CZ21888U1 - Zařízení pro tixotropní tváření malých součástí - Google Patents

Description

Zařízení pro tixotropní tváření malých součástí

Oblast techniky

Technické řešení řeší zařízení pro tixotropního tváření malých součástí stranovým vytlačování ve formě, obsahující vkládací dutinu navazující v dělicí rovině na tvarové dutiny, kde do vkládací dutiny se vkládá kovový polotovar, na který se působí silou.

Dosavadní stav techniky

Tixotropní tváření je známá technologie tváření materiálu v částečně nataveném stavu, tedy ve stavu mezi solidem a liquidem. V tomto stavu je zpravidla část nebo některá z fází materiálu natavena, přičemž zbytek zůstává ve skupenstvím pevném. Takový stav umožňuje s využitím nízkých deformačních odporů provádět intenzivní deformace a vytvářet různé tvarově složité předměty. Uvedená technologie se uplatňuje při zpracování AI slitin. Jsou vyvinuty postupy pro zpracování ocelových polotovarů o rozměrech cca 100 mm, kde lze získat ohřevem homogenitu teplotního pole v celém průřezu polotovaru. Čím menší je rozměr polotovaru, tím složitější je vytvoření a následné udržení homogenního teplotního pole v polotovaru před započetím tváření. Při přenesení polotovaru z místa ohřevu do místa tváření je ohřátý polotovar ve styku s vnější atmosférou, která povrch polotovaru ochlazuje a oxiduje. To je na překážku zpracování ocelových polotovarů menších rozměrů. Dosud neexistuje postup umožňující zpracování polotovarů o rozměrech cca 10 mm.

Vlastnímu tixotropnímu tváření předcházejí různé varianty přípravy polotovaru tak, aby obsahoval vhodný podíl tekuté a tuhé fáze. Jednou z možností je příprava polotovaru spočívající v přepracování odlití polotovaru do formy. Při odlévacím procesu je tavenina pro získání požadovaných vlastností mechanicky míchána, jak uvádí spis US 3902544, nebo míchána elektromagneticky, jak uvádí spis US 4434837. Nevýhodou takových zařízení je jejich dlouhodobé vystavení vysokým teplotám a prašnému prostředí.

V patentech US 5832982, US 6003585 a US 6502624 se provádí indukční ohřev polotovaru ve vakuové komoře. Udržení celého procesu pod vakuem je velmi náročný technický problém a zejména těsnění vakuových zařízení při vysokých teplotách klade velké nároky na provedení celého zařízení.

Podstato technického řešeni

Výše uvedené nedostatky odstraňuje podle tohoto technického řešení zařízení pro tixotropní tváření určené pro tváření malých součástí stranovým vytlačování ve formě, obsahující vkládací dutinu navazující v dělicí rovině na tvarové dutiny, kde do vkládací dutiny se vkládá kovový polotovar, na který se působí silou.

Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že forma je dělená alespoň do dvou dílů. Každý ze dvou dílů je opatřen průběžnou na sebe navazující vkládací dutinou, ze které vystupují tvarové dutiny, a vkládací dutina je souosá s protiběžně uspořádanými razníky. Takové provedení formy umožní snadné vkládání kovového polotovaru v návaznosti na kinetiku razníků i vyjímání konečného výrobku.

Pro stabilizaci a vymezení polohy kovového polotovaru ve vkládací dutině je vhodné, když razníky jsou opatřeny na čelech zahloubeními pro ustavení kovového polotovaru.

K stabilizaci protiběžného pohybu razníků slouží to, že razníky zasahují do vedení vytvořených ve formě.

Pro indukční ohřev je alespoň forma je obklopená indukční cívkou. Z tohoto důvodu jsou forma a i razníky zhotoveny z nemagnetíckého materiálu, aby nedocházelo k jejich indukčnímu ohřevu. Naproti tomu zpracovávaný kovový polotovar je pro indukční ohřev zhotoven z magnetického materiálu.

-1 CZ 21888 Ul

Protože razníky jsou v trvalém kontaktu s kovovým polotovarem, je proto účelné, aby byla napojeny na zdroj proudu pro odporový ohřev kovového polotovaru.

Kovový polotovar se vloží do vkládací dutiny formy a ohřeje se na teplotu mezí solidem a liquidem kovu, ze kterého je kovový polotovar zhotoven. Následně se na ohřátý kovový polotovar působí tlakem a po vyplnění tvarových dutin se zhotovený kovový polotovar z tvarových dutin formy po zchladnutí vyjme. Takto zpracovávaný polotovar se do vkládací dutiny vloží neohřátý. Ohřev se provede až ve vkládací dutině formy. Tím je vyloučena jakákoliv manipulace s kovovým polotovarem mimo formu doprovázená kontaktem s vnější atmosférou, která je příčinou nekontrolovaného ochlazování a oxidace.

Přehled obrázku na výkrese

Na přiloženém výkrese je podélný řez zařízením pro tixotropní tváření malých součástí s vloženým kovovým polotovarem sevřeným v páru protiběžných razníkú.

Příklady provedení technického řešení

Forma i je dělená a sestává ze dvou dílů la. lh- Každý ze dvou dílů la. lb je opatřen průběžnou na sebe navazující vkládací dutinou H uzpůsobenou pro vložení kovového polotovaru P. Z vkládací dutiny 11 vystupují v dělicí rovině do stran tvarové dutiny 12· Vkládací dutina H je souosá s protiběžně uspořádanými razníky 2. V čelech 21 jsou razníky 2 opatřeny zahloubeními 22. Tvar zahloubení 22 odpovídá koncům kovového polotovaru P. Ve formě i jsou vytvořená vedení 13, do kterých zasahují protiběžné razníky 2. Obě vedení 13, jakož i vkládací dutina li jsou vzájem20 ně souosé. Razníky 2 jsou napojeny na zdroj proudu, což není na výkresu znázorněno. Rovněž uspořádání formy Iv indukční cívce není na výkresu znázorněno.

Do vkládací dutiny H formy 1 se vloží studený kovový polotovar P případně ohřátý na teplotu maximálně rovnou solidu kovu, ze kterého je kovový polotovar P zhotoven. Indukčním nebo odporovým ohřevem se kovový polotovar P ohřeje na teplotu mezí solidem a liquidem kovu, ze kterého je kovový polotovar P zhotoven. Bezprostředně po ohřátí na stanovenou teplotu se na takto ohřátý kovový polotovar P působí tlakem vyvozeným protiběžným pohybem razníků 2. Tímto tlakem se materiál kovového polotovaru P přemístí do tvarových dutin 12, které vyplní. Po vyplnění tvarových dutin 12 se zhotovený polotovar z tvarových dutin formy 12 po zchladnutí vyjme.

Bylo provedeno tixotropní tváření ocelového polotovaru P o průměru 9 mm. Byl zvolen kovový polotovar P z oceli o složení 1,8 % hmotnostních C, 0,2 % hmotnostních Si, 0,2 % hmotnostních Mo a 11 % hmotnostních Cr a zbytek je železo. Kovový polotovar P byl vložen do vkládací dutiny li formy 1 zhotovené z titanu. Po ohřátí kovového polotovaru P na teplotu 1000 °C se tlakem, vyvozeným úderem protiběžných razníků 2 zhotovených z mědi, materiálem kovového polotova35 ru P vyplnily tvarové dutiny 12. Bylo porovnáváno provedení s indukčním a s odporovým ohřevem a bylo dosaženo srovnatelných výsledků.

Claims (5)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zařízení pro tixotropní tváření malých součástí stranovým vytlačováním ve formě, obsahující vkládací dutinu navazující v dělicí rovině na tvarové dutiny, kde do vkládací dutiny se vkládá

40 kovový polotovar, na který se působí silou, vyznačující se tím, že forma (1) je dělená alespoň do dvou dílů (la, lb), kde každý ze dvou dílů (la, lb) je opatřen průběžnou na sebe navazující vkládací dutinou (11), ze které vystupují tvarové dutiny (12), a vkládací dutina (11) je souosá s protiběžně uspořádanými razníky (2).

-2CZ 21888 Ul

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že razníky (2) jsou opatřeny na čelech (21) zahloubeními (22) pro ustavení kovového polotovaru (P).

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že razníky (2) zasahují do vedení (13) vytvořených ve formě (1).

5

4. Zařízení podle některého z předešlých nároků, vyznačující se tím, že alespoň forma (1) je obklopena indukční cívkou.

5. Zařízení podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že razníky (2) jsou napojeny na zdroj proudu.