CS263355B1 - Method of forgings production from semi-products prepared from chips waste - Google Patents

Description

263355 2

Vynález sa týká spůsobu výroby tvarových výkovkov z polotovarov připravených prlamo z kovového trleskového odpadu. V súčasnosti najpoužívanejšia technológia spracovania trleskového odpadu briketovánímvykazuje celý rad problémov spojených so skladováním triesok, leh přepravou do hutí, přetavo-váním a opStovným spracovaním na polotovary a přepravou do mlesta leh óalšieho spracovania.

Využitie triesok v hutlach je závislé predovšetkým na druhu pecí, v ktorých sa trieskytavia a na spůsobe leh úpravy. Pri přetavovaní dochádza ku značným stratám materiálu prepalom,nehovořlac o tom, že nlektoré drahé legúry sa prl přetavovaní úplné stratla.

Za súčasného stavu techniky najbežnejšie zaužívaný spůsob spracovania trleskového odpadupriamo v strojárskych závodoch je drvenle so zvýžením prlemernej hodnoty mernej hmotnostitřískového odpadu asi na trojnásobok. Zaužlvané brlketovacie lisy spracovávajú tento odpadna brikety s měrnou hmotnosťou 5,3 kg.drn"3, ktoré sa potom použlvajú ako vsádzkový materiálv ocellarňach. Stúpajúca cena ocele, ako aj ostatných materlálov, nutí výrobcov a užlvatelovtýchto materlálov hladať rezervy v nových technologických metodách, obzvlášť bezstratovýmreclrkulačným spůsobom spracovania odpadu so šetřením energie, ako aj skracovanlm výrobnéhocyklu.

Novou technológiou spracovania triskového odpadu, priamym lisováním práškov a triesok,sa zaoberall v zahraničí, konkrétné v Japonsku, kde bolí experimentálně zhótované výliskymetodou redukovania za tepla, pričom triesky zbavené nečistůt boli nasypané do nosnéj trub-ky, a takto vniekolkých stupňoch redukované na požadovaný stupeň zhutnenia. Rovnako boliověřované možnosti priameho zlisovávania trleskového odpadu konvenčným lisováním za tepla,predom spekaných polotovarov. vychádzajúc z tohto stavu světověj techniky boli ověřované možnosti priameho zlisovaniatrleskového odpadu přípravou polovýliskov získaných kalibrováním za tepla. Vzhladom na nedo-statok technologických parametrov a údajov vykazovali výrobky značné nedostatky pokial išloo kvalitu a požadované vlastnosti konečných výrobkov oproti výrobkom zhotoveným konvenčněz původných materlálov. Preto bola vyvinutá technológia spracovávania trleskového odpadukonštručnej jemnozrnej uhlíkovéj ocele používanéj na různé zvárané konštrukcie, výrobu ohý-baných profilov a trubiek, na súčiastky strojov, ako aj na súčistky tepelných energetickýchzariadení a tlakových nádob. Taktiež trleskového odpadu listiny na odliatky s hrúbkou 5 až100 mm například pre súčiastky ako sú klukové a vačkové hriadele, ozubené kolesá, válce,piesty a piestne krúžky, a to priamo z trleskového odpadu bez pretavovania priamo v mlestevzniku tohoto >dpadu.

Jedna z možnosti odstránenia vyššie uvedených problémov pri znovuvyužití trleskovéhoodpadu rieši aj spůsob výroby tvarovaných výkovkov z trleskového odpadu z konštrukčnej jemno-zrnnej uhlíkovej ocele alebo listiny podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že triesky sarozdrvia na částice s rozmerom do 9 mm, odmastia premytím, odstredia a sušia pri teplote100 až 200 °C, predhutnia sa tlakom 100 až 300 MPa na polotovar, ktorý sa spracuje kovánímpo krátkodobovom ohřeve na teplotu 850 až 1 200 °C prechodom prúdu priamo cez polotovarpri tlaku 800 až 1 200 MPa v uzavřetej zápustke dynamickým rázom rýchlosťou 0,3 až 10 m.s-1a následné sa pomaly ochladzujú na vzduchu.

Pri niektorých typoch liatiny je vhodné predhutnený polotovar před kováním spekat vovákuu pri teplotl 950 až 1 000 °C po dobu 50 až 70 min. Výhodou riešenia podlá vynálezu je v prvom radě kvalitný výrobok, ktorý dosahuje takmerstopercentnú mernú hmotnost původného materiálu. Metalografický rozbor trieskových výkovkovdokázal, že v procese kovania sa vytvořil dostatečný počet kontaktných plůch, takže prinavrhovanéj technologii, s dodržením technologických parametrov, možno předpokládat dokonaléepojenie častíc. Pevnost v ohybe a v tadu týchto výkovkov je len velmi málo nižšia ako pev-nost toho istého materiálu v klasickom převedení. Naopak, tvrdost je vplyvom mierneho zakale- 3 263355 nia pri ochladení po kovaní vyššia, čo možno považovat za vyšší účinok. Za technický pokrok třeba považovat jednu z nových možností bezstratového spósobu znovuspracovania trieskového odpadu so značnými energetickými, časovými a čo do počtu operácií podstatné nižšími nárokmi.

Kovanie trieskového odpadu vykazuje všetky výhody přesného kovania. Kováním pórovitých vý- liskov v uzavretej zápustke sa vyrobí výkovok na jeden zdvih kovacieho lisu bez výronku.·

Spósobom podlá vynálezu boli zhotovené a overené výkovky v tvare valčekov s rozmermi0 20x11 mm, ktoré boli potom skúšané na pevnost v ohybe, v tahu a na tvrdost a porovnávanés etalónom zhotoveným z póvodného materiálu. Použité boli odpady triesok konštrukčnej jem-nozrnnej ocele s obsahom uhlíka 0,1 až 0,45 % a tvárnéj liatiny, ktorej štruktúra je tvořenáperlitam, feritom a zrnitým grafitom. Vytriedené triesky s rozmermi pod 9 mm sa premylivliehu, odstředili a vysušili v sušičke pri teplote +100 °C. Z týchto materiálov sa pred-hutníli vzorky v tvare valčekov o rozmeroch 0 20x11 mm pri tlaku 100 HPa u liatiny a 300 MPau ocele. Relativná měrná hmotnost bola okolo 68 % pre ocel a 64,5 % pre liatinu. Po kalibro-vaní pri teplote 600 až 900 °C sa dosiahla výsledná měrná hmotnost výrobkov blízka teoretic-kej hodnotě hustoty. Polovýlisky sa zhutňovali tlakom 900 HPa u liatiny a 1 200 HPa u oceleNásledné sa polovica vzoriek spekala vo vákuovej peci za účelom zváčšenia počtu kontaktnýchplĎch medzi trieskami a na odstránenie zbytkov kysličníkov. Spekanie prebiehalo pri teplote1 000 °C v čase jednej hodiny s pomalým chladnutím priamo v peci. Následné sa vzorky kovaliza poloohrevu na kovaciu teplotu 850 až 1 200 °C pre ocel a 950 až 1 100 °C pre liatinu,priamo prechodom elektrického prádu cez polotovar v delenej dutině grafitového telesa nástroja. Takto sa zabezpečila ochranná atmosféra pri ohřeve a minimálna doba přenosu ohriatéhopolotovaru do kováčej zápustky. Polotovar bol zhutněný dynamickým rázom rýchlosťou 0,3 m.s"1na takmer 100 t-númernú hmotnost. Výkovok po kovaní chladol na vzduchu.

Druhá polovica vzoriek bola priamo podrobená zhutneniu v procese kovania bez predchád-zajúceho spekania.

Pri skúškach na pevnost v ohybe oproti etalonu z póvodného materiálu, ktorého medzapevnosti v ohybe bola 1 128,12 HPa potom priemerné hodnoty u jednotlivých vzoriek vykazovalihodnoty 1 112,04 HPa, 1 091,35 HPa v niektorých prípadoch až 1 147,30 HPa pre ocel. Skúškypevnosti v tahu vykazovali 499,12 MPa a predlženie 2,0 mm.

Skúška tvrdosti pre ocel podlá Vickersa pri zatažení 30 kg a době 15 s bola v středeu výkovku 263 s pevnostou v tahu 840 MPa a po bokoch boli namerané hodnoty 222 až 264 navýkovku, pre liatinu boli na výkovku namerané hodnoty v střede 540 až 584 a ostatné meranémiesta v rozmedzí 531 až 618.

Pokial ide o měrná hmotnost porovnávaná oproti póvodnému etalonu (7,00 g.cm“3), vykazo-vali skášky po slisovaní, spekanl a kovaní u liatiny hodnoty 6,976 až 7,027 až 7,065 a u —3 —3 ocele oproti etalonu 7,784 g.cm nemařené hodnoty v rozmedzí 7,705 až 7,751 g.cm , čoodpovedá,takmer 99 4 póvodného materiálu.

Vzorky na skášky v ohybe a tahu boli zhotovené tak, že z výlisku sa zo středu valčekavyřezala dostička rovnoběžná s jeho osou. Z nej sa nařezalo a vybrúsilo 5 skášobných vzoriekz každého druhu na rozměr 1,5x1,5x20 mm. Na metalografický rozbor štruktáry výkovkov sapoužili časti valčekov získané rozřezáním vzoriek pri ich príprave na tahové skášky. Taktiežna skášky tvrdosti sa použili tieto časti výkovkov. Vzdialenost jednotlivých vpichov bola1,5 mm. Z výsledkov skášok možno předpokládat, že pri vSčších výkovkoch aj rozdiely hodnótv tahu a ohybe budá podstatné menšie, nakolko merania boli prevádzané na vzorkách velmimalého prierezu a rozměru. Z výsledkov je vidiet, že spekanie nemá vplyv na výsledná měrná hmotnost materiálovpo kovaní, ale každopádně zvyšuje sádržnost častíc polotovaru, co umožňuje lepšiu manipulá-ciu. Lepšie celkové hodnoty sa ukázali u výkovkov predtým spekaných, ale praktické využitie

Claims (2)

1. 263355 4 novovyvinutej technologie spracovania trieskového odpadu je aj pre prvý spdsob, t.j. bez prechádzajúceho spekania. Ďalším vývojom navrhovanej technologie a rozšířením sortimentu výrobkov je možnostuplatnenia v tých istých oblastiach ako u výrobkov z pĎvodného materiálu, obzvlášť v prí-padoch, kde nie sú kladené Speciálně požiadavky na niektoré z daných vlastností a paramet-rov. PREDMET VYNALEZU

   1. SpĎsob výroby tvarovaných výkovkov z trieskového odpadu z konštrukčnej jemnozrnnejuhlíkovéj ocele alebo liatiny, vyznačující sa tým, že triesky sa rozdrvia na částice s roz-merom do 9 mm, odmastia premytím a sušia pri teplote 100 až 200 °C, predhutnia tlakom 100 až300 MPa na polotovar, ktorý sa spracúva kováním v uzavřetej zápustke dynamickým rázom rých-losťou 0,3 až 10 m.s~l pri tlaku 800 až 1 200 MPa po krátkodobom ohřeve na teplotu 850 až 1 200 °C prechodom prúďu priamo cez polotovar a následné sa pomaly ochladzuje na vzduchu.
2. 2. Spdsob výroby podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že predhutnený polotovar sa předkováním speká vo vákuu pri teplote 950 až 1 000 °C po dobu 50 až 70 minút a ochladí sa. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs