Способ получения изделий

Способ получения изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сокзз Советские

Социалистические

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i»>7476()3 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 10. 1 1. 75 (21 ) 2 188382/25-27 (51) М. Кл.

В 21 T 5/06

В 23 К 19/00

В 21 С 23/20

В 21 К 23/00 (53} УДК 621. . 7 3 (088. 8) с присоединением заявки ¹

Гасударственный комнтет (23) Приоритет но делам изобретений н открытий

Опубликовано 15 0 7 80 Ь>оллетень,№26

Дата опубликования описания 15.0;.60 (72) Автор изобретения

В. Г . Пеньков (71) Заявитель (54) СПОСОВ ПОПУЧ1=-НИЯ ИЗДКЛИй

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано преимушественно при изготовлении переходников для сварных конструкций, состояших из резных металлов, плохо под5 даюшихся электрической сварке.

Известен способ изготовления изделий, заключаюшийся в том, что две цилиндрические заготовки.укладывают в контейнер торцами друг к другу и осуществляют их

10 диффузионную сварку посредством совместного деформирования действуюшими на противоположные торцы встречными усииями Ц.

Недостаток этого способа — невысокое

15 качество диффузионной сварки (и, следовательно, низкое качество изделий) ввиду наличия окислов и загрязнений на свариваемых поверхностях.

Целью изобретения является повышение 2 качества диффузионной сварки.

Для достижения этой цели, при укладывании заготовок в контейнер между их торцами прокJIBllblBеют кольцо из материала, предел про.ности кото":.ого превышает пределы прочное-и матер:>алов заготовок при температуре .с. доформирования, à совмест ное деформнровенпе заготовок производят двусторопним обратным прессованием с центрельньп-, :." .-"пением.

Так как кольцо, неходяшееся при преосовании между >плестичесзси деформирующимпся металлами заготовок, выполнено из материала, предел прочности которого при температуре прессования превышает пре» дел прочности металлов заготовок при температуре прессования, оно пластически не дсформируетст. Прн обратном прессове нип с центральным истечением одновременно с двух сторон контейнере движеняе частиц металле, неходяшихся на сопрягаемых поверхностях металлов, происходит в напревчеиил, перпендикулярном осям каналов матриц (игле плп оправке, продоль ной осн контейнера), другими словами, движение неправчено прямо не наружную грань кольца. Так кек кольцо пластичесеси не деформируется. происходит обтекание

45 .5O

На фиг. 1 показана операция укладки в контейнер заготовок с проклацыванием кольца между ними, разрез; на фиг.2первая стааия прессования перехоаника, разрез; на фиг. 3 — момент окончания первой стааии и начале второй стадии прессования, разрез; на фиг. 4 - вторая стадия прессования переходника, разрез, ие фиг. 5 - узел g на фиг. 4, показывакяций процесс накопления участков55 кольца частицами метаппов, находящимися на сопрягаемых поверхностях металлов заготовок. При обтекании кольце слои окислов, находящиеся на сопрягаемых поверхностях метап лов заготовок, задерживаются у наружной грани кольца или обдираются о его рббре и боковые грани„

Очистившиеся таким образом сопряженные поверхности металлов заготовок вновь стекаются у внутренней грани кольца и свариваются от действия внутренних напряжений, возникающих при прессовании.

Так как воздух к внутренней грани копьца во время прессования проникнуть практически не может, новых окислов на сваривающихся поверхностях не образуется.

Отсутствие. между слоями металлов пере.— ходника пористого споя окиспов обуславливает вы"окое качество сварки. При движении сварившихся металлов от внутренней грани кольца к оси канала матрицы (к игле или к оправке) на тех участках поверхности диффузионной сварки, на которых сцепление между металлами по какой.пибо причине оказапось недостаточным, металлы вновь разъединяются от действия внутренних рестягивающих напряжений, а участки с достаточным сцеппением сохраняются и в продолжении дальнейшего прессования собираются в месте соединения металлов изделия. Таким образом, место соединения металлов изделия представляет собой скоппение участков-точек, сцепление металлов в которых настолько велико, что не разрушилось даже от действия внутренних рестягивеющих напряжений, возникакщих при прессовании. Поэтому механическая прочность, а такие герметичность иэделия, например перехоаника, изготовленного предлагаемым способом, превышает прочность и герметичность изаелия, изготовленного известным способом. Преалагаемый способ позволяет изготовить более короткие переходники, чем известный способ, и таким образом уменьшить ресхоа металла на изготовление переходников аля сварных констр кцийе

6ОЗ

4 точек с большим сцеплением между ме теплеми; HB фиг. 6 — переходник, разрез, на фиг. 7 —; на фиг. 8 — разрез копьца на фиг. 7; не фиг. 9 — трехгранное ко.пьцо; на фиг. 10 — разрез кольца на фиг. 9; на фиг. 11 — операция укладки в контейнер комплекта заготовок и кольца для прессования переходника иэ трех металлов; на фиг, 12 — первая стадия прессования переходника иэ комплекта заготовок, изображенного на фиг. 11; на фиг. 13 — переходник, отпрессованный иэ комплекта заготовок, изображенного не фиг. 11; не фиг. 14 — операция укладки в контейнер комплекта для прессования переходника без образования пресс-остатка; на фиг. 15 — вторая стадия прессования переходника без образования прессостатка, разрез; на фиг. 16 — переходник без цресо-остатка, разрез; на фиг. 17комплект заготовок аля прессования переходника из метал.пов, об.падающих разными пределами текучести, разрез; на фиг. 18первая стадия прессования перехоцника иэ комплекта заготовок, изображенного на фиг. 17; на фиг. 19 - вторая стадия прессования переходника иэ комплекта заготовок, изображенного на фиг, 17.

Пример 1. Изготовление переходника, состоящего из двух металлов.

При изготовлении переходника (фиг. 1 ), состоящего иэ двух метаплов, в контейнер

1 укладывают заготовку 2, на заготовку

2 укладывают кольцо 3 из материала, предел прочности которого превышает предел прочности металлов заготовок 2 и 4 при температуре прессования. Не заготовках 2 и 4 изображены . координатные сетки, ячейки которых прилегакщие к поверхностям заготовок 2 и 4 пронумерованы рядом цифр, который начинается с ячейки, припегакщей к отверстию в заготовке, и сетки, образованные только вертикальными линиями, кажцая полоска которых пронумерована двумя одинаковыми цифрами.

После укладки в контейнер 1 заготовок 2 и 4 производят распрессовку и преосование с обратным центральным истеч нием пуансонами 5 и 6 одновременно с двух сторон контейнера 1. Пластической деформации кольце 3 при прессовании не происходит, так как оно вьптопнено из материала, предел прочности которого при температуре прессования превышает предел прочности металлов заготовок 2 и 4 при температуре прессования.

На пластически деформирующемся металле заготовок (фиг. -) изображены координатные сетки с изменениями, происшедшими в результате пластической деформации металлов заготовок. Из сравнения положений соответствующих нумерованных ячеек и полосок сеток на фиг. 1 и на фиг. 2 сдедует, что при прессовании происходит обтекание кольца 3 металлами заготовок 2 и 4, при этом окиспы, нахо- 0 дящиеся при распрессовке на сопрягаемых поверхностях заготовок на участке между внешней гранью кольца 3 и стенкой контейнера 1, обозначенные толстой линией

7, задерживаются у внешней грани копьца

3 иди обаираются о его боковые грани, Очистившиеся таким образом сопрягаемые поверхности металлов стекаются у внутренней грани кольца 3 и свариваются от воздействия внутренних напря жений, возника- 20 ющих при прессовании. При этом окислы, находящиеся при распрессовке на сопрягаемых поверхностях заготовок 2 и 4 на участке между внутренней гранью кольца

3 и иглой 8, обозначенные толстой лини- 25 ей 9, выжимаются деформируюшимся металлом заготовок 2 и 4 на внутреннюю поверхность переходника. Так как во время прессования воздух к внутренней грани кольца 3 практически проникнуть не зп может, новых окиспов на сваривающихся поверхностях не образуется.

Как юпько все окиспы, находящиеся при распрессовке между внутренней гранью кольца 3 и иглой 8, обозначенные толстой линией 9, войдут на внутреннюю поверхность переходника (фиг. 3), окончится первая стадия прессования и начнется вторая, один из моментов которой изображен на фиг. 4. 40

Из сравнения положений соответствующих ячеек (фиг. 3 и фиг. 4) спеаует, что на второй стадии прессования участки

10 сопрягаемых поверхностей 1 1 междлов, которые сварились у внутренней грани кольца 3, в процессе пластической аеформации поажимаются к игле 8. При этом (фиг. 5) поа действием внутренних рас тягиваюших напряжений, возникающих при прессовании с обратным центральным истечением оановременно с авух сторон контейнера на участках-точках 12 с недостаточным сцеплением происхоаит разрыв, и металлы истекают в противоподож55 ных направлениях, укаэанных стрелками

13, а участки-точки 14 с достаточным сцеплением постепенно скапливаются в месте соединения метаплов переходника.

03 6

Таким образом, поверхность соединения металлов переходника образована учась ками-точками 14, сцепление в которых не нарушилось ааже поа действием внутренних растягивающих напряжений, возникающих при прессовании. Поэтому переходник, изготовпенный предлагаемым способом, изображенный в разрезе на фиг. 6, обладает более высокой герметичностью и механической прочностью, чем переходник изготовленный известным способом.

Пресс-остатки 15 и 16 при работе переходника лопезной нагрузки не несут и поэтому при необходимости могут быть удалены, например обточкой на токарном станке, как показано пунктирной линией

17, при этом, кольцо 3 может быть извлечено для повторного использования, Кольцо (фиг. 7 и фиг. 8) имеет четыре грани: наружную 1 8, внутреннюю 1 9 и аве боковые 20. В предлагаемом способе-может быть также использовано кольцо (фиг. 9 и фиг. 10), которое имеет три грани 18, 21, 22. Так как кольцо работает в условиях трехстороннего сжатия, можно испопьзовать кольцо из хрупкого материала, например карбида, вольфрама ипи кубического нитрида бора, важно только не раздавить кольцо при распрессовке.

Пример 2. Изготовление пере ходника, состоящего из трех металлов.

При изготовлении переходника (фиг, 11), состоящего из трех металлов, в контейнер

23 укладывают заготовки 24 и 25, на заготовку 25 укладывают копьцо 26, на кольцо 26 укладывают.заготовку 27.

После этого производят распрессовку и прессование с обратным центральным истечением пуансонами 28 и 29 одновре менно с двух сюрон контейнера 23.

Как показано на фиг. 12, при прессовании поверхность сопряжения заготовок

24, 25 и 27, имеющая при распрессовке цилиндрическую форму, обозначенную пунк« тирными линиями 30, выпучивается в направлении к кольцу 26, Причем, иэ-за торможения метаплов 31, 32 и 33 заготовок 24, 25 и 27 матрицами Э4 и 35 в средней части выпучивание больше, чем на участках, лежащих возле матриц 34 и 35 (см. координатную сетку на фиг.2-4).

Изза очищающего действия, кольца 26 при прессовании металлов 32 и ЭЭ заготовок 25 и 27 соединяются герметично и механически прочно. Из-за изменения при прессовании формы поверхности ме талла 31 заготовки 24, сопряженной с

7 74 поверхностями металлов 32 и 33 заготовок 25 и 27, происходит механически прочное соединение части 36 переходника из металла заготовки 24 с частями 37 и 38 из металлов заготовок 25 и 27 (см. фит . 1 3 ) .

Переходник (фиг, 13) позволяет осуществить в конструкции сварной узел, соединяюший, как минимум, три детали из разных металлов. Например такой узел, в котором к части 37 переходника приварена труба 39 из металла заготовки 25, к части 38 переходника приварена труба

40 из металла заготовки 27, а частью

36 переходник приварен к стенке 4 1 (43) с водяной рубашкой 42 (44) из металла заготовки 24.

Пресо-остатки 15 и 16 переходника (фиг, 6) полезной нагрузки не несут и поэтому при необходимости могут быть удалены, например обточкой на токарном станке, Таким образом, способ, описанный в примере 1, требует расхода металлов HB IlpGc статки.

Пример 3. Изготовление переходника без образования пресс-остатков.

При изготовлении переходника (фиг. 14 без образования пресс-остатков в контейнер 45 укладывают деформируюшуюся шайбу 46, в отверстие в шайбе 46 укладывают заготовку 47, на заготовку 47 укладывают кольцо 48, на кольцо 48 укладывают заготовку 49, на заготовку 49 укладывают деформируюшуюся шайбу 50.

После этого производят распрессовку и прессование содержимого контейнера 45.

При прессовании металлы 51 и 52 деформируюшихся шайб 46 и 50 выжима ют из-под матриц 53 и 54 металлы 55 и 56 заготовок 47 и 49, поэтому пресоостатков не образуется.

После прессования металлы 51 и 52 деформируюшихся шайб 46 и 50, а также кольцо 48 легко отделить от переходника 57. Из металлов 51 и 52 деформируюшихся шайб 46 и 50 можно вновь изготовить деформируюшиеся шайбы, например путем прессования. Кольцо 48 также можно использовать для изготовления других переходников.

В примерах 1, 2 и 3 описано изготовление переходников из металлов с незначительно отличающимися пределами текучести (при прессования). Различие пре7603 8

) 30

50 делов текучести при прессовании может привести к нарушению желаемой схемы пластической деформации (см. фиг. 5).

Добиться сохранения этой схемы пластической деформации можно нагревая заготовки до разных температур, так чтобы пределы текучести металлов заготовок при прессовании различались ненамного, либо используя заготовки со специально подобранной формой сопрягаемой поверхно сти.

Пример 4. Изготовление переходника, состояшего из металлов с разным пределом текучести при прессовании.

Комплект заготовок для изготовления переходника, состояшего из металлов с другим пределом текучести, чем металл заготовки 59, выполнен с выпуклой поверхностью сопряжения 60, а заготовка

59 — с вогнутой поверхностью сопряжения. При прессовании заготовок (фиг. 16) форма поверхности сопряжения 60, изменяясь, остается более или менее плоской, благодаря чему пластическая деформация происходит, как показано на фиг. 5. Поэтому переходник обладает достаточной герметичностью и механической прочноотью. формула изобретения

Способ получения изделий, заключаюшийся в том, что две цилиндрические заготовки укладывают в контейнер торцами друг к другу и осушествляют их диффузионную сварку посредством совместного деформирования действуюшими на противоположные торцы заготовок встречными усилиями, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества диффузионной сварки, при укладывании заготовок в контейнер между их торцами прокладывают кольцо иэ материала, предел прочности которого превышает пределы прочности материалов заготовок при температуре их деформирования, а совмеотное деформирование заготовок производя т двусторонним обратньм прессованием с центральным истечением.

Источники информации, прийятые во внимание при экспертизе

1. Патент Германии NI 3121 32, кл. 7 Ь 21/08, 1919.

747603

Миг. /р

Фиг. А

Фиг. ФЗ

И

Фиг. 5 фиг. ФУ

IlHHHTIH Заказ 4306/4 Тираж 986 Подписное

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