CS272036B1 - Způsob izotermickóho tvářeni slitin - Google Patents

Abstract

Tvářeni slitin, zejména v superplaetlckóm etavu, umožňujíc! zpracováni i méně tvařitelných materiálů při současném zvýšení kvality výkovků a úspoře energie i materiálu, vhodné zvláště pro výrobu složitějších tvarů, tenkostěnných výztuži, chladicích žeber apod. Tvářený polotovar,1 předehřátý na tvářecí teplotu a zbavený okuji, ee vloži mezi lisovací nástroje umístěné v nádobě e roztaveným médiem,' ohřátým na tvářecí teplotu zpracovávané slitiny a provede se tvářecí operace. Polotovar se předehřeje bu3 před vloženim do ohřívacího média nebo přimo v něm.

Description

Vynález se týká izotermického způsobu tváření slitin, zejména tvářeni slitin v superplastickém stavu.

Optimální mikroetrukturu v celém objemu výkovku je možno vytvořit izotermickým tvářením. Přitom je výhodné, probíhá-li tváření podle zásad superplastické deformace. f

Obě technologie umožňuji ekonomickou výrobu eložitějších tvarů, při výskytu tenkostěnných výztuži,· chladicích žeber iapod. Zaručení optimálních tvářecích vlastností vyžaduje dokonalé řízeni celého procesu tváření, zejména dodržení optimální teploty, resp. teplotního intervalu tvářeni a rychlosti tvářeni. Dosavadní výroba i výzkum v této oblasti byly soustředěny vedle ohřevu nástroje na vysokou teplotu a její udržení, i na zajištění mazáni a omezeni teplotních změn během deformace. Významným požadavkem je v některých případech i ochrana povrchu tvářeného polotovaru proti oxidaci. Dodrženi tvářecích teplot v poměrně úzkém rozmezí je rovněž u některých slitin velmi důležité, neboť přetvářný odpor jednotlivých fázi je různý a může dojit k nehomogenní plastické deformaci,' k nestejnorodé mikro a makrostruktuře slitiny, která se obtížně odstraňuje i následujícím tepelným zpracováním. Naznačené problémy se v současné době řeší buč tvářením v ochranné atmosféře celého výrobního pracoviště, tj. stroje i nástroje, nebo tvářením polotovarů e ochrannými a mazacími povlaky, anebo kováním ve vakuové komoře. Tváření v ochranné atmosféře i kování ve vakuové komoře jsou způsoby málo operativní, provoz je náročný na pomocná zařízeni, a zařízeni je proto nákladné. Tvářeni polotovarů s ochrannými a mazacími povleky vyžaduje zařízeni pro povlakování a nezaručuje dokonalou ochranu proti oxidaci. Společnou nevýhodou uvedených řešeni pak je nemožné, popř. velmi obtížné zaručení teploty tvářeného materiálu i tvářecího nástroje v dostatečně úzkém rozmezí teplot,' které podmiňuje optimální podmínky tvářeni, jakost výrobku a životnost nástroje.

Uvedené nedostatky odstraňuje řešeni podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, žs se tvářený polotovar předehřeje na tvářecí teplotu a zbaví se okují, potom se vloží mezi lisovací formy umístěné v nádobě s roztaveným médiem ohřátým na tvářecí teplotu zpracovávané slitiny a provede se tvářecí operace. Předehřev tvářeného polotovaru se provede buč před jeho vložením do kapalného média,' nebo přímo v lázni s roztaveným ohřívacím médiem.

Výhodou tohoto způsobu, tj. tváření v kapalném ochranném médiu, je prakticky stejná teplota nástroje i tvářeného materiálu. Kapalné ochranné médium zajišťuje dokonalý a rychlý přívod i odvod tepla detailů, jež jeou epolu ve styku,' zlepšuje tribologické poměry při relativním pohybu tvářeného polotovaru oproti nástroji, chrání nástroj i tvářený polotovar před oxidaci,' čímž zvyšuje životnost nástroje. V porovnání s technologiemi tvářeni v ochranné atmosféře celého výrobního pracoviště a tvářeni polotovarů s ochrannými a razícími povlaky jde o technologii, která umožňuje přistup do výrobního procesu. Řešení umožňuje proto i koncipování procesu tváření v lince, kdy i předehřev polotovaru probíhá kontinuálně již v kapalném ochranném médiu. V současné době existuje celá řada prostředků,¹ jež lze aplikovat při realizaci vynálezu v závislosti na jejích ceně a typu materiálu tvářeného polotovaru. 3ako kapalného média k ohřevu i k zabránění přístupu vzduchu lze užít podle teplot různé typy ekel, roztavených eolí,' kovů apod. Způsob tváření podle předmětného vynálezu umožňuje výrobu tenkostěnných výkovků v přesném provedení. Je podstatně snadněji realizovatelný než dosud používané způsoby, umožňuje zpracovávat i méně tvařitelné materiály. Další výhodou je úspora meziohřevů,· vyšší homogenita deformací, a tím 1 kvalita výkovků. Navíc nejsou ztráty v důsledku okují nebo opálu.

Způsob izotermického tváření slitin podle vynálezu je podrobněji objasněn v následujících příkladech:

Příklad 1 .

Součást z hliníkové slitiny o složeni 2,3 % hmot, mědi,' 1,7 % hmot, hořčíku.

CS 272036 Bl _f 1,1 % železa,' 1,2 % hmot, niklu, 0,Ό5 % hmot, titanu,¹ zbytek hliník byla ohřívána na teplotu 475 °C, při které byly experimentálně zjištěny optimální podmínky tvářeni. Tvářené nástroje i tvářený polotovar byly ohřátý v popuštěci soli typu AS 140, tj. směs * 45 % hmot, dusitanu sodného NaNOg, 10 % hmot, dusičřfanu sodného NaNC>₃ a 45 % hmot, dusíčfíanu draselného KNO₃, Ohřev nástrojů, polotovaru i vlastní tváření probíhalo v této roztavené soli,' ohřáté na tutéž teplotu, tj. 475 °C. Použitá rychlost deformace byla lO^s¹.

Příklad 2

Polotovar o hmotnosti 0,5 kg vyrobený ze slitiny na bázi titanu,' s obsahem 6 % hmot, hliníku a 4 % hmot, vanadu byl ohřát a tvářen při teplotě 880 °C. Ohřev i tvářeni se realizovaly v prostředí roztaveného tetraboritanu sodného,' rychlost deformace byla 1,4.10^-¼^-1.

Claims (3)

PŘEDMĚT vynalezu

1. Způsob izotermického tvářeni slitin, zejména tváření slitin v superplastickém stavu, vyznačený tím,že tvářený polotovar, předehřátý na tvářecí teplotu a zbavený okují, se vloží mezi lisovací formy umístěné v nádobě s roztaveným kapalným médiem, ohřátým na tvářecí teplotu zpracovávané slitiny, načež se provede tvářecí operace,

2. Způsob podle bodu l,¹ vyznačený tím, že tvářený polotovar se předehřeje před vložením do kapalného média.

3, Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že předehřev tvářeného polotovaru probíhá v lázni s roztaveným ohřívacím médiem.