CS256953B1 - Způsob kování výkovků z vysocelegovaných, především austenitických ocelí a neželezných slitin - Google Patents

Abstract

Řešení se týká kování výkovků s použitím mezivložky z vysocelegovaných, především austenitických ocelí a neželezných slitin, zabezpečující jemnozrnou strukturu výkovků v jejich podpovrchových a povrchových oblastech. Podstatou je, že deformační energie se přenáší na tvářený polotovar prostřednictvím mezivložek z žáruvzdorného nekovového vláknitého materiálu

Description

Vynález se týká způsobu kování výkovků z vysocelegovaných ocelí, především austenitických a neželezných slitin..

Běžný způsob kování na bucharu nebo lisu neumožňuje dostatečně rovnoměrné protváření v celém průřezu výkovku vlivem povrchového tření, ochlazování a vysoké citlivosti ke vlivu teploty na přetvářnou pevnost materiálu. To má za následek, že u některých ocelí a slitin vzniká v povrchových oblastech výkovku méně protvářená vrstva s hrubými nerekrystalizovanými zrny. Tyto oblasti hrubých zrn vyvolávají indikace zejména při ultrazvukové kontrole šikmou sondou a jsou zpravidla pro tyto nepřípustné ultrazvukové nálezy vyřazovány.

Oblasti hrubých zrn jsou způsobeny tím, že při dotyku kovadla s tvářeným polotovarem dochází k ochlazení povrchu a kontaktnímu tření kovaného materiálu o činnou část kovadla. Snížení teploty v povrchové oblasti má za následek zvýšení přetvářné pevnosti materiálu polotovaru. Zvýšení přetvářné pevnosti spolu s kontaktním třením mají za následek podstatně menši deformace materiálu v povrchové a podpovrchové oblasti, oproti deformacím, probíhajícím ve vzdálenějších částech od povrchu. Malé deformace a snížená teplota v povrchových oblastech neumožňuji uskutečnění procesu rekrystalizace s jemným sekundárním zrnem. Proto výkovky zpravidla mívají jemné rekrystalizované zrno ve střední části výkovku, zatímco povrchová část má hrubé sekundární zrno, u stabilisovaných ocelí austenitických ještě často stabilisované disperzními karbidy. Prováděné rozpouštěcí žíhání nedodá zpravidla tolik aktivační energie, aby proběhla rekrystalizace s jemným zrnem, a proto zůstává značná část výkovku vyřazena z dalšího zpracování pro náročné výrobky.

Snížení povrchového tření a ochlazování povrchu na styčných plochách řeší čelní mezivložky z plastického kovu, které se často předehřívají. Použití kovových povlaků, např. u slitin Ti velmi tenké povlakování hliníkem, stříbrem či zlatém tvoří rovněž jakousi mezivložku při kování v zápustce, ale hlavní význam je ochrana polotovaru proti naplyněni při ohřebu. Použiti grafitu v oleji nebo vlhkých pilin při zápustkovém kování snižuje částečně povrchové tření v zápustce, hlavní význam spočívá ve vytváření plynů, které by měly působit proti přilnutí výkovku do dutiny zápustky. U větších výkovků je však účinek problematický. Mazací účinky těchto materiálů při tvářecích teplotách jsou problematické, jak dokazují vyjádřené části zápustkových dutin. O tepelně izolačním účinku nelze v daném případě vůbec uvažovat.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob kování výkovků podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že deformační energie se přenáší na tvářený polotovar přes žáruvzdorný nekovový vláknitý materiál.

Cčinek žáruvzdorných nekovových vláknitých materiálů se projevuje vysokou tepelně izolační schopností a vysokou schopností snižovat povrchové kontaktní tření mezi nástrojem a tvářeným materiálem tím, že i při vysokých tvářecích teplotách zachovávají vlákna kruhový průřez a tedy valením a posuvem jednotlivých vláken usnadňují deformační pohyb povrchových částí tvářeného materiálu.

Vysoká tepelně Izolační schopnost žáruvzdorných nekovových vláknitých materiálů omezuje přestup tepla z tvářeného polotovaru do nástroje a tím se snižují rozdíly teploty mezi povrchovou oblasti a vnitřními částmi polotovaru na minimum a snižují se tedy i rozdíly v deformační pevnosti, která ovlivňuje rozložení deformací ve výkovku.

Oba tyto vlivy příznivě působ! na deformační proces povrchových částí polotovaru a tedy zvětšení stupně deformace v povrchových a podpovrchových oblastech zejména u materiálů citlivých na změny deformační pevnosti s teplotou, jako jsou chromniklové Austenitické oceli, slitiny titanu aj., oproti výkovkům, které byly kovány bez použití žáruvzdorných nekovových vláknitých materiálů mezi kovaným materiálem a tvářecím nástrojem.

Tím, že se dosáhne větších deformací na povrchových a podpovrchových částech výkovku, které odpovídají deformacím ve vnitřních částech výkovku, docílí se zejména při omezení ochlazovacího účinku na povrchu stejných podmínek pro rekrystalizace, a tudíž i stejně jemného zrna v povrchových a podpovrchových částech výkovku jako v jeho středových partiích.

Využitím vynálezu při kování v zápustce se zlepší kluzné vlastnosti mezi polotovarem a dutinou zápustky zejména u materiálů s vysokým koeficientem tření, jako např. u slitin'

Ti, kde běžná mazadla na bázi oleje s grafitem nejsou dostatečně účinná. Rovněž se zlepší vyjímání rozměrných výkovků z dutin zápustky, nebot žáruvzdorný nekovový vláknitý materiál neshoří v zápustce jako běžně užívaná mazadla na bázi olejů nebo dřevěné piliny, ale vytváří separátor z jemně rozptýlených nekovových vláken, který podporuje zabíhání kovaného materiálu v dutině zápustky a zabraňuje přilnutí výkovku do zápustky nebo dokonce zadření výkovku v zápustce.

Jako příklad je uvedeno použití skelné vlny v deskách při kování oceli GOST 08CH18N10T. Jedna deska (rohož) nebo její část se položí na spodní kovadlo lisu, druhá se položí na horní plochu polotovaru nebo ingotu pod horní kovadlo. Tlouštka rohože je dle velikosti polotovaru 1 až 3 cm. Pohybem horního kovadla dochází k deformaci polotovaru, který je od kovadel izolován vláknitou skelnou rohoží. Tepelná izolace a zlepšené podmínky posuvu povrchových vrstev kované oceli zabezpečují větší protváření povrchových oblastí a tím zjemnění zrna.

Jiný příklad je použití žáruvzdorné vláknité keramické rohože Sibral nebo Termovit, která byla použita při zápustkovém lisování ventilových těles. Lisování se provádí ve směru delší osy ve svislém směru. Rohož o tlouštce 2 cm a Φ 310 mm byla vložena na dno zápustky. Na ni byl postaven polotovar o é 300 x 1 100 mm. Na jeho horní čelo byla uložena druhá rohož o φ 310 mm až φ 320 mm a lisovacím trnem bylo provedené vylisování výkovku. Vyjímání výkovků ze zápustky bylo bez obtíží, zatímco při dřívějším mazání olejem s-grafitem docházelo k zadírání výkovku v zápustce. Zlepšila se rovněž kvalita povrchu výkovku i jeho struktura.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob kování výkovků z vysocelegovaných, především austenitických ocelí a neželezných slitin pomocí mezivložek, vyznačený tím, že deformační energie se přenáší na tvářený polotovar prostřednictvím žáruvzdorného nekovového vláknitého materiálu.