Способ изготовления прутков и профилей из жаропрочных труднодеформируемых сплавов на никелевой основе

Способ изготовления прутков и профилей из жаропрочных труднодеформируемых сплавов на никелевой основе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ " 473538

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополннтелыюе к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 26.06.73 (21) 1941736/25-27 с присоединением заявки М— (23) Прнорнтст—

Опубликовано 14.06.75. Ьюллетеш.."6 22

Дата опуолнковання описания 12.02.76 (51) М.Кл. В 21с 23/08

В 21с 23/32

В 21j 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (») УДК 621.777.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Ливанов, Н. С. Рахманов, Е. Н. Борисов, H. М. Березко, Г. К. Голодягин и Д. П. Низкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТКОВ И ПРОФИЛЕЙ

ИЗ )КАРОПРОЧНЫХ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ

НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ

Изобретение относится к области обработ ки металлов давлением.

Известен способ изготовления прутков и профилей из жаропрочных труднодеформнруемых сплавов на никелевой основе путем отжига литых заготовок при температуре выше точки растворимости " — фазы, охлаждения с печью до температуры, обеспечивающей дисперсное распределение v" †фа, последующего охлаждения до комнатной температуры и горячего прессования с применением пластичной шайбы, устанавливаемой на заходный торец матрицы.

Однако известный способ приводит к значительному возрастанию потребного усилия заключительной обработки давлением, в частности прессова,ння, и, соответственно, к сужению температурного интервала прессования. В результате этого на поверхности продукции появляются значительные трещины.

По предлагаемому способу для повышения производительности процесса, стойкости инструмента и качества изделий, а такхее снижения усилия прессования отжиг заготовок производят при 1200 — 1230 С с выдержкой 2 — 3 ч, охлаждении с печью до 950 — 750 С со скоростью 0,3 — 1%мин и последующем охлаждении на воздухе до комнатной температуры, перед прессованием нагревают заготовки до 1100 — 1140 С н производят подпрессов2 ку нх в закрытом объеме со степенью деформации 15 — 20%, по завершении которой выдерживают под полным уснлпем в течение

I0 — 20 с, а прессование проводят при

1120 — 1160 С через плоскую матрицу со скоростью 1,8 — 6 м/мнн.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходные слитки с черновой поверхностью загружают в нагревательную печь

1о нрн любой температуре, не превышающей

1200"С, нагревают до 1200 — 1230 С н выдерживают нрн этон температуре в течение

2 — 3 ч (нрп загрузке в один ряд). После этого, не извлекая слитки нз печи, снижают

Iç температуру последней до 950 — 750 С со скоростью 0,3 — 1 /мин, а затем выгружают слитки и охлаждают их на воздухе до комнатной температуры. Данная операция представляет собой гомогеннзнрующий отжиг, 2О направленный на снятие литейных напряжений н равномерное распределение упрочняющей фазы i". После этого слитки подверг;lют механической обработке, заключающейся в обточке нлн обдирке цилиндрической по2ь верхностн, обрезке литниковой части и резке в меру. Обработанные таким образом заготовки загружают в нагревательное устройство, например, соляную ванну, и нагревают до 1110 — 1140 С с выдержкой прн этой темпе30 ратуре в течение 15 — 30 мин., т. е. до полного

473538

3 прогрева металла. Нагретые заготовки поштучно подают в подогретый закрытый контейнер гидравлического пресса, покрывая их в процессе транспортировки слоем технологической смазки, например стекла. Диаметр рабочей полости контейнера на 10 — 15 мм превышает диаметр заготовки. Ходом прессштемпеля пресса заготовку осаживают (подпрессовывают), пока ее диаметр не сравнивается с диаметром полости контейнера, Подпрессованную заготовку выдерживают в контейнере при полном давлении (т. е, при номипальном усилии пресс-штемпеля, необходимом для подпрессовки) в течение 10 — 20 с.

После снятия давления заготовку охлаждают в контейнере 2 — 3 мин, а затем выталкивают из него и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Операция подпрессовки с выдержкой при постоянном давлении имеет целью разрушить литую структуру заготовки с попутной заваркой микропустот и трещин в металле и способствует форсированию процесса рекристаллизации, в результате чего предельно повышаются пластические характеристики материала заготовки. Степень деформации при данной схеме подпрессовки составляет 15 — 20 /о.

К одному из торцов каждой заготовки прикрепляют (например, путем точечной электросварки в нескольких местах) технологическую шайбу, представляющую собой сплошной диск того же диаметра, что и заготовка, изготовленный из более пластичного металла, чем материал последней, в частности из малоуглеродистой стали. Кроме высокой пластичности при температуре прессования, материал технологической шайбы должен сочетать другие физические характеристики, а именно достаточную вязкость в условиях прессования, малую теплопроводность и достаточно высокую точку плавления, превышающую максимальную температуру прессования. Примером другого материала, отвечающего указанным требованиям, является графит.

Толщину шайбы в выбирают из следующего соотношения: где: а — поправочный коэффициент, учитывающий физические свойства выбранного материала шайбы и величину коэффициента вытяжки при прессовании. Для шайб из малоуглеродистой стали при коэффициенте вытяжки 1. = 13,0 — 16,0 а = 1;

Д вЂ” диаметр отверстия рабочей втулки контейнера;

Д„р — диаметр прессуемого прутка или приведенный диаметр прессуемого профиля некруглого сечения.

Заготовки вместе с шайбой загружают в нагревательное устройство, например, соля25 ого участка материала технологической

G0

4 ную ванну с расплавом хлористого бария, и нагревают до 1120 — 1160 С с выдержкой при этой температуре в течение 15 — 25 мин., после чего поштучно подают в контейнер гидравлического пресса, предварительно подогретый до 480 — 500 С, Заготовки при загрузке в контейнер ориентируются таким образом, чтобы технологическая шайба располагалась между заготовкой и плоской матрицей. Во время загрузки заготовки покрывают слоем стеклянной смазки любым из известных способов, например путем обертывания в лист стеклоткани. Предлагаемый процесс можно осуществлять и без применения смазок. Продолжительность загрузки в контейнер пе должна превышать 1 мин во избежание захолаживания заготовки.

Под воздействием этого усилия прессования в начальный момент процесса технологическая шайба создает некоторое противодавление, способствующее более равномерному. распределению деформаций в металле заготовки. После этого начинается процесс истечения через очко матрицы сначала центральшайбы, а затем и металла заготовки.

В процессе истечения материал шайбы образует упругую кольцевую зону в месте сопряжения матрицы с контейнером, имеющую в сечении форму разнобедренного треугольника, углы которого при основании равны примерно 45 каждый. Таким образом, процесс прессования практически ведут через коническую матрицу, направляющий конус которой образован не из материала последней, а из материала технологической шайбы.

Надлежащий подбор физико-механических свойств и толщины шайбы обеспечивает автоматическое поддержание указанного направляющего конуса на протяжении всего цикла прессования. Скорость прессования, т. е, скорость перемещения главного плунжера или пресс-штемпеля пресса, в ходе цикла должна составлять 1,8 — 6,0 мин.

Предмет изобретения

Способ изготовления прутков и профилей из жаропрочных труднодеформируемых сплавов на никелевой основе путем отжига литых заготовок при температуре выше точки растворимости у"-фазы, охлаждения с печью до температуры, обеспечивающей дисперсное распределение v" — фазы, последующего охлаждения до комнатной температуры и горячего прессования с применением пластичной шайбы, устанавливаемой на заходный торец матрицы, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, стойкости инструмента и качества изделий, а также снижения усилия прессования, отжиг заготовок производят при

1200 — 1230 С с выдержкой 2 — 3 ч, охлаждении с печью до 950 — 750 С со скоростью

0,3 — 1 /мин и последующем охлаждении на

473538

Составитель P. Радькова

Текред Л. Казачкова

Корректор Т. Фисенко

Редактор Л. Василькова

Заказ ¹ 6393 Изд. № 1520 Тираж 966 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

5 воздухе до комнатной температуры, перед прессованием нагревают заготовки до

1100 — 1140 С и производят подпрессовку их в закрытом объеме со степенью деформации

15 — 20 !о, по завершении которой выдержи6 вают под полным усилием в течение 10 — 20 с, а прессование проводят при 1120 — 1160 С через плоскую матрицу со скоростью

1,8 — 6 м/мин.