагретой литой заготовки, а также на штифты напыляют порошок, содержащий частицы графита.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напыление порошка осуществляют с электростатическим осаждением.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что порошок содержит парафин, имеющий температуру плавления 100°C.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что порошок содержит частицы графита в количестве не более 10%.