Способ определения характера течения металла заготовки при прессовании

Способ определения характера течения металла заготовки при прессовании

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

тоо теитно-технип -""- « бибабо.ноте k М А

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ ()662225

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.08.76 (21) 2397605/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 21 J 5/00

В 21 J 5/06

Государственный квинтет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18 (53) УДК621.777..07 (088.8) Дата опубликования описания 25.05.?9 (72) Авторы изобретения

Н, С. Рахманов, Б. Ф. Былов и Н. П. Дубренская (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА ТЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА

ЗАГОТОВКИ ПРИ ПРЕССОВАНИИ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для определения оптимальной формы очага деформации при прессовании.

Известен способ определения характера течения металла заготовки при прессовании, 5 включающий изготовление заготовбк, состоящих из двух полуцилийдров, нанесения координатной сетки на плоскости одной из половин заготовки, неполное прессование сборной заготовки, а затем изучение деформированной координатной сетки и вычисление уг- 1О лов наклона касательной к кривой естественного течения металла в критических точках (1).

Недостатком известного способа является сложность и трудоемкость связанных с ним математических расчетов, требующих решения интегральных уравнений.

Наиболее близким к изобретению является способ определения характера течения металла заготовки при прессовании пластически анизотропных тел, включающий изготовление заготовок, состоящих из двух полуцилиндров, нанесение координатной сетки на плоскости одной из половин каждой заготовки, прессование сборных заготовок с выполнением заходной части матрицы из материала, деформирующегося под действием продавливаемой заготовки, регистрацию параметров процесса, а затем металлографическое исследование полученного изделия и прессостатка и расчет компонентов скоростей деформации и значений истинных деформаций в зоне истечения по результатам измерений искаженной координатной сетки (2)

Недостатком такого способа является сложность и трудоемкость исследований и расчетов, что препятствует его широкому промышленному внедрению.

Целью изобретения является снижение трудоемкости процесса., Цель достигается тем, что при прессовании между заготовкой и матрицей помещают шайбу из деформируемого . материала, при этом прессование ведут не менее чем тремя циклами и при каждом цикле меняют прочность материала шайбы при соотношении предела текучести металла заготовки к пределу текучести материала шайбы 0,19—

5,3, а металлографические исследования и

662225 то вки вы п р ессо вы в ал и не полностью . В о всех случаях высота прессостатка составляла 1 /3 длины заготовки .

П о окончании прессования производили разделение и рес сост атков н а две половины. На одной из них исследовали искажение координатной сетки, а на другой после фрезерования и травления диаметральной плоскости изучалась макроструктура материала. Из отпрессованного изделия (прутка)

I0 по его длине вырезались образцы для определения механических свойств. Часть образцов подвергали отжигу по стандартному режиму.

Исследование прессостатков показало, что величина соотношения „ „-„„, оказывает у оа sAr определяющее влияние на формирование очага деформации. Использованное в данном эксперименте множеством значений п обеспечивает получение трех типов формы образующей естественного течения материала заготовки пре прессовании: выпуклую при п =

0,19 — 0,71; прямолинейную при п=0,75 — 1,0; вогнутую при и = 1,05 — 5,3 (фиг. 1) .

Каждый цикл прессования сопровождался регистрацией усилия прессования с помощью тензометрической месдозы типа ТДД

25 и скорости прессования с помощью реохорда.

На фиг. 2 представлен построенный по результатам этих замеров график зависимости усилия прессования P от формы образующей очага дефОрмации, характеризуемой различными значениями критерия и, в разные моменты цикла прессования, определяемые величиной рабочего хода прессштемпеля. Из графика следует, что в случаях создания очага деформации с образующей естественного течения выпуклой формы (п=0,68 и и = 0,71) для выдавливания изделия через очко матрицы потребовались максимальные усилия прессования (P )900 т.с. в начале цикла), а для прессования с вогнутой образующей очага деформации (п =2,5 и п = 1,4) величина потребного усилия в начале цикла значительно ниже (500 — 600 т.с.).

Как видно из графика (фиг. 3), показывающего зависимость скорости прессования от хода прессштемпеля для разных форм образующей очага деформации, наиболее высокие скорости на всем протяжении цикла были достигнуты при очаге деформации с образующей прямолинейной формы (п=0,89 и п=0,92). механические испытания производят по каждому циклу с последующим их анализом.

На фиг. 1 представлены макроструктуры в осевом сечении прессостатков и изделий, - отпрессованных из заготовок одного и того же сплава, с использованием шайб из материала разной прочности; на фиг. 2 †график изменения усилия прессования в зависимости от формы очага деформации; на фиг. 3 — график изменения скорости прессования; на фиг. 4 — график зависимости механических свойств изделий от формы очага деформации.

Пример. Цилиндрические литые заготовки (24 штуки) размером III110 X 200 мм из алюминиевого сплава, содержащего 1,4% магния, были разрезаны (каждая) в диа-. метральной плоскости с образованием:двух полуцилиндров. На плоскости одной из половин каждой заготовки нанесена координатная сетка. Кроме того, были изготовлены

24 диска — шайбы диаметром 110 мм и высотой 30 мм из алюминиевого сплава, легированного медью и магнием. Содержание меди во всех шайбах составляло 0,5%, а содержание магния в них было различным и находилось в пределах 0,5 — 10%. Для матерйала заготовок и для материала каждой шайбы определились значения предела текучести при температуре 400 С.

Два,полуцилиндра, составляющие каждую заготовку, сцепляли один с другим и с одной из шайб при помощи штырей. Каждая сборная заготовка, представляющая собой скрепленный комплект из двух полуцилиндров и шайбы, характеризовалась условным критерием n, определяемым как отклонение предела текучести материала заготовки к пределу текучести материала шайбы

0,R3

Так как разное содержание магния в материале шайб придавало этому материалу разный уровень прочностных свойств, вычислен- 4О ные значения критериев и на сборййх заго-" товках изменялись в широких пределах от

0,19 до 5,3.

Сборные заготовки вместе с шайбами помещали в индукционную печь, нагревали до температуры 400 С, а затем поштучно загружали в контейнер горизонтального гидравлического пресса усилием 1000 т.с., где подвергали их прессованию через плоскую матрицу с круглым очком диаметром 20 мм.

При загрузке сборная заготовка ориентиро- 50 валась таким образом, чтобы шайба была обращена в сторону матрицы и в процессе прессования примыкала к последней. Диаметр контейнера пресса 115 мм; температура контейнера перед прессованием 320 С. ЗагоНа графике (фиг. 4) показан процентный прирост предела прочности по длине прутков, характеризующий анизотропию свойств прессованных изделий.

В таблице показаны результаты механических испытаний прессованных прутков.

662225

СО CQ

Е О

СЧ

»т (»ф Ф Э IS (9

o < о аФ

Ф

Р»

И (ф

Р. и о

О СО

О"

С )

o o o

О О О å

c/) О

Л м (В

О

lE (CQ т(CQ CQ

СО (т-( (-" (-" (=

Я (CI rl (О СО Cq т-(т-(CQ С ( с Я СЯ т ((т (-,о о сЛ

»t g

Ц

CQ + 03

СО CD CO т (т т3 (= t- (О ж а

С9 М СЯ т (ГЧ т (т-т

° ф С9 Л" (т-(О (О

C9 CO о сЛ

Л с4 ; тр

9 т-(тф

Я Ctl СЧ т-(т-(Л о (тр

Ц (» т-»

С (С0

rl т-(ф

Л о ж

Е( о

Х

fC( (8 о

Ф

М

Р

Ф (»

Р (3 о

tS

Й фЦ

3ое

Й Ж Ж

cU Ю CO CO CD

CD 0) CQ t» t t аоннЮНОооайн

„„с(од ааннажжоло

Я CO Я CO (о в ю

Л О 0" Л" О О

7 б62225

Анализ результатов механических испытаний показывает, что наименьшая анизотропия механических свойств по длине прутков, как в горячепрессованном состоянии, так и после стандартного отжига, наблюдается в случае прессования с выпуклой формой образующей очага деформации. Вогнутая форма образующей приводит к повышению анизотропии свойств.

Таким образом, используя регулируемое соотношение пределов текучести материала 10 заготовки и материала шайбы, образующего заходную часть матрицы, можно оказывать существенное влияние на формйрование очага деформации при прессовании, и, следова тельно, на параметры процесса и качество прессуемых изделий. При всех значениях

15 критериев и, меньших 0,75, форма образующей естественного течения металла получается выпуклой. При значениях, лежащих в интервале 0,75 — 1,0, образующая имеет прямолинейную форму, а при и >1,0 — вогнутую.

Следовательно, в каждом отдельном случае можно выбирать величину соотношения и, обеспечивающую достижение оптимальных технологических параметров или повышение качества продукции. Выбор соотношения п "(0,75 дает возможность предельно снизить анизотропию механических свойств прессизделий, при и = 0,75 — 1,0 достигается повышение скорости прессования, а при и ) 1 ооеспечивается существенное снижение потребного усилия прессования, особенно в начальный момент.

Предлагаемый способ позволяет после определения оптимального характера тече - — "ния металла или сплава при прессовании дать рекомендации по изготовлению матриц, входная часть котороых имеет соответствую- 35 щую форму (с выпуклой, прямолинейнои или вогнутой образующей) наиболее рационально для конкретного сплава и "для прочих конкретных условий.

Важным преимуществом предлагаемого способа является простота егб йспользова40 ния и малая трудоемкость процесса оптимальной формы образующей естественного течения, так как не требуется сложных математических расчетов и изготовление матриц сложной конфигурации.

Фор мула изобретения

Способ определения характера течения металла заготовки при прессовании, включающий изготовление заготовок из двух полуцилиндров, нанесение координатной сетки на плоскости одной из половин каждой заго товки, прессование с выполнением заходной части матрицы из материала, деформирующегося под действием продавливаемой заготовки, регистрацию параметров процесса, а также металлографическое исследование и механические испытания полученного изделия и прессостатка, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса, при прессовании между заготовкой и матрицей помещают шайбу из деформируемого материала, при этом прессование ведут не менее чем тремя циклами и при каждом цикле меняют прочность материала шайбы при соотношении предела текучести металла заготовки к пределу текучести материала шайбы

0,19 — 5,3, а металлографические исследова.ния и механические испытания производят по каждому циклу с последующим их анализом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2.750.034, кл. 72 †2, 195б.

2. Прозоров А. В. и др. Исследование влияния формы очага деформации на пластическое течение металла при прессовании.

Сборник трудов ЦНИИТМАШ № 111, «Вопросы пластичности и технологии обработки металлов давлением», М., 1972, с. 5 — 10.

662225

llpugocm по дланей/ в 0

Е0 з4

r"00 400 600 8оо /000 1200 0J4 пруапга,мм

Образующая матрицы 5огнутая — н — — — прямолиней ноя — lr — Хыпунлая

ГорячепреггоЕанное состояние

Отомсменное гогтпояние

УЬг 4

Составитель В. Волков

Техред О. Луговая Корректор E. Папи

Тираж 1033 Подписное

Редактор О. Торгашева

Заказ 2564/11

ЦН ИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4